Introduksjon til kjemi
Læringsmål
- Konverter mellom masse og antall mol, og antall atomer, i en gitt prøve av forbindelse
Nøkkelpunkter
- Den molare massen til en forbindelse er lik summen av atommassene til dens bestandige atomer i g / mol.
- Selv om det ikke er noen fysisk måte å måle antall mol av en forbindelse, kan vi relatere massen til antall mol ved å bruke forbindelsens molære masse som en direkte konverteringsfaktor.
- Å konvertere mellom masse og antall mol, kan du bruke stoffets molære masse. Deretter kan du bruke Avogadros nummer for å konvertere antall mol til antall atomer.
Vilkår
- føflekk Mengden av stoff som inneholder så mange elementære enheter som det er atomer i 12 g karbon-12.
- dimensjonsanalyse Analysen av sammenhengen mellom forskjellige fysiske størrelser ved å identifisere deres grunnleggende dimensjoner (som lengde, masse, tid , og elektrisk ladning) og måleenheter (som miles vs. kilometer eller pounds vs. kilogram vs. gram) og sporing av disse dimensjonene som beregninger eller sammenligninger utføres.
- molær masse Massen til en gitt stoff (kjemisk grunnstoff eller kjemisk forbindelse) delt på mengden stoff (mol), i g / mol.
Kjemikere bruker vanligvis molen som enheten for antall atomer eller molekyler av et materiale. Én mol (forkortet mol) er lik 6,022 × 1023 molekylære enheter (Avogadros nummer), og hvert grunnstoff har forskjellig molær masse, avhengig av vekten på 6,022 × 1023 av dets atomer (1 mol). Den molare massen til ethvert element kan bestemmes ved å finne atommassen til elementet i det periodiske systemet. For eksempel, hvis atommassen til sulfer (S) er 32,066 amu, er dens molare masse 32,066 g / mol.
Ved å gjenkjenne forholdet mellom molarmassen (g / mol), mol (mol ), og partikler, kan forskere bruke dimensjonsanalyse konvertere mellom masse, antall mol og antall atomer veldig enkelt.
Bestemmelse av molarmassen til en forbindelse molær masse av Na alene er 23 g / mol, molar masse av O er 16 g / mol, og H er 1 g / mol. Hva er molmassen til NaOH?
Na + O + H = NaOH
23 \ space \ text {g / mol} +16 \ space \ text {g / mol} + 1 \ space \ text {g / mol} = 40 \ space \ text {g / mol}
Molmassen til forbindelsen NaOH er 40 g / mol.
Konvertering Masse til antall mol
Hvor mange mol NaOH er tilstede i 90 g NaOH?
Siden molarmassen av NaOH er 40 g / mol, kan vi dele 90 g av NaOH med molær masse (40 g / mol) for å finne mol NaOH. Dette er det samme som å multiplisere med gjensidige 40 g / mol.
Hvis ligningen er ordnet riktig, vil masseenhetene (g) avbrytes og la mol være som enheten.
90 g \ space \ text {NaOH} \ times \ frac {1 \ space mol} {40 g} = 2,25 \ space \ text {mol NaOH}
Det er 2,25 mol NaOH i 90 g NaOH .
Konvertering mellom masse, antall mol og antall atomer
Hvor mange mol og hvor mange atomer inneholder 10,0 g nikkel?
Ifølge til det periodiske systemet er atommassen til nikkel (Ni) 58,69 amu, noe som betyr at den molare massen av nikkel er 58,69 g / mol. Derfor kan vi dele 10,0 g Ni med molmassen til Ni for å finne antall mol som er tilstede.
Ved hjelp av dimensjonsanalyse er det mulig å bestemme at:
10 \ : g \: Ni \ times \ frac {1 \: mol \ Ni} {58.69g \ Ni} = 0.170 \: mol \: Ni
For å bestemme antall atomer, konverter molene Ni til atomer ved bruk av Avogadros nummer:
0.170 \: mol \: Ni \ times \ frac {6.022 × 10 ^ {23} atomer \ Ni} {1 \: mol \ Ni} = 1.02 \ times10 ^ { 23} \: atomer \: Ni
Gitt en prøves masse og antall mol i den prøven, er det også mulig å beregne prøvenes molekylvekt ved å dele massen med antall mol for å beregne g / mol.
Hva er molarmassen av metan (CH4) hvis det er 0,623 mol i en 10,0 g prøve?
\ frac {10.0 \ g \ CH_4} {0.623 \ mol \ CH_4} = 16,05 \ g / mol \ CH_4
Molmassen til CH4 er 16,05 g / mol.