Wprowadzenie do chemii
Cel nauczania
- Konwertuj między masą a liczbą moli i liczbą atomów w danej próbce związku
Kluczowe punkty
- Masa molowa związku jest równa sumie mas atomowych jego atomów składowych wg / mol.
- Chociaż nie ma fizycznego sposobu pomiaru liczby moli związku, możemy powiązać jego masę z liczbą moli, używając masy molowej związku jako bezpośredniego współczynnika konwersji.
- Aby przeliczyć masę na liczbę moli, możesz użyć masy molowej substancji. Następnie możesz użyć liczby Avogadro, aby przekonwertować liczbę moli na liczbę atomów.
Warunki
- mole Ilość substancji, która zawiera tyle elementarnych jednostek, ile jest atomów w 12 g węgla-12.
- Analiza wymiarowa Analiza zależności między różnymi wielkościami fizycznymi poprzez określenie ich podstawowych wymiarów (takich jak długość, masa, czas i ładunek elektryczny) i jednostki miary (takie jak mile kontra kilometry lub funty vs. kilogramy vs. gramy) i śledzenie tych wymiarów podczas wykonywania obliczeń lub porównań.
- masa molowa Masa danego substancja (pierwiastek chemiczny lub związek chemiczny) podzielona przez jej ilość substancji (mol) wg / mol.
Chemicy zazwyczaj używają mola jako jednostki określającej liczbę atomów lub cząsteczek materiał. Jeden mol (w skrócie mol) jest równy 6,022 × 1023 jednostek cząsteczkowych (liczba Avogadro), a każdy pierwiastek ma inną masę molową w zależności od masy 6,022 × 1023 jego atomów (1 mol). Masę molową dowolnego pierwiastka można określić, znajdując masę atomową pierwiastka w układzie okresowym. Na przykład, jeśli masa atomowa sulfera (S) wynosi 32,066 amu, to jego masa molowa wynosi 32,066 g / mol.
Rozpoznając zależność między masą molową (g / mol), molami (mol ), a także cząstek, naukowcy mogą z łatwością konwertować masę, liczbę moli i liczbę atomów za pomocą analizy wymiarowej.
Określanie masy molowej związku
W związku NaOH, masa molowa samego Na wynosi 23 g / mol, masa molowa O wynosi 16 g / mol, a H wynosi 1 g / mol. Jaka jest masa molowa 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}
Masa molowa związku NaOH wynosi 40 g / mol.
Konwersja Masa do liczby moli
Ile moli NaOH jest obecnych w 90 g NaOH?
Ponieważ masa molowa NaOH wynosi 40 g / mol, możemy podzielić 90 g NaOH przez masę molową (40 g / mol), aby znaleźć mole NaOH. To to samo, co pomnożenie przez odwrotność 40 g / mol.
Jeśli równanie jest ułożone poprawnie, jednostki masy (g) znoszą się i pozostawiają mole jako jednostki.
90 g \ space \ text {NaOH} \ times \ frac {1 \ space mol} {40 g} = 2,25 \ space \ text {mol NaOH}
W 90 g NaOH jest 2,25 mola NaOH .
Zamiana między masą, liczbą moli i liczbą atomów
Ile moli i ile atomów zawiera 10,0 g niklu?
Zgodnie z w układzie okresowym pierwiastków masa atomowa niklu (Ni) wynosi 58,69 amu, co oznacza, że masa molowa niklu wynosi 58,69 g / mol. Dlatego możemy podzielić 10,0 g Ni przez masę molową Ni, aby znaleźć liczbę obecnych moli.
Korzystając z analizy wymiarowej, można określić, że:
10 \ : g \: Ni \ times \ frac {1 \: mol \ Ni} {58,69g \ Ni} = 0,170 \: mol \: Ni
Aby określić liczbę atomów, zamień mole Ni do atomów za pomocą liczby Avogadro:
0,170 \: moles \: Ni \ times \ frac {6,022 × 10 ^ {23} atoms \ Ni} {1 \: mol \ Ni} = 1,02 \ times10 ^ { 23} \: atomy \: Ni
Biorąc pod uwagę masę próbki i liczbę moli w tej próbce, można również obliczyć masę cząsteczkową próbki, dzieląc masę przez liczbę moli, aby obliczyć g / mol.
Jaka jest masa molowa metanu (CH4), jeśli próbka 10,0 g zawiera 0,623 mola?
\ frac {10,0 \ g \ CH_4} {0,623 \ mol \ CH_4} = 16,05 \ g / mol \ CH_4
Masa molowa CH4 wynosi 16,05 g / mol.