มวลโมเลกุล: คำนวณอย่างไรตัวอย่างและแบบฝึกหัดที่แก้ไขได้ - เคมี - 2025

มวลโมเลกุลเป็นคุณสมบัติอย่างเข้มข้นของเรื่องที่เกี่ยวข้องแนวคิดไฝด้วยการวัดมวล มีความกระชับมากขึ้นคือปริมาณมวลที่สอดคล้องกับหนึ่งโมลของสาร นั่นคือจำนวนของ Avogadro ที่“ มีน้ำหนัก” (6.022 · 10 ²³ ) ของอนุภาคที่กำหนด

หนึ่งโมลของสารใด ๆ จะมีอนุภาคจำนวนเท่ากัน (ไอออนโมเลกุลอะตอม ฯลฯ ) อย่างไรก็ตามมวลของมันจะแตกต่างกันไปเนื่องจากขนาดโมเลกุลของมันถูกกำหนดโดยจำนวนอะตอมและไอโซโทปที่ประกอบเป็นโครงสร้างของมัน ยิ่งอะตอมหรือโมเลกุลมีมวลมากเท่าใดมวลโมลาร์ก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ความแตกต่างระหว่างมวลโมลาร์ของสารต่างๆสามารถสังเกตได้โดยผิวเผินจากปริมาณที่ปรากฏของตัวอย่าง ที่มา: Gabriel Bolívar

ตัวอย่างเช่นสมมติว่ามีการรวบรวมหนึ่งโมลสำหรับสารประกอบ 5 ชนิด (ภาพบนสุด) โดยใช้ความสมดุลมวลของแต่ละคลัสเตอร์ที่แสดงด้านล่างได้รับการวัด มวลนี้สอดคล้องกับมวลโมลาร์ สารประกอบสีม่วงมีอนุภาคที่เบาที่สุดในบรรดาสารประกอบสีน้ำเงินเข้มมีอนุภาคที่หนักที่สุด

โปรดสังเกตว่ามีการแสดงแนวโน้มโดยทั่วไปและเกินจริง: ยิ่งมวลโมลาร์สูงเท่าไหร่ปริมาณตัวอย่างที่ต้องวางบนเครื่องชั่งก็จะน้อยลงเท่านั้น อย่างไรก็ตามปริมาตรของสสารนี้ยังขึ้นอยู่กับสถานะการรวมตัวของสารประกอบแต่ละชนิดและความหนาแน่น

มวลโมลาร์คำนวณอย่างไร?

คำนิยาม

มวลโมเลกุลสามารถคำนวณได้ตามความหมาย: ปริมาณมวลต่อโมลของสาร:

M = กรัมของสาร / โมลของสาร

ในความเป็นจริง g / mol เป็นหน่วยที่มักจะแสดงมวลโมลาร์พร้อมกับ kg / mol ดังนั้นถ้าเรารู้ว่าเรามีสารประกอบหรือองค์ประกอบกี่โมลและเราชั่งน้ำหนักมันเราจะมาถึงมวลโมลาร์โดยตรงโดยใช้การหารอย่างง่าย

องค์ประกอบ

มวลโมลาร์ไม่เพียง แต่ใช้กับสารประกอบเท่านั้น แต่ยังรวมถึงธาตุด้วย แนวคิดเรื่องไฝไม่แบ่งแยกเลย ดังนั้นด้วยความช่วยเหลือของตารางธาตุเราจึงหามวลอะตอมสัมพัทธ์สำหรับองค์ประกอบที่น่าสนใจและเราคูณค่าของมันด้วย 1 กรัม / โมล นี้คือค่าคงที่ Avogadro, M U

ตัวอย่างเช่นมวลอะตอมสัมพัทธ์ของสตรอนเทียมเท่ากับ 87.62 ถ้าเราต้องการมีมวลอะตอมมันจะเท่ากับ 87.62 amu; แต่ถ้าสิ่งที่เรากำลังมองหาคือมวลโมลาร์มันจะเป็น 87.62 g / mol (87.62 · 1g / mol) ดังนั้นมวลโมลาร์ขององค์ประกอบอื่น ๆ ทั้งหมดจะได้รับในลักษณะเดียวกันโดยไม่ต้องทำการคูณดังกล่าว

สารประกอบ

มวลกรามของสารประกอบไม่ได้เป็นมากกว่าผลรวมของมวลอะตอมญาติของอะตอมคูณด้วย M U

ตัวอย่างเช่นโมเลกุลของน้ำ H ₂ O มีสามอะตอม: ไฮโดรเจนสองตัวและออกซิเจนหนึ่งตัว มวลอะตอมสัมพัทธ์ของ H และ O คือ 1.008 และ 15.999 ตามลำดับ ดังนั้นเราจึงเพิ่มมวลของพวกมันโดยการคูณด้วยจำนวนอะตอมที่มีอยู่ในโมเลกุลของสารประกอบ:

2 H (1.008) = 2.016

1 O (15,999) = 15,999

M (H ₂ O) = (2.016 + 15,999) 1g / mol = 18.015 g / mol

เป็นเรื่องธรรมดาที่จะละเว้น M _Uในตอนท้าย:

M (H ₂ O) = (2.016 + 15,999) = 18.015 กรัม / โมล

เข้าใจว่ามวลโมลาร์มีหน่วยเป็น g / mol

ตัวอย่าง

มีการกล่าวถึงมวลฟันกรามที่รู้จักกันดีที่สุดชนิดหนึ่งนั่นคือน้ำ 18 กรัม / โมล ผู้ที่คุ้นเคยกับการคำนวณเหล่านี้มาถึงจุดที่สามารถจดจำมวลฟันกรามได้โดยไม่ต้องมองหาหรือคำนวณตามที่ได้ทำไว้ข้างต้น มวลกรามเหล่านี้บางส่วนซึ่งใช้เป็นตัวอย่างมีดังต่อไปนี้:

-O ₂ : 32 ก. / โมล

-N ₂ : 28 ก. / โมล

-NH ₃ : 17 ก. / โมล

-CH ₄ : 16 ก. / โมล

-CO ₂ : 44 ก. / โมล

-HCl: 36.5 ก. / โมล

-H ₂ SO ₄ : 98 กรัม / โมล

-CH ₃ COOH: 60 กรัม / โมล

-Fe: 56 กรัม / โมล

โปรดทราบว่าค่าที่กำหนดจะถูกปัดเศษ เพื่อวัตถุประสงค์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นมวลโมลาร์ควรแสดงเป็นทศนิยมมากกว่านี้และคำนวณด้วยมวลอะตอมสัมพัทธ์ที่เหมาะสมและแน่นอน

แบบฝึกหัดที่แก้ไข

แบบฝึกหัด 1

ตามวิธีการวิเคราะห์คาดว่าสารละลายของตัวอย่างมี 0.0267 โมลของเครื่องวิเคราะห์ D นอกจากนี้ยังทราบว่ามวลของมันสอดคล้องกับ 14% ของตัวอย่างที่มีมวลรวม 76 กรัม คำนวณมวลโมลาร์ของเครื่องวิเคราะห์เชิงบวก D.

เราต้องกำหนดมวลของ D ที่ละลายในสารละลาย เราดำเนินการ:

มวล (D) = 76 ก. 0.14 = 10.64 ก

นั่นคือเราคำนวณ 14% ของ 76 กรัมของตัวอย่างซึ่งสอดคล้องกับกรัมของ analyte D จากนั้นและในที่สุดเราก็ใช้คำจำกัดความของมวลโมลาร์เนื่องจากเรามีข้อมูลเพียงพอที่จะคำนวณ:

M (D) = 10.64 ก. D / 0.0267 โมลง

= 398.50 กรัม / โมล

ซึ่งแปลได้ว่า: หนึ่งโมล (6.022 · 10 ²³ ) ของโมเลกุล Y มีมวลเท่ากับ 398.50 กรัม ด้วยค่านี้ทำให้เราทราบได้ว่าเราต้องการชั่งน้ำหนัก Y ของเครื่องชั่งเท่าใดในกรณีที่เราต้องการตัวอย่างเช่นเพื่อเตรียมสารละลายที่มีความเข้มข้นของโมลาร์ 5 · 10 ^-3 M; นั่นคือละลาย 0.1993 กรัมของ Y ในตัวทำละลายหนึ่งลิตร:

5 ^10-3 (mol / L) (398.50 g / mol) = 0.1993 g Y

แบบฝึกหัด 2

คำนวณมวลโมเลกุลของกรดซิตริกรู้ว่าสูตรโมเลกุลคือ C ₆ H ₈ O 7

สูตรเดียวกัน C ₆ H ₈ O ₇ช่วยให้เข้าใจการคำนวณได้ง่ายขึ้นเนื่องจากจะบอกจำนวนอะตอม C, H และ O ที่อยู่ในกรดซิตริกให้เราทราบพร้อมกัน ดังนั้นเราทำซ้ำขั้นตอนเดียวกันกับน้ำ:

6 C (12.0107) = 72.0642

8 ชม. (1,008) = 8,064

7 O (15,999) = 111,993

M (กรดซิตริก) = 72.0642 + 8.064 + 111.993

= 192.1212 ก. / โมล

แบบฝึกหัด 3

คำนวณมวลโมลาร์ของคอปเปอร์ซัลเฟตเพนทาไฮเดรต CuSO ₄ · 5H ₂ O

เรารู้ตั้งแต่ก่อนหน้านี้ว่ามวลโมลาร์ของน้ำคือ 18.015 กรัม / โมล นี้ช่วยให้เราเพื่อให้ง่ายต่อการคำนวณเนื่องจากเราละเว้นมันสักครู่และมุ่งเน้นไปที่เกลือปราศจาก CuSO 4

เราพบว่ามวลอะตอมสัมพัทธ์ของทองแดงและกำมะถันเท่ากับ 63.546 และ 32.065 ตามลำดับ ด้วยข้อมูลเหล่านี้เราดำเนินการในลักษณะเดียวกับแบบฝึกหัดที่ 2:

1 Cu (63,546) = 63,546

1 วินาที (32,065) = 32,065

4 O (15,999) = 63,996

M (CuSO ₄ ) = 63,546 + 32,065 + 63,996

= 159.607 ก. / โมล

แต่เราสนใจมวลโมลาร์ของเกลือเพนทาไฮเดรตไม่ใช่ไฮไดรด์ ในการทำเช่นนี้เราต้องเพิ่มมวลน้ำที่สอดคล้องกันในผลลัพธ์:

5 H ₂ O = 5 · (18.015) = 90.075

M (CuSO ₄ · 5H ₂ O) = 159.607 + 90.075

= 249.682 กรัม / โมล

อ้างอิง

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
2. วิกิพีเดีย (2020) มวลโมลาร์ สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
3. Nissa Garcia (2020) มวลโมเลกุลคืออะไร? นิยามสูตรและตัวอย่าง ศึกษา. ดึงมาจาก: study.com
4. ดร. คริสตี้เอ็มเบลีย์ (เอสเอฟ) Stoichiometry Tutorial การ
   หามวลกราม. สืบค้นจาก: occc.edu
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (02 ธันวาคม 2562). ปัญหาตัวอย่างมวลกราม ดึงมาจาก: thoughtco.com