Differkinome

Hvordan finne Molar Mass

Vitenskap
Share

Molmasse er en fysisk egenskap av stoffer. Det er svært nyttig å analysere, sammenligne og forutsi andre fysiske og kjemiske egenskaper som tetthet, smeltepunkt, kokepunkt og mengden substans som reagerer med et annet stoff i et system. Det er mer enn én metode for å beregne molarmassen. Noen av disse metodene inkluderer bruk av den direkte ligningen, tilsetning av atommassene av forskjellige elementer i en forbindelse, og ved bruk av kokepunktshøyde eller frysepunktdepresjon. Noen av disse store metodene vil bli omtalt i denne artikkelen. 

Nøkkelområder dekket

1. Hva er Molar Mass
      - Definisjon, ligning for beregning, forklaring
2. Hvordan finne Molar Mass
      - Metoder for å bestemme molarmassen
3.Hva er betydningen av å kjenne Molar Massen av et stoff
      - Anvendelser av Molar Mass

Nøkkelbegreper: Avogadros nummer, kokepunkt, Calusius-Clapeyron, Kryoskopisk Konstant, Ebullioskopisk Konstant, Frysepunkt, Smeltepunkt, Molalitet, Molarmasse, Molekylvekt, Osmotisk Trykk, Relativ Atommasse

Hva er Molar Mass

Molmasse er massen av en mol av en bestemt substans. Den mest brukte enheten for den molære massen av et stoff er gmol-1. Imidlertid er SI-enheten for molar masse kgmol-1 (eller kg / mol). Molarmassen kan beregnes ved å bruke følgende ligning.

Molar masse = Masse av stoffet (kg) / Mengden av stoffet (Mol)

Mole eller mol er enheten som brukes til å måle mengden av et stoff. En mol av et stoff er lik et veldig stort antall, 6,023 x 1023 av atomer (eller molekyler) som stoffet er laget av. Dette nummeret kalles Avogadros nummer. Det er en konstant fordi uansett hvilken type atom det er, en mol av det er lik den mengden atomer (eller molekyler). Derfor kan molarmassen gis en ny definisjon, det vil si molar masse er totalmassen på 6,023 x 1023 atomer (eller molekyler) av en bestemt substans. For å unngå forvirring, ta en titt på følgende eksempel.

  • Forbindelse A er sammensatt av A molekyler.
  • Forbindelse B er sammensatt av B molekyler.
  • En mol av forbindelse A er sammensatt av 6,023 x 1023 av A molekyler.
  • En mol av forbindelse B er sammensatt av 6,023 x 1023 av B molekyler.
  • Molar masse av forbindelse A er summen av massene på 6,023 x 1023 En molekyler.
  • Molar masse av forbindelse B er summen av massene på 6,023 x 1023 B molekyler.

Nå kan vi bruke dette på virkelige stoffer. En mol H2O er sammensatt av 6,023 x 1023 H2O molekyler. Den totale massen på 6,023 x 1023 H2O molekyler er ca. 18 g. Derfor er molarmen av H2O er 18 g / mol.

Hvordan finne Molar Mass

Den molære masse av et stoff kan beregnes ved å bruke flere metoder, slik som;

  1. Bruk av atommasser
  2. Bruke ligningen for å beregne molarmassen
  3. Fra kokepunktshøyde
  4. Fra frysepunkt depresjon
  5. Fra osmotisk trykk

Disse metodene blir diskutert i detalj nedenfor.

Bruk av atommasser

Molarmassen til et molekyl kan bestemmes ved bruk av atommasser. Dette kan gjøres enkelt ved tilsetning av molarmasser av hvert tilstedeværende atom. Molar masse av et element er gitt som nedenfor.

Molar masse av et element = Relativ atommasse x molar massekonstant (g / mol)

Relativ atommasse er massen av et atom i forhold til massen av karbon-12-atom, og den har ingen enheter. Dette forholdet kan gis som følger.

Molekylvekt A = Masse av ett molekyl A / [Masse av ett karbon-12 atom x (1/12)]

La oss vurdere å følge eksempler for å forstå denne teknikken. Følgende er beregningene for forbindelser med samme atom, kombinasjon av flere forskjellige atomer og kombinasjon av et stort antall atomer.

• Molar masse av H2

o Typer av atomer til stede = to H-atomer
o Relative atommassas = 1,00794 (H)
o Mol masse av hvert atom = 1,00794 g / mol (H)
o Molar masse av forbindelse = (2 x 1,00794) g / mol
                                                   = 2,01588 g / mol

• Molar masse av HC1

o Typer av atomer tilstede = Ett H-atom og ett Cl-atom
o Relative atommassas = 1,00794 (H) + 35,453 (Cl)
o Mol masse av hvert atom = 1,00794 g / mol (H) + 35,453 g / mol (Cl)
o Molar masse av forbindelse = (1 x 1,00794) + (1 x 35,453) g / mol
                                                   = 36,46094 g / mol

• Molarmasse på C6H12O6

o Typer av atomer tilstede = 6 C-atomer, 12 H-atomer og 6 O Cl-atom
o Relative atommassas = 12,0107 (C) + 1,00794 (H) + 15,999 (O)
o Mol masse av hvert atom = 12,0107 g / mol + 1,00794 g / mol (H) + 15,999 g / mol (0)
o Molar masse av forbindelse = (6 x 12,0107) + (12 x 1,00794) + (6 x 15,999) g / mol
                                                   = 180,15348 g / mol

Bruk likningen

Molarmassen kan beregnes ved å bruke ligningen gitt nedenfor. Denne ligningen brukes til å bestemme en ukjent sammensetning. Vurder følgende eksempel.

Mol masse = Massens masse (kg) / Mengde stoff (mol)

  • Forbindelsen D er i en løsning. Detaljer er gitt som følger.
    • Forbindelse D er en sterk base.
    • Det kan slippe ut en H+ ion per molekyl.
    • Oppløsningen av forbindelse D ble fremstilt under anvendelse av 0,599 g forbindelse D.
    • Den reagerer med HCI i forholdet 1: 1

Deretter kan bestemmelsen utføres ved en syre-base titrering. Siden det er en sterk base, titrer løsningen med en sterk syre (Eks: HCl, 1,0 mol / L) i nærvær av fenolftaleinindikator. Fargeskiftet indikerer sluttpunktet (Eks: når 15,00 ml HCl blir tilsatt) av titreringen og nå titreres alle molekylene av den ukjente basen med den tilsatte syren. Deretter kan molarmassen av den ukjente forbindelsen bestemmes som følger.

o Mengden syre reagerte = 1,0 mol / L x 15,00 x 10-3 L
                                                                          = 1,5 x 10-2 mol
o Derfor reagerte mengden av basen = 1,5 x 10-2 mol
o Molarmassen av forbindelse D = 0,599 g / 1,5 x 10-2 mol
                                                                          = 39,933 g / mol
o Deretter kan den ukjente forbindelsen D forutsies som NaOH. (Men for å bekrefte dette, bør vi gjøre ytterligere analyse).

Fra Koking Point Elevation

Kokepunktshøyde er fenomenet som beskriver at tilsetningen av en forbindelse til et rent løsningsmiddel ville øke kokepunktet for denne blandingen til et høyere kokepunkt enn det for det rene løsningsmiddel. Derfor kan molarmassen av den tilsatte forbindelsen bli funnet ved bruk av temperaturforskjellen mellom to kokepunkter. Hvis kokepunktet for det rene løsningsmidlet er Tløsemiddel og løsningenes kokpunkt (med den tilsatte forbindelse) er Tløsning, Forskjellen mellom to kokepunkter kan gis som nedenfor.

ΔT = Tløsning - Tløsemiddel

Ved bruk av Clausius-Clapeyron-forholdet og Raoults lov kan vi få et forhold mellom ΔT og molalitet av løsningen. 

ΔT = Kb . M

Hvor Kb er ebullioskopisk konstant og avhenger kun av løsningsmidlets egenskaper og M er molaliteten

Fra ovennevnte ligning kan vi få en verdi for løsningens molalitet. Som mengden løsningsmiddel som brukes til fremstilling av denne løsningen er kjent, kan vi finne verdien for mol av forbindelsen tilsatt.

Molalitet = Molblanding tilsatt (mol) / Masse av rent oppløsningsmiddel brukt (kg)

Nå som vi kjenner molene av stoff i løsningen og massen av forbindelsen tilsatt, kan vi bestemme mengden av forbindelsen.

Mol masse = Masse av forbindelse (g) / mol av forbindelse (mol)

Figur 01: Kokepunktshøyde og frysepunktdepresjon

Fra Frysepunktdepresjon

Frysepunktdepresjon er det motsatte av kokepunktshøyde. Noen ganger, når en forbindelse blir tilsatt til et løsningsmiddel, senkes frysepunktet til løsningen enn det for det rene løsningsmiddel. Da er de ovennevnte ligningene litt modifisert.

ΔT = Tløsning - Tløsemiddel

ΔT-verdien er en minusverdi fordi kokepunktet nå er lavere enn startverdien. Molaliteten av oppløsningen kan oppnås det samme som i kokepunkts høydemetode.

ΔT = Kf . M

Her, Kf  er kjent som kryoskopisk konstant. Det er bare avhengig av løsningsmiddelets egenskaper.

Resten av beregningene er de samme som i kokepunkts høydemetode. Her kan molene av forbindelsen tilsatt også beregnes ved hjelp av nedenstående ligning.

Molalitet = Mol sammensetning (mol) / Masse av løsningsmiddel brukt (kg)

Deretter kan molarmassen beregnes ved bruk av verdien for mol tilsatt forbindelse og massen av forbindelse tilsatt.

Mol masse = Masse av forbindelse (g) / mol av forbindelse (mol)

Fra osmotisk trykk

Osmotisk trykk er trykket som trengs for å unngå at et rent oppløsningsmiddel går over til en gitt løsning ved osmose. Det osmotiske trykket kan gis i underligningen.

Π = MRT

Hvor, ¸ er det osmotiske trykket,
             M er løsningenes molaritet
             R er universell gass konstant
             T er temperaturen

Molariteten til løsningen er gitt ved følgende ligning.

Molaritet = mol sammensetning (mol) / volum av oppløsning (L)

Volumet av løsningen kan måles og molariteten kan beregnes som ovenfor. Derfor kan molene av forbindelsen i løsningen måles. Da kan molarmassen bestemmes.

Mol masse = Masse av forbindelse (g) / mol av forbindelse (mol)

Hva er betydningen av å kjenne Molar Massen av et stoff

  • Molare masser av forskjellige forbindelser kan brukes til å sammenligne smeltepunktene og kokpunktene for disse forbindelsene.
  • Molmasse brukes til å bestemme masseprosentrasjonene av atomer som er tilstede i en forbindelse.
  • Mol masse er svært viktig i kjemiske reaksjoner for å finne ut mengdene av en bestemt reaktant som har reagert eller for å finne mengden av produktet som kan oppnås.
  • Å vite de molare massene er svært viktig før en eksperimentell oppsett er utformet.

Sammendrag

Det finnes flere metoder for å beregne molarmassen for en gitt forbindelse. Den enkleste måten blant dem er tilsetningen av molarmasser av elementer som er tilstede i den forbindelse.

referanser:

1. "Mole." Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, ink., 24. april 2017. Web. Tilgjengelig her. 22. juni 2017. 
2. Helmenstine, Anne Marie. "Slik beregner du molar masse." ThoughtCo. N.p., n.d. Web. Tilgjengelig her. 22. juni 2017.
3. Robinson, Bill. "Bestemmelse av molar masse." Chem.purdue.edu. N.p., n.d. Web. Tilgjengelig her. 22. juni 2017.
4. "Frysepunktdepresjon." Kjemi LibreTexts. Libretexts, 21. juli 2016. Web. Tilgjengelig her 22. juni 2017. 

Bilde Courtesy:

1. "Frysepunktdepresjon og kokepunktshøyde" Av Tomas er - Egnet arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia

Vitenskap
×