Ogni studente che ha studiato attentamente la tavola periodica, probabilmente ha notato che, oltre al numero di un elemento chimico, contiene informazioni sul peso del suo atomo. In questo articolo, vedremo cos'è la massa molare e dove viene utilizzata.
Cos'è una talpa?
Prima di rispondere alla domanda "qual è la massa molare", è necessario comprendere una quantità così importante in chimica come la talpa.
Nel 19° secolo, Amedeo Avogadro, studiando attentamente la legge di Gay-Lussac per i gas ideali in un processo isocoro, giunse alla conclusione che volumi uguali di diverse sostanze in condizioni identiche (temperatura e pressione) contengono un numero uguale di atomi o molecole. Le idee di Avogadro contraddicevano le teorie dell'epoca sulla struttura chimica e il comportamento delle sostanze gassose, quindi furono accettate solo mezzo secolo dopo.
All'inizio del 20° secolo, con l'ausilio di tecnologie più moderne, è stato possibile determinare il numero di molecole di idrogeno in 2 grammi di questo gas. Questa quantità è chiamata"mol". Il termine stesso è stato introdotto da Wilhelm Ostwald, dal latino si traduce come "mucchio", "cluster".
Nel 1971, la talpa divenne una delle 7 unità di misura di base nel sistema SI. Attualmente, 1 mole è intesa come il numero di atomi di silicio contenuti in una sfera ideale con una massa di 0,028085 kg. Il numero stesso di particelle corrispondenti a 1 mole è chiamato numero di Avogadro. Sono circa 6,021023.
Cos'è la massa molare?
Ora possiamo tornare all'argomento dell'articolo. Mole e massa molare sono due grandezze correlate. Il secondo è il peso di una mole di qualsiasi sostanza. Ovviamente il tipo di elemento chimico o la composizione della molecola di un determinato gas determina direttamente la massa molare. Secondo questa definizione si può scrivere la seguente espressione:
M=ma NLA.
Dove ma è la massa di un atomo, NA è il numero di Avogadro. Cioè, per ottenere il valore di M, è necessario moltiplicare il peso di una particella (molecola, atomo, ammasso atomico) per il numero di Avogadro.
Come notato nell'introduzione dell'articolo, ogni elemento nella tavola periodica contiene informazioni sulla sua massa atomica. È il peso in grammi per mole. Ovviamente, per ottenere la massa molare in kg/mol, il valore tabulare va diviso per 1000. Ad esempio, per il niobio al numero 41, vediamo il numero 92,9, ovvero 1 mole dei suoi atomi ha un peso di 92,9 grammi.
Dove si usa la M in chimica?
Sapendo oracos'è la massa molare, considera dove viene usata in chimica.
Il concetto di quantità di sostanza e peso molare gioca un ruolo importante nella preparazione delle reazioni chimiche, poiché vanno solo con uno stretto rapporto di reagenti. Ad esempio, la reazione della combustione dell'idrogeno con la formazione di una molecola d'acqua è mostrata di seguito:
2H2+ O2=2H2O.
Si può vedere che 2 moli di idrogeno, che hanno una massa di 4 grammi, reagiscono senza lasciare residui con 1 mole di ossigeno del peso di 32 grammi. Di conseguenza, si formano 2 moli di molecole d'acqua, con un indicatore di 36 grammi. Da queste cifre risulta chiaro che nel processo di trasformazioni chimiche si conserva la massa. In re altà, il peso dei reagenti e dei prodotti di conversione è leggermente diverso. Questa piccola differenza è dovuta all'effetto termico della reazione. La differenza di massa può essere calcolata usando la formula di Einstein per mettere in relazione peso ed energia.
In chimica, il concetto di massa molare è anche strettamente correlato alla concentrazione omonima. Solitamente, i solidi solubili nei liquidi sono caratterizzati dal numero di moli in un litro, ovvero dalla concentrazione molare.
È importante capire che il valore in esame è costante solo per un dato elemento chimico o un composto specifico, ad esempio per H2è 2 g/mol, e per O 3 - 48 g/mol. Se il suo valore per un composto è maggiore che per un altro, significa che la particella elementare della prima sostanza stessa ha una massa maggiore della seconda.
Gas e loro volume molare
La massa molare è anche correlata alla fisica idealegas. In particolare, viene utilizzato per determinare il volume di un sistema di gas in condizioni esterne specifiche, se la quantità della sostanza è nota.
I gas ideali sono descritti dall'equazione di Clapeyron-Mendeleev, che assomiglia a:
PV=nRT.
Qui n è la quantità di sostanza correlata alla massa molare come segue:
n=m / M.
Il volume di un gas può essere determinato se si conoscono m, temperatura T e pressione P, utilizzando la seguente formula:
V=mRT / (MP).
Un volume molare è quello che, a 0 oC e alla pressione di un'atmosfera, occupa 1 mole di qualsiasi gas. Dalla formula sopra, puoi calcolare questo valore, è 22,4 litri.
