Innehåll
Enskilda atomer och molekyler, materiens byggstenar, är för små för att mäta med hjälp av makroskopiska instrument eller enheter, så forskare uttrycker massa med hjälp av Atomic Mass Units, vanligtvis förkortat till amu eller AMU. I den verkliga världen skulle användningen av atommassaenheter emellertid vara opraktisk på grund av basillerna av atomer och molekyler som utgör makroskopiska mängder. Genom att erkänna detta definierade forskare AMU på ett sådant sätt att konverteringen från mikroskopiska till makroskopiska mängder är enkel. Massan hos en atom eller molekyl i AMU är lika med massan för en mol atomer eller molekyler i gram. Ett gram är en tusendels kilo.
TL; DR (för lång; läste inte)
Massan för ett element eller molekyl i atommasseenheter är lika med massan för en mol av samma partiklar i gram. Dela antalet med 1 000 för att få den molära massan i kilogram.
Vad är en mullvad?
En mol är ett mycket stort antal atomer eller molekyler. Detta stora antal, känd som Avogadros-nummer, är 6,02 x 1023. Detta antal har bestämts genom en serie experiment genomförda under en period av cirka 100 år av olika forskare. En mullvad är för den makroskopiska världen vad en enskild partikel är för den mikroskopiska världen med en skillnad: Du kan bryta en mullvad i fraktioner, men du kan inte göra det till en partikel som en atom eller molekyl utan att ändra den till något annat.
En mol vätgas
Regeln är att massan hos en partikel i AMU är lika med massan för en mol av partiklarna i gram. Till exempel atommassan för en vätemolekyl (H2) är 2,016 AMU, så en mol vätgas väger 2,016 gram. Eftersom det finns 1 000 gram per kilogram är massan av en mol vätgas (2,016 1 000) = 0,002016 = 2,016 X 10-3 kg.
Du kan ha en mängd partiklar som inte utgör en mol. Till exempel kan ditt prov av vätgas väga bara 2,52 x 10-4 kg. Du kan använda atommassan väte, mätt i AMU, för att beräkna bråkdelen av en mol av gasen i ditt prov. Dela bara provets massa, i kilogram, med massan på en mol i kilogram. Eftersom en mol vätgas har en massa av 2,016 X 10-3 kg, och du har 2,25 X 10-4 kg, har du bara 1/8 av en mol.
Molar Mass of Compounds
För att bestämma massan på en förening räknar du atomerna i föreningen genom att titta på dess kemiska formel. Slå upp massorna i var och en av atomerna som utgör molekylen i det periodiska systemet, lägg upp dessa massor, så kommer du att ha molekylens massa i AMU. Detta är också massan för en mol av föreningen i gram. Om du vill ha den molära massan i kilogram, dela med 1 000.
exempel
1. Vad är den molära massan av kalciumkarbonat i kilogram?
Den kemiska formeln för kalciumkarbonat i CaCO3. Från den periodiska tabellen kan du bestämma massan för kalcium (Ca) till 40,078 AMU, massan för kol (C) till 12,011 AMU och mängden syre (O) till 15,999 AMU. Genom att multiplicera massan med syre med 3 och lägga till massorna kol och kalcium får du massan av CaCO3 molekyl, som är 100,086 AMU. Detta innebär att en mol kalciumkarbonat har en massa av 100,086 gram, vilket är (100,086 ÷ 1 000) = 0,100086 kg.
2. Hur många mol finns i ett prov av aluminium som väger 5 kg?
Atomvikten av aluminium (Al) är 26.982 AMU, så en mol av metallen väger 26.982 gram eller 0,026982 kg. Ett prov som väger 5 kg innehåller (5 ÷ 0,026982) = 185,31 mol.