Các nhà hóa học thường đo các chất bằng cách sử dụng khối lượng mol và khối lượng phân tử. Một ví dụ sẽ là xác định số lượng phân tử trong một hình trụ. Hóa học nghiên cứu sự tương tác của các nguyên tử và phân tử trên quy mô nguyên tử.
Thứ nhất, phân tử đề cập đến thành phần của các nguyên tử tương tự hoặc khác nhau được sắp xếp theo tỷ lệ. Các phân tử có thể tạo thành các hợp chất hóa học tuân theo các tính chất vật lý và hóa học của từng phân tử.
Tóm lại, một khối lượng phân tử đề cập đến tổng khối lượng của một chất. Nó tính tổng khối lượng trung bình của các nguyên tử riêng lẻ trong một phân tử của chất đó.
Để xác định khối lượng phân tử của hợp chất X, bạn phải thêm khối lượng nguyên tử của tất cả các nguyên tố trong chế phẩm, bao gồm cả phép nhân của chúng theo các chỉ số trong công thức.
Chúng tôi sẽ minh họa bằng một ví dụ dưới đây. Các khối lượng nguyên tử này được lấy trực tiếp từ bảng tuần hoàn các nguyên tố. Chúng được đo bằng đơn vị khối lượng nguyên tử (amu) và khối lượng phân tử cũng vậy.
Ví dụ 1:
Xác định khối lượng phân tử của H2O và CH3CH2OH.
Câu trả lời:
Bạn phải đánh giá các thành phần của các công thức phân tử đã cho và rút ra khối lượng nguyên tử của chúng từ bảng tuần hoàn. Có tính đến các mục con.
Ví dụ, H2O chỉ ra rằng có hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy. Khối lượng nguyên tử của Hydrogen, từ bảng tuần hoàn, 1,0079 amu và của oxy là 15,9994. Khối lượng phân tử của hợp chất là 2 (1,0079) + 15,9994 = 18.0152 amu.
Và để xác định khối lượng phân tử của ethanol, công thức khác được đưa ra trong câu hỏi, chúng tôi làm theo các bước tương tự. Có 2 nguyên tử Carbon, 6 nguyên tử hydro và 1 nguyên tử Oxy. Khối lượng nguyên tử của nguyên tử Carbon là 12,011 amu. Điều đó nói rằng, khối lượng phân tử của CH3CH2OH là 2 (12.011) + 6 (1.0079) + 1 (15.9994) = 46.069 amu. Đối với bài tập của bạn, hãy tính công thức phân tử của etan (C2H4) và CO2.
Bây giờ liên quan đến khái niệm khối lượng mol, nó được định nghĩa là khối lượng tính bằng kilogam hoặc gam của một mol của một chất. Thông thường, đơn vị cho khối lượng mol là gram / mol. Một mol của một nguyên tố oxy có khối lượng 15.9994 gram. Do đó khối lượng mol sẽ là 15.9994 g / mol. Ví dụ, đối với hợp chất carbon dioxide, khối lượng mol được định nghĩa là khối lượng 1 mol phân tử trong hợp chất đó. Số Avogadro, 6.022 x 1023 thường được sử dụng để liên kết số lượng nguyên tử, phân tử và các đơn vị khác mà khối lượng mol bằng. Chẳng hạn, khối lượng mol của H2O sẽ bằng khối lượng tính bằng gam trên mol của 6.022 x 1023 phân tử nước. Nếu điều này nghe có vẻ quá kỹ thuật, chúng tôi sẽ minh họa bằng một ví dụ dưới đây:
Ví dụ 2:
Xác định khối lượng mol của etanol.
Câu trả lời:
Trong ví dụ đầu tiên, chúng tôi đã xác định khối lượng phân tử của ethanol (C2H5OH). Đừng nhầm lẫn bởi một công thức khác như đã nói ở trên. Chúng tôi chỉ chơi xung quanh với sự sắp xếp cấu trúc của công thức ethanol mặc dù tỷ lệ các nguyên tử vẫn giữ nguyên.
Ethanol chứa 6.022 x 1023molecules và khối lượng mol bằng với khối lượng ethanol chứa các phân tử này. Chúng tôi đã tìm thấy khối lượng phân tử của ethanol là 46.069 đơn vị khối lượng nguyên tử trong ví dụ trước. Quy trình tương tự được thực hiện trong việc tính toán khối lượng mol.
Một mol ethanol có 2 mol nguyên tử Carbon, 6 mol nguyên tử Hydrogen và một mol nguyên tử Oxy. Lấy khối lượng nguyên tử từ bảng thời gian, chúng ta thấy khối lượng mol là 2 (12.011g) + 6 (1.0079g) + 15.9994g tương đương 46.069 g / tháng. Lưu ý cùng một giá trị nhưng các đơn vị khác nhau.
Lưu ý: Khối lượng mol của bất kỳ chất hóa học nào đề cập đến khối lượng nguyên tử hoặc khối lượng phân tử tính bằng gam trên mỗi mol. Các giá trị giống nhau nhưng đơn vị khác nhau.
Bài tập 2:
Tính khối lượng mol của Canxi Phosphate (Ca3 (PO4) 2). Câu trả lời phải là 310.177 g / mol.
Liên quan đến carbon, khối lượng mol của carbon tự nhiên khác với khối lượng có nguồn gốc từ bảng thời kỳ thuộc về đồng vị carbon-12. Đương nhiên, carbon chứa carbon-12, carbon-13 và carbon-14. Nhưng một mol carbon vẫn chứa 6.022 x 1023 nhưng với các tỷ lệ khác nhau của các đồng vị này.
Khối lượng mol được xác định bằng cách chia tổng khối lượng của chất là khối lượng trung bình của mỗi nguyên tử cho số lượng tính bằng mol. Con số kết quả sẽ là gram trên mỗi mol hoặc kilogam mỗi mol. Khối lượng phân tử được xác định bằng cách tính khối lượng của chất có liên quan đến 1/12 của đồng vị carbon-12.
Khối lượng phân tử đề cập đến khối lượng của các phân tử trong khi khối lượng mol liên quan đến khối lượng mol của một chất.
Khối lượng mol được biểu thị bằng gam trên mỗi mol trong khi khối lượng phân tử được biểu thị dưới dạng đơn vị khối lượng nguyên tử. Biểu thức này của các đơn vị SI quay trở lại cách các khái niệm này được định nghĩa như đã nói ở trên.