Es gibt mehrere Konzepte in der Chemie, die bei angehenden Studenten oft Verwirrung verursachen. Ein solcher Begriff ist der Unterschied zwischen molarer und molekularer Masse. Obwohl diese Begriffe ähnlich klingen, bezeichnen sie unterschiedliche Größen und werden für verschiedene Zwecke verwendet.
Die Molmasse ist die durchschnittliche Masse eines einzelnen Mol einer Substanz und wird in Gramm pro Mol gemessen. Es zeigt, wie schwer eine Substanz im Vergleich zu einem Wasserstoffatom ist, dessen Masse eine Einheitsgröße hat. Die Molmasse wird berechnet, indem die molekularen Massen jedes Atoms einer Substanz summiert werden. Zum Beispiel beträgt die Molmasse von Wasser ungefähr 18 g / mol.
Auf der anderen Seite ist das Molekulargewicht die Masse eines einzelnen Moleküls einer Substanz und wird in atomaren Masseneinheiten (amu) gemessen. Es zeigt, wie schwer ein Molekül einer Substanz im Vergleich zu einem Wasserstoffatom ist. Die Molekülmasse wird berechnet, indem die Atommassen jedes Atoms in einem Molekül addiert werden. Zum Beispiel beträgt das Molekulargewicht von Wasser ungefähr 18 Amu.
Man kann also sagen, dass sich die Molmasse auf die Masse eines einzelnen Molen einer Substanz bezieht, während sich die Molmasse auf die Masse eines einzelnen Moleküls einer Substanz bezieht. Beide Konzepte sind sehr wichtig, um die Zusammensetzung und Eigenschaften von Chemikalien zu verstehen, und ihre korrekte Verwendung wird Ihnen beim Erlernen der Chemie helfen.
Bestimmung der Molmasse
Um die Molmasse zu bestimmen, ist es notwendig, die Masse eines Moleküls oder Atoms einer Substanz zu kennen. Normalerweise ist die Masse eines Atoms oder Moleküls in der atomaren Masseneinheit (amu) angegeben, die einem zwölften Teil der Masse eines Kohlenstoffatoms-12 entspricht.
Um die Molmasse zu bestimmen, ist es notwendig, die Anzahl der Atome oder Moleküle in einem einzigen Maulwurf einer Substanz zu kennen. Diese Zahl wird als Konstante Avogadro bezeichnet und beträgt ungefähr 6.022 × 10^23.
Die Bestimmung der Molmasse kann wie folgt erfolgen:
| Schritt | Handlung |
|---|---|
| 1 | Finden Sie die Masse eines Moleküls oder Atoms einer Substanz in einer Amu |
| 2 | Die Masse eines Moleküls oder eines Atoms einer Substanz in Gramm übersetzen, multipliziert mit der Avogadro-Konstante |
| 3 | Das resultierende Ergebnis wird die Molmasse der Substanz in g / Mol sein |
Definieren wir zum Beispiel die Molmasse von normalem Wasser (H2O). Die Masse eines Wassermoleküls beträgt ungefähr 18 amu. Wenn man diesen Wert mit dem konstanten Avogadro (6.022 × 10 ^ 23) multipliziert, erhält man, dass die Molmasse des Wassers ungefähr 18 g / mol beträgt.
Bestimmung des Molekulargewichts
Das Molekulargewicht kann durch Summierung der Atommassen jedes Atoms in einem Molekül bestimmt werden. Obwohl die Atome verschiedener Elemente unterschiedliche Atom-Massen haben, werden die Atom-Massen aller Elemente in einem Molekül per Definition des Molekulargewichts addiert.
Beispiele:
Das Molekulargewicht von Wasser kann durch Addition der Massen von Wasseratomen bestimmt werden. Ein Sauerstoffatom (O) hat eine Atommasse von ungefähr 16, und zwei Wasserstoffatome (H) haben eine Atommasse von ungefähr 1. Das Molekulargewicht von Wasser ist also 18 (16 + 1 + 1 ).
Das Molekulargewicht von Kohlendioxid kann durch Addition von Massen von Kohlenstoff- und Sauerstoffatomen in einem Molekül bestimmt werden. Ein Kohlenstoffatom hat eine Atommasse von ungefähr gleich 12, und zwei Sauerstoffatome haben eine Atommasse von ungefähr gleich 16. Das Molekulargewicht von Kohlendioxid beträgt also 44 (12 + 16 + 16 ).
Messung der Molmasse
1. Gravimetrische Methode: Diese Methode basiert auf der Gewinnung eines reinen Stoffes und der Messung seiner Masse. Dann wird die Anzahl der Molen dieser Substanz und ihre Molmasse berechnet.
2. Viskosimetrische Methode: Diese Methode basiert auf der Messung der Viskosität einer Stofflösung. Bei einer bekannten Konzentration eines Stoffes kann seine Molmasse durch die kinematische Viskosität bestimmt werden.
3. Colligative Methode: Diese Methode basiert auf einer Änderung der Sammlereigenschaften einer Lösung unter Zugabe eines bestimmten Stoffes. Durch die Messung dieser Veränderung kann die Molmasse einer Substanz bestimmt werden.
4. Osmotische Methode: Diese Methode basiert auf der Messung des osmotischen Drucks einer Lösung. Durch die Differenz des osmotischen Drucks kann die Molmasse bestimmt werden.
5. Ebullioskopische Methode: Diese Methode basiert auf der Messung der Veränderung des Siedepunkts einer Lösung. Durch die Änderung der Temperatur kann die Molmasse einer Substanz berechnet werden.
Die Messung der Molmasse ermöglicht es, die Menge der Substanz in den Molen zu bestimmen und verschiedene Berechnungen in chemischen Reaktionen durchzuführen.
Messung des Molekulargewichts
Es gibt verschiedene Methoden zur Messung des Molekulargewichts, einschließlich physikalischer und chemischer Methoden. Eine gängige Methode ist die Methode der Gasdiffusionsanalyse. Es basiert auf dem Graham-Gesetz, das besagt, dass die Diffusionsrate eines Gases umgekehrt proportional zur Quadratwurzel seines Molekulargewichts ist.
Die zweite Methode ist die Methode der kolligativen Eigenschaften von Lösungen. Es basiert auf der Veränderung der kolligativen Eigenschaften einer Lösung in Abhängigkeit von ihrem Molekulargewicht. Zum Beispiel ist bei einer bestimmten Temperatur der Siedepunkt der Lösung proportional zum Molekulargewicht der gelösten Substanz.
Die dritte Methode ist die Massenspektrometriemethode. Es basiert auf der Trennung von Ionen im Massenspektrometer, abhängig von ihrem Verhältnis von Masse zu Ladung. Mit dieser Methode können Sie das Molekulargewicht einer Substanz mit hoher Genauigkeit bestimmen.
Die Messung des Molekulargewichts spielt in vielen Bereichen der Wissenschaft und Technologie eine wichtige Rolle, einschließlich der Pharmazie, der Lebensmittelindustrie, der Materialwissenschaft und anderer. Die genaue Kenntnis des Molekulargewichts ermöglicht genauere Berechnungen und verbesserte chemische Prozesse.
| Messverfahren | Das Prinzip | Beispiele |
|---|---|---|
| Methode der Gasdiffusionsanalyse | Grahams Gesetz | Bestimmung des Molekulargewichts von Gasen |
| Methode der kolligativen Eigenschaften von Lösungen | Änderung der kolligativen Eigenschaften einer Lösung | Bestimmung des Molekulargewichts von Substanzen in einer Lösung |
| Massenspektrometrie-Methode | Trennung von Ionen im Massenspektrometer | Bestimmung des Molekulargewichts von Verbindungen |
Beispiele für Molmasse
- Wasser (H2O) hat eine Molmasse von 18 g / mol. Dies bedeutet, dass 1 Mol Wasser 18 Gramm der Substanz enthält.
- Sauerstoff (O2) hat eine Molmasse von 32 g / Mol. Das heißt, 1 Mol Sauerstoff wiegt 32 Gramm.
- Kohlendioxid (CO2) hat eine Molmasse von 44 g / mol. Dies bedeutet, dass 1 Mol Kohlendioxid 44 Gramm wiegt
- Schwefelsäure (H2SO4) hat eine Molmasse von 98 g / mol. Somit enthält 1 Mol Schwefelsäure 98 Gramm der Substanz.
Die obigen Beispiele machen es besser zu verstehen, dass die Molmasse ein Werkzeug ist, um die Menge einer Substanz zu messen und die Masse einer Substanz in Mol-Einheiten umzuwandeln.
Beispiele für Molekulargewicht
1. Ein interessantes Beispiel ist ein Wassermolekül. Wasser besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Ein Wasserstoffatom hat ein Molekulargewicht von etwa 1 und ein Sauerstoffatom von etwa 16. Daher wird das Molekulargewicht von Wasser etwa 18 sein.
2. Eines der einfachsten Beispiele ist ein Sauerstoffmolekül. Sauerstoff besteht aus zwei Atomen. Das Molekulargewicht eines Sauerstoffatoms liegt bei etwa 16, so dass das Molekulargewicht von Sauerstoff bei etwa 32 liegt.
3. Ein Beispiel für eine komplexe chemische Verbindung ist Glukose. Glukose besteht aus 6 Kohlenstoffatomen, 12 Wasserstoffatomen und 6 Sauerstoffatomen. Das Molekulargewicht von Kohlenstoff beträgt etwa 12, Wasserstoff etwa 1 und Sauerstoff etwa 16. Daher wird das Molekulargewicht von Glukose etwa 180 betragen.
Die Molekülmasse ermöglicht somit die Bestimmung, wie viele Atome in einem Molekül enthalten sind und welche Elemente in die chemische Verbindung eingehen.
