นักเรียนทุกคนที่ศึกษาตารางธาตุอย่างถี่ถ้วนอาจสังเกตเห็นว่านอกจากจำนวนองค์ประกอบทางเคมีแล้ว ยังมีข้อมูลเกี่ยวกับน้ำหนักของอะตอมด้วย ในบทความนี้ เราจะมาดูกันว่ามวลกรามคืออะไรและใช้งานที่ไหน
ไฝคืออะไร
ก่อนตอบคำถาม "มวลโมเลกุลคืออะไร" จำเป็นต้องเข้าใจปริมาณที่สำคัญในวิชาเคมีเช่นโมลก่อน
ในศตวรรษที่ 19 Amedeo Avogadro ศึกษากฎหมาย Gay-Lussac อย่างรอบคอบสำหรับก๊าซในอุดมคติในกระบวนการ isochoric ได้ข้อสรุปว่าปริมาณสารต่าง ๆ ที่เท่ากันภายใต้สภาวะที่เหมือนกัน (อุณหภูมิและความดัน) มีจำนวนเท่ากัน ของอะตอมหรือโมเลกุล ความคิดของ Avogadro ขัดแย้งกับทฤษฎีในสมัยนั้นเกี่ยวกับโครงสร้างทางเคมีและพฤติกรรมของสารที่เป็นก๊าซ ดังนั้นจึงเป็นที่ยอมรับในครึ่งศตวรรษต่อมาเท่านั้น
ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 ด้วยความช่วยเหลือของเทคโนโลยีที่ทันสมัยมากขึ้น เป็นไปได้ที่จะกำหนดจำนวนโมเลกุลของไฮโดรเจนใน 2 กรัมของก๊าซนี้ ปริมาณนี้เรียกว่า"โมล". คำนี้ถูกนำมาใช้โดย Wilhelm Ostwald จากภาษาละตินแปลว่า "heap", "cluster"
ในปี 1971 ไฝกลายเป็นหนึ่งใน 7 หน่วยพื้นฐานของการวัดในระบบ SI ปัจจุบัน 1 โมลเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นจำนวนอะตอมของซิลิกอนที่มีอยู่ในทรงกลมในอุดมคติที่มีมวล 0.028085 กก. จำนวนอนุภาคที่สัมพันธ์กับ 1 โมลเรียกว่าเลขอาโวกาโดร ประมาณ 6.021023.
มวลกรามคืออะไร
ตอนนี้เราสามารถกลับไปที่หัวข้อของบทความได้แล้ว มวลโมลและมวลโมลาร์เป็นปริมาณที่สัมพันธ์กันสองปริมาณ ประการที่สองคือน้ำหนักของสารใดโมลหนึ่งโมล เห็นได้ชัดว่าชนิดขององค์ประกอบทางเคมีหรือองค์ประกอบของโมเลกุลของก๊าซโดยเฉพาะจะกำหนดมวลโมลาร์โดยตรง ตามคำจำกัดความนี้ นิพจน์ต่อไปนี้สามารถเขียนได้:
M=ma NA.
โดยที่ ma คือมวลของอะตอมหนึ่ง NA คือเลขของ Avogadro นั่นคือ เพื่อให้ได้ค่า M จำเป็นต้องคูณน้ำหนักของอนุภาคหนึ่งอนุภาค (โมเลกุล อะตอม กระจุกอะตอม) ด้วยเลขอาโวกาโดร
ตามที่ระบุไว้ในบทนำของบทความ แต่ละองค์ประกอบในตารางธาตุมีข้อมูลเกี่ยวกับมวลอะตอมของมัน คือน้ำหนักเป็นกรัมต่อโมล เห็นได้ชัดว่าเพื่อให้ได้มวลโมลาร์ในหน่วยกิโลกรัม / โมล ค่าตารางควรหารด้วย 1,000 ตัวอย่างเช่น สำหรับไนโอเบียมที่หมายเลข 41 เราจะเห็นเลข 92.9 นั่นคือ 1 โมลของอะตอมมีน้ำหนัก 92.9 กรัม.
M ใช้เคมีที่ไหน
รู้แล้วมวลโมเลกุลคืออะไร พิจารณาว่าใช้ที่ไหนในวิชาเคมี
แนวคิดเรื่องปริมาณของสารและน้ำหนักโมลาร์มีบทบาทสำคัญในการเตรียมปฏิกิริยาเคมี เนื่องจากมีอัตราส่วนรีเอเจนต์ที่เข้มงวดเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาของการเผาไหม้ไฮโดรเจนกับการก่อตัวของโมเลกุลน้ำดังแสดงด้านล่าง:
2H2+ O2=2H2O.
จะเห็นได้ว่าไฮโดรเจน 2 โมลซึ่งมีมวล 4 กรัม ทำปฏิกิริยาโดยไร้สารตกค้างด้วยออกซิเจน 1 โมลที่มีน้ำหนัก 32 กรัม เป็นผลให้เกิดโมเลกุลของน้ำ 2 โมลขึ้นโดยมีตัวบ่งชี้ 36 กรัม จากตัวเลขเหล่านี้ เห็นได้ชัดว่าในกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางเคมี มวลจะถูกอนุรักษ์ไว้ ในความเป็นจริง น้ำหนักของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์แปลงผันแตกต่างกันเล็กน้อย ความแตกต่างเล็กน้อยนี้เกิดจากผลกระทบทางความร้อนของปฏิกิริยา ความแตกต่างของมวลสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรของไอน์สไตน์เพื่อเทียบน้ำหนักและพลังงาน
ในวิชาเคมี แนวคิดของมวลโมลาร์นั้นสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความเข้มข้นของชื่อเดียวกัน โดยปกติ ของแข็งที่ละลายในของเหลวจะมีลักษณะตามจำนวนโมลในหนึ่งลิตร นั่นคือ ความเข้มข้นของโมลาร์
สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าค่าที่พิจารณาเป็นค่าคงที่สำหรับองค์ประกอบทางเคมีที่กำหนดหรือสารประกอบเฉพาะเท่านั้น ตัวอย่างเช่น สำหรับ H2คือ 2 กรัม/โมล และสำหรับ O 3 - 48 g/mol. หากค่าของสารประกอบหนึ่งมากกว่าอีกสารหนึ่ง แสดงว่าอนุภาคมูลฐานของสารตัวแรกนั้นมีมวลมากกว่าตัวที่สอง
ก๊าซและปริมาตรของฟันกราม
มวลโมเลกุลก็สัมพันธ์กับฟิสิกส์ในอุดมคติเช่นกันก๊าซ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จะใช้ในการกำหนดปริมาตรของระบบแก๊สภายใต้สภาวะภายนอกที่เฉพาะเจาะจง หากทราบปริมาณของสาร
ก๊าซในอุดมคติอธิบายโดยสมการ Clapeyron-Mendeleev ซึ่งมีลักษณะดังนี้:
PV=nRT.
ที่นี่ n คือปริมาณของสารที่เกี่ยวข้องกับมวลโมลาร์ดังนี้:
n=ม. / ม.
ปริมาตรของก๊าซสามารถกำหนดได้หากทราบ m อุณหภูมิ T และความดัน P โดยใช้สูตรต่อไปนี้:
V=mRT / (MP).
ปริมาตรโมลาร์คือปริมาตรที่ 0 oC และความดันหนึ่งบรรยากาศ ตรงบริเวณ 1 โมลของก๊าซใดๆ จากสูตรข้างต้นสามารถคำนวณค่านี้ได้ 22.4 ลิตร