§ 14. Відносна молекулярна маса

Omnia relativa sunt (лат.) - усе у світі відносне.

Опрацювавши матеріал параграфа, ви зможете:

обчислювати відносну молекулярну масу речовини за її хімічною формулою.

Відносна молекулярна маса речовини. Слово «молекула» безпосередньо пов’язане зі словом «маса». Новолатинською molecula - це зменшувальна форма від латинського moles - маса.

Еталоном молекулярних мас, так само як і атомних, є атомна одиниця маси.

Пригадайте, що називають атомною одиницею маси.

Відносна молекулярна маса — відношення абсолютної маси молекули до атомної одиниці маси. Її позначають M_r.

Пригадайте походження позначення A_r і спробуйте пояснити, чому відносну молекулярну масу позначають M_r.

Чому важливо вміти обчислювати відносні молекулярні маси? Їхні значення широко використовують у хімічних, фізичних і хіміко-технічних розрахунках. У цьому ви частково зможете пересвідчитися, опрацювавши наступний параграф. Отже, відносна молекулярна маса - одна з найважливіших кількісних характеристик речовини.

Обчислення відносної молекулярної маси речовини за хімічною формулою. Молекула складається з атомів. Очевидно, що відносна молекулярна маса дорівнює сумі відносних мас усіх атомів у молекулі.

Приклад. Обчислимо відносну молекулярну масу сульфатної (сірчаної) кислоти H₂SO₄. До складу сульфатної кислоти входять атоми Гідрогену, Оксигену і Сульфуру. Значення їхніх відносних атомних мас знаходимо в періодичній системі хімічних елементів. За індексами у формулі сульфатної кислоти визначаємо, скільки атомів кожного з елементів у молекулі цієї речовини. Відносна маса молекули сульфатної кислоти є сумою відносних мас двох атомів Гідрогену, атома Сульфуру й чотирьох атомів Оксигену (рис. 14.1):

M_r(H₂SO₄) = 2A_r(H) + A_r(S) + 4А_r(О)

M_r(H₂SO₄) = 2 • 1 + 32 + 4 • 16 = 98

Рис. 14.1. Відносна маса молекули сульфатної кислоти є сумою відносних мас двох атомів Гідрогену, атома Сульфуру й чотирьох атомів Оксигену

Ви вже знаєте, що для записування хімічних формул деяких речовин використовують дужки. Наприклад, склад малахіту (рис. 14.2) описує формула (CuОН)₂СО₃, або Cu₂(ОН)₂СО₃. Відносну масу структурної одиниці малахіту обчислюють так:

M_r((CuOH)₂CO₃) = 2A_r(Cu) + 2A_r(O) + 2A_r(H) + А_r(С) + 3А_r(О)

M_r((CuOH)₂CO₃) = 2 • 64 + 2 • 16 + 2 • 1 + 12 + 3 • 16 = 222

Пригадайте з курсу математики правила послідовності дій у виразах із дужками. Поміркуйте, як можна спростити наведені вище обчислення.

Рис. 14.2. 1. Мінерал малахіт. Хімічна формула його головного складника (CuOH)₂CO₃. 2. Декоративні вироби з малахіту

З наступного параграфа ви дізнаєтеся, як використовують значення відносних молекулярних мас для характеристики кількісного складу речовин.

ПРО ГОЛОВНЕ

Еталоном атомних і молекулярних мас є атомна одиниця маси.
Відносна молекулярна маса - це відношення абсолютної маси молекули до атомної одиниці маси.
Відносну молекулярну масу позначають М_r.
Відносна молекулярна маса дорівнює сумі відносних мас усіх атомів у молекулі.

Перевірте себе

1. Що є еталоном атомних і молекулярних мас?
2. Що таке відносна молекулярна маса?
3. Як позначають відносну молекулярну масу?
4. Чому дорівнює відносна молекулярна маса речовини?

Застосуйте свої знання й уміння

5. Чому відносна молекулярна маса не має одиниці вимірювання?
6. Чому відносна молекулярна маса дорівнює сумі відносних мас усіх атомів у молекулі?
7. Чи однаковими є поняття «маса молекули» й «відносна молекулярна маса»?
8. Чому в розрахунках зручніше використовувати відносні, а не абсолютні молекулярні маси? Порівняйте, не вдаючись до обчислень, відносні молекулярні маси сполук, хімічні формули яких: а) H₂S і H₂SO₄; б) P₂O₃ і P₂O₅; в) NH₃ і NH₄Cl; г) H₂SO₃ і H₂SO₄.
9. Класифікуйте речовини, хімічні формули яких HCN, CH₄, N₂, NH₃, Н₂О₂, на дві групи: до першої мають увійти ті, маса молекул яких більша за масу молекули води, до другої - ті, маса молекул яких менша за неї.
10. Обчисліть відносні молекулярні маси речовин, хімічні формули яких CS₂, C₆H₁₂O₆, NaCl, Cu(OH)₂, Fe₂(SO₄)₃.
11. Атом Нітрогену утворює з атомами Оксигену бінарні сполуки з різним кількісним складом: NО_х і NО_у. їхні відносні молекулярні маси становлять 30 і 46 відповідно. Виведіть формули цих сполук, установивши значення індексів х та у в їхніх формулах.
12. До складу напою кока-кола входять вода H₂O, вуглекислий газ CO₂, карбонатна (вугільна) H₂CO₃ та ортофосфатна (фосфорна) H₃PO₄ кислоти (рис. 14.3), сахароза (цукор) C₁₂H₂₂O₁₁, кофеїн C₈H₁₀N₄O₂ тощо. Обчисліть відносні молекулярні маси цих сполук і розташуйте формули речовин за зменшенням абсолютних мас їхніх молекул.

Рис. 14.3. Моделі молекул. 1. Вода. 2. Вуглекислий газ. 3. Карбонатна кислота. 4. Ортофосфатна кислота

13. Нині існує чимало спеціальних комп’ютерних програм - так званих калькуляторів молекулярних мас. Достатньо задати формулу речовини й натиснути на відповідну кнопку, щоб одержати готовий результат для найскладнішої сполуки. То чи потрібно вчитися обчислювати відносні молекулярні маси речовин? Семикласники Софійка та Василь не змогли дійти згоди із цього питання. А як уважаєте ви?

Творча майстерня

14. Складіть алгоритм обчислення відносної молекулярної маси за хімічною формулою й ілюструйте його прикладом.
15. Складіть у загальному вигляді формулу для обчислення відносної молекулярної маси. Використайте скорочені позначення відносної атомної і молекулярної маси. Число атомів хімічного елемента в молекулі позначте літерами N₁, N₂, N₃, ... , елементи - літерами Е₁, Е₂, Е₃, ... .
16. Напишіть сенкан про відносну молекулярну масу.

Дізнайтеся більше про відносну масу молекул (с. 178).