Хімія. Повторне видання. 8 клас. Григорович
Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.
§ 23. Молярна маса
Пригадайте: зміст понять «кількість речовини» та «моль» (за § 22).
Взаємозв'язок між масою та кількістю речовини
Молекули — це частинки з певною, але все ж таки дуже маленькою масою. І якщо безпосередньо виміряти кількість молекул або кількість речовини неможливо, то масу одного моля речовини виміряти цілком реально. Таку масу називають молярною масою речовини.
Якщо ми знаємо кількість речовини n, що міститься в тому чи іншому зразку, та масу зразка m, то, розділивши масу на кількість речовини, отримуємо масу одного моля речовини, тобто молярну масу:
Молярна маса — це фізична величина, що дорівнює відношенню маси речовини до її кількості.
Молярну масу позначають великою літерою М і вимірюють у грамах на моль (г/моль).
Оскільки для зразка речовини кількістю 1 моль маса дорівнюватиме молярній масі, то:
Молярна маса — це маса речовини кількістю 1 моль.
Визначення молярної маси речовини
Молярна маса М, виражена в г/моль, чисельно дорівнює відносній молекулярній масі Мr. Для простих речовин атомної будови молярна маса чисельно дорівнює відносній атомній масі.
Хоча молярна маса М і відносна молекулярна маса Мr мають однакові чисельні значення, між ними є дві суттєві розбіжності:
- молярна маса характеризує масу речовини кількістю 1 моль, тоді як відносна молекулярна маса — масу однієї молекули;
- молярна маса не є відносною величиною й, на відміну від відносної молекулярної маси, має одиницю вимірювання — г/моль.
Різні речовини складаються з різних молекул, які мають різні маси. Отже, якщо взяти декілька речовин кількістю по 1 моль, легко помітити, що вони відрізняються за масою й займають різний об’єм (мал. 23.1). Так, один моль цукру має масу 342 г, а один моль води важить 18 г — це лише дві неповні столові ложки. У чому ж тоді подібність цих зразків речовин? У них міститься приблизно однакова кількість молекул, із яких вони складаються. У двох столових ложках (18 г) води міститься стільки ж молекул води Н2О, скільки молекул сахарози С12Н22О11 у 342 г цукрового піску, а саме 6,02 • 1023 молекул.
Мал. 23.1. Деякі речовини, узяті в кількості 1 моль: а — вода; б — кухонна сіль; в — сульфатна кислота; г — цукор
Очевидно, що чим більша маса однієї молекули, тим більша молярна маса речовини.
Використовуючи число Авоґадро, легко довести, що відносна молекулярна маса та молярна маса чисельно мають бути однаковими. Речовина кількістю 1 моль містить 6,02 • 1023 молекул, тому молярна маса (маса одного моля речовини) дорівнює масі однієї молекули (у грамах), помноженій на сталу Авоґадро:
M = mмолекули • ΝA
Масу молекули можна також обчислити, знаючи відносну молекулярну масу Мr речовини:
mмолекули = Мr • 1 а. о. м.
Якщо об'єднати ці два рівняння, пам'ятаючи, що добуток атомної одиниці маси на число Авоґадро дорівнює одиниці, одержуємо:
М = (Мr • 1 а.о.м.) • NA = Мr • (1 а.о.м. • NA) = Mr • 1 г/моль
Найбільшу серед відомих речовин молекулярну масу має білок тітин, молекулярна формула якого C132983H211861N36149O40883S693. Його молярна маса дорівнює 2 993 442 г/моль, тобто 1 моль речовини важить майже 3 тонни.
Обчислення з використанням молярної маси
Щоб обчислити кількість речовини, достатньо знати масу m цієї речовини та її молярну масу М:
За цією формулою можна обчислити масу речовини в грамах:
m = n • M
Нарешті, якщо відомі і маса, і кількість речовини, то можна визначити її молярну масу:
Усі ці формули використовують для хімічних розрахунків.
Задача 1. Обчисліть молярну масу кальцинованої соди Na2CO3.
Розв’язання:
Знаходимо відносну молекулярну масу кальцинованої соди:
Mr(Na2CO3) = 2 • Ar(Nа) + Ar(С) + 3 • Ar(О) = 2 • 23 + 12 + 3 • 16 = 106.
Молярна маса чисельно дорівнює відносній молекулярній масі, отже: M(Na2CO3) = 106 г/моль.
Відповідь: M(Na2CO3) = 106 г/моль.
Задача 2. Обчисліть масу кальцинованої соди кількістю речовини 0,5 моль.
Задача 3. Яка кількість речовини міститься у воді масою 1 кг?
Задача 4. Обчисліть кількість атомів Сульфуру в зразку сірки масою 8 г.
Висновки
- 1. Молярна маса — це фізична величина, що дорівнює відношенню маси речовини до її кількості. Молярна маса — це маса речовини кількістю 1 моль.
- 2. Молярна маса речовини чисельно дорівнює відносній молекулярній масі. Її позначають М і вимірюють у грамах на моль (г/моль).
Контрольні запитання
- 1. Дайте визначення молярній масі речовини.
- 2. У яких одиницях вимірюють молярну масу?
- 3. Як за хімічною формулою речовини визначити її молярну масу?
- 4. Що спільного й відмінного між поняттями «молярна маса» і «відносна молекулярна маса»? Поясніть на конкретних прикладах.
Завдання для засвоєння матеріалу
1. Визначте молярну масу кисню.
2. Обчисліть масу: а) водню кількістю 2 моль; б) кисню кількістю 3 моль; в) води кількістю 5 моль.
3. Обчисліть масу: а) 1,204 • 1022 атомів Цинку; б) 1,806 • 1024 молекул кисню; в) 6,02 • 1021 молекул сульфатної кислоти H2SO4.
4. Обчисліть молярні маси речовин за їх формулами: H2S, NH3, F2, СаСО3, SO2, NaOH, K2SO4, Fe(NO3)3, NaAl(OH)4, CuSO4 • 5H2O.
5. Обчисліть кількість речовини: а) у 7 г заліза; б) 21 г азоту; в) 500 г крейди СаСО3; г) 10 кг харчової (питної) соди NaHCO3.
6. Які маси води, цукру С12Н22О11, золота необхідно взяти, щоб кожної речовини було по 5 моль?
7. Визначте молярну масу простої речовини, якщо: а) 7 моль її мають масу 444,5 г; б) 3,5 моль її мають масу 84 г; в) 0,25 моль її мають масу 8 г. Назвіть ці речовини.
8. Обчисліть, маса якого зі зразків речовини більша: а) 3 моль кисню чи 2 моль азоту; б) 5 моль води чи 1,4 моль хлору; в) 1 моль негашеного вапна СаО чи 1 моль паленої магнезії MgО?
9. Обчисліть кількість молекул води, що міститься в склянці об'ємом 200 мл.
10. Обчисліть кількість речовини та кількість атомів Оксигену, що міститься: а) у 3 моль сірчистого газу SO2; б) 40 г мідної ожарини СuО.
11. Де міститься більше молекул — у 100 г кисню О2 чи в 100 г озону О3?
12. Зразок нітратної кислоти HNO3 має масу 122 г. Обчисліть у цьому зразку кількість речовини: а) нітратної кислоти; б) атомів Нітрогену; в) атомів Гідрогену; г) атомів Оксигену.
13. Зразок сполуки Карбону з Гідрогеном масою 0,8 г містить 0,05 моль речовини. Обчисліть молярну масу цієї речовини та визначте її формулу.
Цей контент створено завдяки Міністерству освіти і науки України