몰 질량은 질량 측정을 몰 개념에 관한 물질의 집중 속성이다. 더 간결하게 말하면 물질 1 몰에 해당하는 질량의 양입니다. 즉, 주어진 입자 의 아보가드로 수 (6.022 · 10 23 )가 "무게" 입니다.
모든 물질의 1 몰은 동일한 수의 입자 (이온, 분자, 원자 등)를 포함합니다. 그러나 분자 크기는 원자의 수와 구조를 구성하는 동위 원소에 의해 정의되기 때문에 질량은 다양합니다. 원자 또는 분자의 질량이 클수록 몰 질량이 커집니다.
다양한 물질의 몰 질량 간의 차이는 샘플의 겉보기 양으로 표면적으로 확인할 수 있습니다. 출처 : Gabriel Bolívar.
예를 들어, 5 가지 화합물에 대해 정확히 1 몰이 수집되었다고 가정합니다 (상단 이미지). 저울을 사용하여 아래에 표시된 각 클러스터의 질량을 측정했습니다. 이 질량은 몰 질량에 해당합니다. 그중 보라색 화합물은 입자가 가장 밝은 반면 진한 파란색 화합물은 입자가 가장 무겁습니다.
일반화되고 과장된 경향이 표시됩니다. 몰 질량이 높을수록 저울에 놓아야하는 샘플의 양이 적습니다. 그러나이 물질의 부피는 각 화합물의 응집 상태와 밀도에 따라 크게 달라집니다.
몰 질량은 어떻게 계산됩니까?
정의
몰 질량은 그 정의에 따라 계산할 수 있습니다. 물질 몰당 질량의 양 :
M = 물질 그램 / 물질 몰
실제로 g / mol은 kg / mol과 함께 몰 질량이 일반적으로 표시되는 단위입니다. 따라서 화합물 또는 원소의 몰이 몇 개인 지 알고 무게를 재면 간단한 나눗셈을 적용하여 몰 질량에 직접 도달합니다.
집단
몰 질량은 화합물뿐만 아니라 원소에도 적용됩니다. 두더지의 개념은 전혀 차별하지 않습니다. 따라서 주기율표를 사용하여 관심 요소의 상대 원자 질량을 찾고 그 값에 1g / mol을 곱합니다. 이것은 Avogadro 상수, M U 입니다.
예를 들어, 스트론튬의 상대 원자 질량은 87.62입니다. 원자 질량을 원한다면 87.62 amu가 될 것입니다. 그러나 우리가 찾는 것이 그 몰 질량이라면 87.62 g / mol (87.62 · 1g / mol)이 될 것입니다. 따라서 다른 모든 원소의 몰 질량은 그러한 곱셈을 수행하지 않고도 동일한 방식으로 얻어집니다.
화합물
화합물의 몰 질량은 원자의 상대 원자 질량에 M U를 곱한 값보다 크지 않습니다 .
예를 들어, 물 분자 인 H 2 O는 3 개의 원자 (수소 2 개와 산소 1 개)를 가지고 있습니다. H와 O의 상대 원자 질량은 각각 1.008과 15.999입니다. 따라서 화합물의 분자에 존재하는 원자 수를 곱하여 질량을 더합니다.
2 시간 (1.008) = 2.016
1O (15,999) = 15,999
M (H 2 O) = (2.016 + 15,999) 1g / mol = 18.015g / mol
끝에 M U 를 생략하는 것은 매우 일반적인 관행입니다 .
M (H 2 O) = (2.016 + 15,999) = 18.015g / mol
몰 질량은 g / mol의 단위를 갖는 것으로 이해됩니다.
예
가장 잘 알려진 몰 질량 중 하나가 방금 언급되었습니다 : 물의 몰 질량, 18g / mol. 이러한 계산에 익숙한 사람들은 위에서했던 것처럼 그들을 찾거나 계산할 필요없이 일부 어금니 질량을 기억할 수있는 지점에 도달합니다. 예제로 사용되는 이러한 몰 질량 중 일부는 다음과 같습니다.
-O 2 : 32g / mol
-N 2 : 28g / mol
-NH 3 : 17g / 몰
-CH 4 : 16g / mol
-CO 2 : 44g / 몰
-HCl : 36.5g / mol
- H 2 SO 4 : 98g / 몰
-CH 3 COOH : 60g / mol
-Fe : 56g / 몰
주어진 값은 반올림됩니다. 보다 정확한 목적을 위해 몰 질량은 소수점 이하 자릿수로 표현하고 적절하고 정확한 상대 원자 질량으로 계산해야합니다.
해결 된 운동
연습 1
분석 방법에 따르면 시료 용액은 0.0267 몰의 분석 물질 D를 포함하는 것으로 추정되었습니다. 또한 그 질량은 총 질량이 76g 인 시료의 14 %에 해당하는 것으로 알려져 있습니다. 추정 분석 물 D의 몰 질량을 계산합니다.
용액에 용해 된 D의 질량을 결정해야합니다. 진행합니다 :
질량 (D) = 76g 0.14 = 10.64g D
즉, 샘플의 76g 중 14 %를 계산하며 이는 분석 물 D의 그램에 해당합니다. 그런 다음 마지막으로이를 계산할 충분한 데이터가 있으므로 몰 질량의 정의를 적용합니다.
M (D) = 10.64g D / 0.0267 mol D
= 398.50g / 몰
즉 , Y 분자 1 몰 (6.022 · 10 23 )의 질량은 398.50g입니다. 이 값 덕분에 예를 들어 몰 농도가 5 · 10 -3 M 인 용액을 준비하려는 경우 저울에서 무게를 측정하려는 Y의 양을 알 수 있습니다 . 즉, 0.1993g의 Y를 1 리터의 용매에 녹입니다.
5 10 -3 (mol / L) (398.50g / mol) = 0.1993g Y
연습 2
분자식이 C 6 H 8 O 7 이라는 것을 알고 구연산의 몰 질량을 계산하십시오 .
동일한 공식 C 6 H 8 O 7 은 구연산에있는 C, H 및 O의 원자 수를 한 번에 알려주기 때문에 계산 이해를 용이하게합니다. 따라서 물에 대해 동일한 단계를 반복합니다.
6C (12.0107) = 72.0642
8 시간 (1,008) = 8,064
7O (15,999) = 111,993
M (구연산) = 72.0642 + 8.064 + 111.993
= 192.1212g / 몰
연습 3
황산구리 5 수화물 CuSO 4 · 5H 2 O 의 몰 질량을 계산합니다 .
우리는 물의 몰 질량이 18.015g / mol이라는 것을 알고 있습니다. 이것은 우리가 잠시 생략하고 무 수염 CuSO 4 에 집중하기 때문에 계산을 단순화하는 데 도움이됩니다 .
구리와 황의 상대적 원자 질량은 각각 63.546과 32.065입니다. 이 데이터를 사용하여 연습 2와 동일한 방식으로 진행합니다.
1 Cu (63,546) = 63,546
1 초 (32,065) = 32,065
4O (15,999) = 63,996
M (CuSO 4 ) = 63,546 + 32,065 + 63,996
= 159.607g / 몰
그러나 우리는 무수 염이 아닌 5 수화 염의 몰 질량에 관심이 있습니다. 이렇게하려면 결과에 해당하는 물의 질량을 추가해야합니다.
5 H 2 O = 5 · (18.015) = 90.075
M (CuSO 4 · 5H 2 O) = 159.607 + 90.075
= 249.682g / 몰
참고 문헌
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). 화학 (8 판). CENGAGE 학습.
- Wikipedia. (2020). 몰 질량. 출처 : en.wikipedia.org
- 니사 가르시아. (2020). 몰 질량은 무엇입니까? 정의, 공식 및 예. 연구. 출처 : study.com
- Kristy M. Bailey 박사. (sf).
몰 질량을 찾는 화학 양론 튜토리얼 : occc.edu - Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019 년 12 월 2 일). 몰 질량 예제 문제. 출처 : thoughtco.com