Mọi học sinh đã nghiên cứu cẩn thận bảng tuần hoàn, có lẽ đều nhận thấy rằng, ngoài số của một nguyên tố hóa học, nó còn chứa thông tin về khối lượng của nguyên tử nó. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét khối lượng mol là gì và nó được sử dụng ở đâu.
Nốt ruồi là gì?
Trước khi trả lời câu hỏi "khối lượng mol là gì", cần phải hiểu một đại lượng quan trọng trong hóa học là mol.
Vào thế kỷ 19, Amedeo Avogadro, khi nghiên cứu kỹ lưỡng định luật Gay-Lussac đối với khí lý tưởng trong quá trình đẳng áp, đã đưa ra kết luận rằng thể tích bằng nhau của các chất khác nhau trong các điều kiện giống nhau (nhiệt độ và áp suất) chứa một số bằng nhau của nguyên tử hoặc phân tử. Ý tưởng của Avogadro mâu thuẫn với các lý thuyết thời đó về cấu trúc hóa học và hành vi của các chất ở thể khí, vì vậy chúng chỉ được chấp nhận nửa thế kỷ sau.
Vào đầu thế kỷ 20, với sự hỗ trợ của các công nghệ hiện đại hơn, người ta có thể xác định số phân tử hydro trong 2 gam khí này. Số lượng này được gọi là"mol". Bản thân thuật ngữ này được giới thiệu bởi Wilhelm Ostwald, từ tiếng Latinh, nó được dịch là "đống", "cụm".
Năm 1971, mol trở thành một trong 7 đơn vị đo lường cơ bản trong hệ SI. Hiện nay, 1 mol được hiểu là số nguyên tử silic có trong một quả cầu lý tưởng có khối lượng 0,028085 kg. Số lượng hạt tương ứng với 1 mol được gọi là số Avogadro. Nó xấp xỉ 6,021023.
Khối lượng mol là gì?
Bây giờ chúng ta có thể quay lại chủ đề của bài viết. Mole và khối lượng mol là hai đại lượng có quan hệ tương hỗ với nhau. Thứ hai là trọng lượng của một mol chất bất kỳ. Rõ ràng, loại nguyên tố hóa học hoặc thành phần phân tử của một chất khí cụ thể trực tiếp xác định khối lượng mol. Theo định nghĩa này, biểu thức sau có thể được viết:
M=ma NA.
Trong đó malà khối lượng của một nguyên tử, NAlà số Avogadro. Nghĩa là, để có được giá trị của M, cần nhân khối lượng của một hạt (phân tử, nguyên tử, cụm nguyên tử) với số Avogadro.
Như đã lưu ý trong phần giới thiệu của bài báo, mỗi nguyên tố trong bảng tuần hoàn chứa thông tin về khối lượng nguyên tử của nó. Nó là trọng lượng tính bằng gam trên mol. Rõ ràng, để có khối lượng mol tính bằng kg / mol, giá trị của bảng phải được chia cho 1000. Ví dụ, đối với niobi ở số 41, chúng ta thấy số 92,9, tức là 1 mol nguyên tử của nó có khối lượng là 92,9 gam..
M được sử dụng ở đâu trong hóa học?
Biết ngaykhối lượng mol là gì, hãy xem xét nơi nó được sử dụng trong hóa học.
Khái niệm về lượng chất và khối lượng mol đóng vai trò quan trọng trong việc chuẩn bị các phản ứng hóa học, vì chúng chỉ tuân theo một tỷ lệ nghiêm ngặt của các thuốc thử. Ví dụ, phản ứng đốt cháy hydro với sự hình thành phân tử nước được thể hiện dưới đây:
2H2+ O2=2H2O.
Có thể thấy 2 mol hiđro có khối lượng 4 gam, phản ứng không dư với 1 mol oxi có khối lượng 32 gam. Kết quả là 2 phân tử nước được tạo thành, với chỉ số là 36 gam. Từ những số liệu này, rõ ràng rằng trong quá trình biến đổi hóa học, khối lượng được bảo toàn. Trong thực tế, trọng lượng của chất phản ứng và sản phẩm chuyển hóa hơi khác nhau. Sự khác biệt nhỏ này là do hiệu ứng nhiệt của phản ứng. Sự khác biệt về khối lượng có thể được tính bằng cách sử dụng công thức của Einstein để liên hệ giữa trọng lượng và năng lượng.
Trong hóa học, khái niệm khối lượng mol cũng liên quan mật thiết với nồng độ cùng tên. Thông thường, chất rắn hòa tan trong chất lỏng được đặc trưng bởi số mol trong một lít, tức là nồng độ mol.
Điều quan trọng cần hiểu là giá trị đang xét là không đổi chỉ đối với một nguyên tố hóa học nhất định hoặc một hợp chất cụ thể, ví dụ, đối với H2nó là 2 g / mol, và đối với O 3- 48 g / mol. Nếu giá trị của nó đối với một hợp chất lớn hơn giá trị của nó đối với một hợp chất khác, thì điều này có nghĩa là bản thân hạt cơ bản của chất thứ nhất có khối lượng lớn hơn khối lượng của chất thứ hai.
Các chất khí và thể tích mol của chúng
Khối lượng mol cũng liên quan đến vật lý lý tưởngcác chất khí. Đặc biệt, nó được sử dụng khi xác định thể tích của một hệ thống khí ở các điều kiện bên ngoài cụ thể, nếu lượng của chất đó đã biết.
Khí lý tưởng được mô tả bằng phương trình Clapeyron-Mendeleev, có dạng:
PV=nRT.
Ở đây n là lượng chất có liên quan đến khối lượng mol như sau:
n=m / M.
Có thể xác định thể tích của một chất khí nếu biết m, nhiệt độ T và áp suất P của nó, sử dụng công thức sau:
V=mRT / (MP).
Thể tích mol là một thể tích ở 0oC và áp suất của một bầu khí quyển, chiếm 1 mol khí bất kỳ. Từ công thức trên, bạn có thể tính được giá trị này, nó là 22,4 lít.
