هر دانش آموزی که جدول تناوبی را به دقت مطالعه کرد، احتمالاً متوجه شد که علاوه بر تعداد یک عنصر شیمیایی، حاوی اطلاعاتی درباره وزن اتم آن نیز می باشد. در این مقاله به این می پردازیم که جرم مولی چیست و کجا استفاده می شود.
خال چیست؟
قبل از پاسخ به سؤال "جرم مولی چیست"، لازم است کمیت مهمی در شیمی مانند مول را درک کنیم.
در قرن نوزدهم، Amedeo Avogadro، با مطالعه دقیق قانون گی-لوساک برای گازهای ایده آل در یک فرآیند ایزوکوریک، به این نتیجه رسید که حجم های مساوی از مواد مختلف در شرایط یکسان (دما و فشار) دارای تعداد مساوی هستند. از اتم ها یا مولکول ها ایده‌های آووگادرو با نظریه‌های آن زمان در مورد ساختار شیمیایی و رفتار مواد گازی در تضاد بود، بنابراین تنها نیم قرن بعد آنها پذیرفته شدند.
در آغاز قرن بیستم، با کمک فناوری های مدرن تر، امکان تعیین تعداد مولکول های هیدروژن در ۲ گرم از این گاز وجود داشت. این مقدار نامیده می شود"مول". خود این اصطلاح توسط ویلهلم استوالد معرفی شد، از لاتین به عنوان "هیپ"، "خوشه" ترجمه می شود.
در سال 1971، خال به یکی از 7 واحد اصلی اندازه گیری در سیستم SI تبدیل شد. در حال حاضر، 1 مول به عنوان تعداد اتم های سیلیکونی است که در یک کره ایده آل با جرم 0.028085 کیلوگرم وجود دارد. تعداد ذرات مربوط به 1 مول، عدد آووگادرو نامیده می شود. تقریباً 6.021023 است.
جرم مولی چیست؟
اکنون می توانیم به موضوع مقاله برگردیم. مول و جرم مولی دو کمیت به هم مرتبط هستند. دوم وزن یک مول از هر ماده است. بدیهی است که نوع عنصر شیمیایی یا ترکیب مولکول یک گاز خاص به طور مستقیم جرم مولی را تعیین می کند. با توجه به این تعریف، عبارت زیر را می توان نوشت:
M=ma NA.
جایی که ma جرم یک اتم است، NA عدد آووگادرو است. یعنی برای بدست آوردن مقدار M باید وزن یک ذره (مولکول، اتم، خوشه اتمی) را در عدد آووگادرو ضرب کرد.
همانطور که در مقدمه مقاله اشاره شد، هر عنصر در جدول تناوبی حاوی اطلاعاتی درباره جرم اتمی خود است. وزن آن بر حسب گرم در مول است. بدیهی است که برای بدست آوردن جرم مولی بر حسب کیلوگرم بر مول، مقدار جدولی را باید بر 1000 تقسیم کرد. به عنوان مثال، برای نیوبیوم در عدد 41 عدد 92.9 را مشاهده می کنیم، یعنی 1 مول از اتم های آن دارای وزن 92.9 گرم است..
M در کجا در شیمی استفاده می شود؟
هم اکنون می دانیمجرم مولی چیست، در نظر بگیرید که کجا در شیمی استفاده می شود.
مفهوم مقدار ماده و وزن مولی نقش مهمی در آماده سازی واکنش های شیمیایی ایفا می کند، زیرا آنها فقط با نسبت دقیقی از معرف ها همراه هستند. به عنوان مثال، واکنش احتراق هیدروژن با تشکیل یک مولکول آب در زیر نشان داده شده است:
2H2+ O2=2H2O.
می توان دید که ۲ مول هیدروژن که جرم آنها ۴ گرم است بدون باقیمانده با ۱ مول اکسیژن به وزن ۳۲ گرم واکنش می دهد. در نتیجه 2 مول مولکول آب تشکیل می شود که نشانگر آن 36 گرم است. از این ارقام مشخص است که در فرآیند تبدیلات شیمیایی جرم حفظ می شود. در واقعیت، وزن واکنش دهنده ها و محصولات تبدیل کمی متفاوت است. این تفاوت کوچک به دلیل اثر حرارتی واکنش است. تفاوت جرم را می توان با استفاده از فرمول انیشتین برای ارتباط وزن و انرژی محاسبه کرد.
در شیمی، مفهوم جرم مولی نیز ارتباط نزدیکی با غلظتی به همین نام دارد. معمولاً جامداتی که در مایعات محلول هستند با تعداد مول در یک لیتر مشخص می شوند، یعنی غلظت مولی.
درک این نکته مهم است که مقدار مورد نظر فقط برای یک عنصر شیمیایی معین یا یک ترکیب خاص ثابت است، به عنوان مثال، برای H2 2 گرم در مول است. و برای O 3 - 48 گرم در مول. اگر مقدار آن برای یک ترکیب بیشتر از ترکیب دیگر باشد، به این معنی است که ذره بنیادی ماده اول خود جرم بیشتری از ماده دوم دارد.
گازها و حجم مولی آنها
جرم مولی نیز به فیزیک ایده آل مرتبط استگازها به طور خاص، در تعیین حجم یک سیستم گازی تحت شرایط خاص خارجی، اگر مقدار ماده مشخص باشد، استفاده می شود.
گازهای ایده آل با معادله Clapeyron-Mendeleev توصیف می شوند که به نظر می رسد:
PV=nRT.
در اینجا n مقدار ماده ای است که به جرم مولی مرتبط است به شرح زیر:
n=m / M.
حجم یک گاز را می توان با استفاده از فرمول زیر تعیین کرد اگر m، دمای T و فشار P آن مشخص باشد:
V=mRT / (MP).
حجم مولی حجمی است که در ۰ oC و فشار یک اتمسفر، ۱ مول از هر گاز را اشغال کند. از فرمول بالا می توانید این مقدار را محاسبه کنید، 22.4 لیتر است.
