Молекулярна маса - хімічна енциклопедія

Відео: §5, 8кл. Хімічні формули. Відносна і молек маси

МОЛЕКУЛЯРНА МАСА

МОЛЕКУЛЯРНА МАСА. сума мас атомів. що входять до складу даної молекули - виражається в атомних одиницях маси (а.о. м.). Оскільки 1 а.е.м. (Іноді звана дальтон, D) дорівнює 1 /₁₂ маси атома нукліда 12 С і в одиницях маси СІ становить 1,66057. 10 -27 кг, то множення молекулярної маси на 1,66057. 10 -27 дає абс. масу молекули в кілограмах. Найчастіше користуються безрозмірною величиною М_отн -відносної молекулярної масою: М_отн = M_x / D, де М_х -маса молекули x, виражена в тих же одиницях маси (кг, г або ін.), що і D. Молекулярна маса характеризує середню масу молекули з урахуванням ізотопного складу всіх елементів, що утворюють дане хім. з`єднання. Іноді молекулярну масу визначають для суміші разл. в-в відомого складу, напр. для повітря "ефективну" молекулярну масу можна прийняти рівною 29.

Абс. масами молекул зручно оперувати в галузі фізики субатомних процесів і радіохімії. де шляхом вимірювання енергії частинок, відповідно до теорії відносності, визначають їх абс. маси. У хімії і хім. технології необхідно застосовувати макроскопіч. одиниці виміру кількості в-ва. Число будь-яких частинок (молекул. Атомів. Електронів або подумки виділяються в в-ве груп частинок, напр. Пар іонів Na + і Сl - в кристалічних. Решітці NaCl), рівне Авогадро постійної N_А = 6,022. 10 23. становить макроскопіч. одиницю кількості в-ва-моль. Тоді можна записати: М_отн = M_x. N_A / (D. N_A ), T.е. відносна молекулярна маса дорівнює відношенню маси благаючи в-ва до N_A D. Якщо в-во складається з молекул з ковалентними зв`язками між складовими їх атомами. то величина M_x. N_A являє собою м про л я рн у ю м а з з у цього в-ва, одиниці виміру к-рій кг-моль (кіломоль, км). Для по-в, що не містять молекул. а складаються з атомів. іонів або радикалів, визначається ф о р-м у л ь н а я м про л я р н а я м а з з а, тобто маса N_A частинок, відповідних прийнятої формулою в-ва (проте в СРСР часто і в цьому випадку говорять про молекулярну масу, що невірно).

Раніше в хімії використовували поняття грам-молекула. грам-атом. грам-іон, тепер-моль молекул. моль атомів. моль іонів. маючи на увазі під цим N_A молекул. атомів. іонів і соотв. їх молярні маси, виражені в грамах або кілограмах. Зазвичай використовують як синонім термін "молекулярна (молярний) вага", т. К. Визначення маси проводиться за допомогою ваг. Але, на відміну від ваги. залежить від географіч. координат, маса є постійним параметром кількості в-ва (при звичайних швидкостях руху частинок в умовах хім. р-ций), тому правильніше говорити "молекулярна маса".

Велике число застарілих термінів і понять, що стосуються молекулярної маси, пояснюється тим, що до ери космічних. польотів в хімії не надавали значення різниці між масою і вагою. доорої обумовлено різницею значень прискорення своб. падіння на полюсах (9,83 м. з -2) і на екваторі (9,78 м. з -2) - при розрахунках сили тяжіння (ваги) зазвичай користуються середнім значенням, рівним 9,81 м. з -2. Крім того, розвиток поняття молекули (як і атома) було пов`язано з дослідженням макроскопіч. кол-в в-ва в процесах їх хім. (Реакції) або фіз. (Фазові переходи) перетворень, коли була розроблена теорія будови в-ва (19 ст.) І передбачалося, що всі хім. соед. побудовані тільки з атомів і молекул.

Відео: Моль. Молярна маса. Рішення задач з хімії. Частина 1

Методи визначення. Історично перший метод (обгрунтований дослідженнями С. Канниццаро і А. Авогадро) запропонований Ж. Дюма в 1827 і полягав у вимірі щільності газоподібних в-в щодо водневого газу. молярна маса догрого приймалася спочатку рівною 2, а після переходу до кисневої одиниці вимірювань молекулярних і атомних мас-2,016 м Наступ. етап розвитку експери. можливостей визначення молекулярної маси полягав в дослідженні рідин і розчинів нелетких і недіссоціірующіх в-в шляхом вимірювання Колігативні св-в (т. е. що залежать тільки від числа розчинених частинок) - осмотіч. тиску (див. осмометрі), зниження тиску пара. зниження точки замерзання (кріоскопія) і підвищення точки кипіння (Ебуліоськопія) розчинів у порівнянні з чистим р-телеглядачам. При цьому було відкрито "аномальне" поведінку електролітів.

Зниження тиску пари над розчином залежить від молярної частки розчиненого в-ва (закон Рауля): [(р - р₀ ) / Р] = N, де р₀ -тиск пари чистого р-розчинника, р-тиск пари над розчином, N- молярна частка досліджуваного розчиненого в-ва, N = (т_х / М_х ) / [(Т_х / М_х ) + (M₀ / M₀ )], M_x і М_х -соотв. навішування (г) і молекулярна маса досліджуваного в-ва, m₀ і М₀ -то ж для р-розчинника. В ході визначень проводять екстраполяцію до нескінченно разб. р-ру, тобто встановлюють для розчинів досліджуваного в-ва і для розчинів відомого (стандартного) хім. з`єднання. У разі кріоскопії і Ебуліоськопія використовують залежно соотв. Dt₃ = Кс і Dt_до = Ес, де Dt₃ -зниження т-ри замерзання розчину, Dt_до - підвищення т-ри кипіння розчину, К і Е-соотв. кріоскопіч. і ебуліоскопіч. постійні р-розчинника, що визначаються за стандартним розчиненого в-ву з точно відомою молекулярною масою, з-моляльна концентрація досліджуваного в-ва в розчині (з = М_х т_х. 1000 / m₀ ). Молекулярну масу розраховують за ф-лам: М_х = т_х К. 1000 / m₀ Dt₃ або М_х = т_х Е. 1000 / m₀ Dt_до. Методи характеризуються досить високою точністю, тому що існують спец. термометри (т. зв. термометри Бекмана), що дозволяють вимірювати дуже малі зміни т-ри.

Відео: Вирішуємо завдання з хімії включають: моль, молярна маса, хімічне рівняння, молярний об`єм газів

Для визначення молекулярної маси використовують також изотермич. перегонку р-розчинника. При цьому пробу розчину досліджуваного в-ва вносять в камеру з насичений. паром р-розчинника (при даній т-ре) - пари р-розчинника конденсуються, т-ра р-ра підвищується і після встановлення рівноваги знову поніжается- зі зміни т-ри судять про кол-ве виділилася теплоти випаровування. к-раю пов`язана з молекулярною масою розчиненого в-ва. У т. Зв. ізопіестіч. методах проводять изотермич. перегонку р-розчинника в замкнутому просторі, напр. в Н-образному посудині. В одному коліні посудини знаходиться т. Зв. р-р порівняння, що містить відому масу в-ва відомої молекулярної маси (молярна концентрація C₁ ), В іншому-р-р, що містить відому масу досліджуваного в-ва (молярна концентрація С₂ невідома). Якщо, напр. З₁ gt; З₂. р-телеглядачам переганяється з другого коліна на початку, поки молярні концентрації в обох колінах не будуть рівні. Зіставляючи обсяги отриманих ізопіестіч. розчинів, розраховують молекулярну масу невідомого в-ва. Для визначення молекулярної массии можна вимірювати масу ізопіестіч. розчинів за допомогою ваг Мак-Бена, к-які представляють собою дві чашечки, підвішені на пружинках в закритій скляній посудині - в одну чашечку поміщають досліджуваний розчин, в іншу-р-р порівняння-за зміни становища чашок визначають маси ізопіестіч . розчинів і, отже, молекулярну масу досліджуваного в-ва.

Осн. методом визначення атомних і мол. мас летючих в-в є мас-спектрометрії. Для дослідження суміші сполуки. ефективне використання хромато-мас-приналежност-рії. При малої інтенсивності піку мовляв. іона застосовують еффузіометріч. приставки до мас-спектрометрів. Еффузіі-метрич. спосіб заснований на тому, що швидкість витікання газу в вакуум з камери через отвір, діаметр догрого значно менше середнього шляху своб. пробігу молекули. обернено пропорційна квадратному кореню з молекулярної маси в-ва швидкість витікання контролюють по зміні тиску в камері. Молекулярну масу летких соед. визначають також методами газової хроматографії з газовими вагами Мартіна. Останні вимірюють швидкість переміщення газу в каналі, що з`єднує трубки, по яких течуть газ-носій і газ з хроматографіч. колонки, що дозволяє визначати різницю щільності цих газів. залежну від молекулярної маси досліджуваного в-ва.

М олекулярную масу вимірюють для ідентифікації хім. соед. для встановлення змісту окремих нуклідів в соед. напр. в воді. використовуваної в атомних енергетичних. установках, а також при дослідженні і синтезі високомол. соед. св-ва яких брало істотно залежать від їх молекулярних мас (див. Молекулярна маса полімеру). Середні значення молекулярних мас полімерів встановлюють за допомогою перерахованих вище методів, заснованих на Колігативні св-вах розбавлених розчинів, по числу подвійних зв`язків ( "м`яким" Озонолиз) або функц. груп (методами функцион. аналізу), а також за такими св-вам їх розчинів, як в`язкість. светорассеяніє. Середні значення мовляв. мас полімерів високого ступеня полімеризації визначають по їх реологич. характеристикам.

===
Ісп. література для статті "МОЛЕКУЛЯРНА МАСА". Рафіків С. Р. Павлова С. А. Твердохлебова І. І. Методи визначення молекулярних ваг і полідисперсності високомолекулярнихсоедіненій, М. 1963- Полінг Л. Полінг П. Хімія. пер. з англ. М. 1978- Вілков Л. В. Пентін Ю. А. Фізичні методи дослідження в хімії. М. 1987. Ю.А.Клячко.

сторінка "МОЛЕКУЛЯРНА МАСА" підготовлена за матеріалами хімічної енциклопедії.