Что такое относительная формульная масса

Масса молекул. Количество вещества и моль

При расчетах химических процессов необходимо оперировать массами веществ в абсолютных и относительных единицах. Эти величины требуется поставить в соответствие с числом частиц, участвующих во взаимодействиях. Выразив через количество вещества это множество объектов микромира, химики получили возможность быстро, без громоздких вычислений решать задачи, связанные с соотношением веществ.

Размеры и масса структурных единиц вещества

Вещество строится из микроскопических частиц – атомов и молекул. Атом – это носитель индивидуальных свойств химического элемента, наименьшая частица, способная вступать в химическое взаимодействие. Молекула – устойчивое сочетание атомов – является минимальной порцией вещества, которой присущи его химические свойства.

У атома нет четкой границы. Его радиус определяется по правилам квантовой механики и зависит от заряда ядра. Величины атомных радиусов лежат в диапазоне от 3,1∙10-11 м у гелия до 2,9∙10-10 м у франция. Характерный размер большинства атомов – 10-10 м. Размеры молекул сопоставимы с атомными.

Массы атомов сильно различаются. Легчайший атом с массой 1,67∙10-27 кг принадлежит водороду. Атом урана-238 имеет массу 3,95∙10-25 кг. Массу молекулы определяют сложением масс составляющих ее атомов.

Относительные массовые величины

Вести расчеты в абсолютных значениях масс атомов и молекул неудобно из-за их малости. Химики используют безразмерные величины, выражающие отношение массы частицы вещества к эталону – атомной единице массы (а. е. м.), в качестве которой выбрана 1/12 массы атома углерода.

где u – атомная единица массы; ma(C) – масса атома углерода.

Для кислорода она составляет для водорода . Относительные атомные массы элементов указаны в периодической таблице Д. И. Менделеева. Их округляют до целых чисел, за исключением атомной массы хлора (35,5).

Эта величина есть сумма относительных масс атомов, образующих молекулу. Так, для сероводорода она равна Mr (H2S)=2∙Ar (H)+Ar (S)=2∙1+32=34.

Массовая доля

Из формулы соединения можно получить массовые доли входящих в его состав элементов:

где w(A) – массовая доля элемента A; x, y – индексы элементов A и B.

Пример: расчет массовых долей натрия и кислорода в оксиде натрия Na2O.

Формулу химического соединения можно установить по массовым долям. Пусть в соединении азота и кислорода NxOy на долю азота приходится 36,8% массы. Тогда массовая доля кислорода будет:100-36,8=63,2%. Далее вычисляется соотношение индексов x и y:

Следовательно, формула вещества – N2O3.

Химическое количество вещества

В качестве единицы измерения химического количества вещества в международной системе СИ принят моль – порция вещества, содержащая приблизительно структурных частиц. Столько атомов насчитывается в 0,012 кг углерода. Независимо от агрегатного состояния 1 моль любого вещества содержит молекул или формульных единиц.

Постоянная Авогадро

Величину , установленную в экспериментах, называют постоянной Авогадро и обозначают символом NA. Эта константа устанавливает масштаб соотношений, показывающих, как найти количество вещества n из числа атомов или молекул в веществе N(X), или произвести обратные вычисления:

Например, число молекул в 2 молях азотной кислоты составит

Молярная масса

Существует величина, выражающая массу одного моля вещества, – молярная масса. Она равна отношению массы к количеству вещества и имеет размерность кг/моль или, чаще, г/моль:

Молярная масса элемента равна массе его атомов. В единицах г/моль она численно совпадает с величиной относительной атомной массы и для углерода равна:

Молярные массы соединений вычисляют путем сложения:

Молярная масса воды составляет 1 моль молекул воды содержит 2 моля атомов водорода и 1 моль атомов кислорода.

По молярной массе можно найти, сколько молей составляет количество вещества некоторой массы:

Например, 280 г оксида кальция соответствует количество

Эквивалентная масса

Количество вещества, реагирующее с 1 молем ионов водорода, называется эквивалентом, а его масса mэкв – эквивалентной. Она рассчитывается из молярной массы и зависит от того, к какому классу соединений принадлежит вещество.

С помощью этой величины описывают химические взаимодействия, опираясь на закон эквивалентов: отношение масс реагентов (и продуктов реакции) пропорционально отношению их эквивалентных масс:

Это упрощает расчеты, позволяя обойтись без составления уравнения реакции.

Задачи

Задача 1. Определите относительные молекулярные массы:

Задача 2. Определите массовые доли химических элементов:

Задача 3. Определите формулу:

Задача 4. Определите химическое количество вещества:

Задача 5. Определите число молекул:

Задача 6. Определите массу:

Решения задач

Источник

Урок 7. Относительная молекулярная и относительная формульная массы

В уроке 7 «Относительная молекулярная и относительная формульная массы» из курса «Химия для чайников» научимся вычислять относительную молекулярную массу, а также относительную формульную массу веществ; кроме того, выясним что такое массовая доля и приведем формулу для ее вычисления. Напоминаю, что в прошлом уроке «Валентность» мы дадим определение валентности, научились ее определять; рассмотрели элементы с постоянной и переменной валентностью, кроме того научились составлять химические формулы по валентности.

Каждый химический элемент характеризуется определенным значением относительной атомной массы. Состав любого вещества выражается молекулярной или простейшей формулой его структурной единицы. Такая структурная единица состоит из определенного числа атомов химических элементов. Поэтому масса структурной единицы может быть выражена в атомных единицах массы.

Относительная молекулярная масса

Относительная молекулярная масса — это физическая величина, равная отношению массы одной молекулы вещества к 1/12 части массы атома углерода.

Эта величина равна сумме относительных атомных масс всех химических элементов с учетом числа их атомов в молекуле. Например, рассчитаем относительную молекулярную массу воды H2O:

Относительная молекулярная масса серной кислоты H2SO4:

Относительная формульная масса

Например, относительная формульная масса вещества CaCO3 равна:

Относительная формульная масса вещества Al2(SO4)3 равна:

Вычисление массовой доли химического элемента по формуле вещества

По формуле вещества можно рассчитать массовую долю атомов каждого химического элемента, который входит в состав этого вещества, т. е. определить, какую часть от общей массы вещества составляет масса атомов данного элемента.

Массовая доля ( w ) атомов химического элемента в веществе показывает, какая часть относительной молекулярной (формульной) массы вещества приходится на атомы данного элемента.

Массовая доля атомов элемента А в сложном веществе АxBy рассчитывается по формуле:

Массовые доли выражаются в долях единицы или в процентах.

Пример. Определите массовые доли элементов в фосфорной кислоте H3PO4

Краткие выводы урока:

Надеюсь урок 7 «Относительная молекулярная и относительная формульная массы» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Источник

Относительная молекулярная и относительная формульная массы

Гипермаркет знаний>>Химия>>Химия 7 класс>> Относительная молекулярная и относительная формульная массы

Относительная молекулярная и относительная формульная массы

Материал параграфа поможет вам:

> выяснить, что такое относительная молекулярная масса и относительная формульная масса;
> правильно вычислять относительные молекулярные и формульные массы.

Относительная молекулярная масса.

Массы молекул, как и атомов, чрезвычайно малы. Поэтому в химии используют относительные массы молекул. Их еще называют относительными молекулярными массами.

Относительная молекулярная масса — это отношение массы Молекулы к 1/12 массы атома Карбона.

Относительную молекулярную массу сокращенно обозначают M_r. Эта величина, как и относительная атомная масса, не имеет размерности.

Математическая формула для ее вычисления, исходя из массы молекулы:

Значительно проще вычислять относительную молекулярную массу, используя относительные атомные массы.

Относительная масса молекулы равна сумме относительных масс атомов, которые входят в ее состав.

Найдем относительные молекулярные массы кислорода и воды, взяв из периодической системы Менделеева значения относительных атомных масс Оксигена и Гидрогена:

► Вычислите относительные молекулярные массы азота N₂ и аммиака NH₃.

Относительная формульная масса.

Для ионов, а также веществ с атомным и ионным строением (они не содержат молекул) вместо термина «относительная молекулярная масса» используют другой «относительная формульная масса». Эту физическую величину обозначают и рассчитывают так же, как и относительную молекулярную массу.

Относительная формульная масса иона. Масса простого иона почти не отличается от массы соответствующего атома, так как ион содержит наодин или несколько электронов больше или меньше, чем атом, а масса электрона в тысячи раз меньше массы атома. Совпадают также относительные формульные массы простых ионов и относительные атомные массы элементов:

Относительные формульные массы сложных ионов можно рассчитать тем же способом, что и относительные молекулярные массы:

Значение относительной формульной массы 100 имеют соединения с Формулами

Относительная формульная масса ионного вещества. Вычисление относительной формульной массы поваренной соли осуществляют так:

M_r(NaCl) =A _r(Na) +A_r(Cl) = 23 + 35,5 = 58,5.

Относительную формульную массу соединения можно вычислить двумя способами.

1 способ. Используем относительные атомные массы:

2 способ. Используем относительные формульные массы ионов:

M_r(Al 3+ ) =A _r(Al) =27;

Относительная формульная масса — это относительная масса формульной единицы вещества.

Понятие «относительная формульная масса» является универсальным. Оно может быть использовано для веществ любого строения, а также для ионов — простых и сложных.

Выводы

Относительная молекулярная масса — это отношение массы молекулы к — массы атома Карбона или сумма относительных масс атомов, которые входят в состав молекулы.

Для ионов, веществ атомного и ионного строения используют относительную формульную массу. Ее обозначают и вычисляют так же, как и относительную молекулярную массу.

?
84. Что такое относительная молекулярная масса? Как ее рассчитать: а) ис­ходя из массы молекулы; б) по химической формуле молекулы?

85. У какого вещества наименьшая относительная молекулярная масса?

86. Вычислите (желательно устно) относительные молекулярные массы веществ, которые имеют такие формулы:

87. Рассчитайте относительные формульные массы веществ с такими формулами:

88. Во сколько раз масса атома Оксигена больше или меньше массы:

а) молекулы водорода; б) молекулы метана CH₄; в) иона Купрума Cu 2+ ; г) иона S0 2- ₄? Попробуйте выполнить расчеты устно.

89. Относительная молекулярная масса соединения Хлора с Оксигеном равна 183. В его молекуле — 7 атомов Оксигена. Какова формула вещества?

90. Относительная формульная масса соединения элемента X с Флуором вдвое превышает относительную атомную массу Фосфора. Определите элемент X и напишите формулу соединения.

Вычислите по этим данным относительную молекулярную массу воды.

Попель П. П., Крикля Л. С., Хімія: Підруч. для 7 кл. загальноосвіт. навч. закл. — К.: ВЦ «Академія», 2008. — 136 с.: іл.

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Источник

урок 11. Относительная молекулярная и формульная массы

Каждый химический элемент характеризуется определенным значением относительной атомной массы. Состав любого вещества выражается формулой его структурной единицы (молекулярной формулой или формульной единицей). Такая формула состоит из определенного числа атомов химических элементов. Поэтому масса структурной единицы также может быть выражена в атомных единицах массы.

Вещества молекулярного строения характеризуются величиной относительной молекулярной массы, которая обозначается Мr.

Относительная молекулярная масса — это физическая величина, равная отношению массы одной молекулы вещества к 1/12 части массы атома углерода.

Эта величина равна сумме относительных атомных масс химических элементов, образующих данную молекулу. При этом, конечно, необходимо учитывать индексы у символов атомов в молекулярной формуле. Например, рассчитаем относительную молекулярную массу воды Н₂0:

$\mathrm(H_<2>O)=2 \cdot A_(H)+A_(O)=2 \cdot 1+16=18

Относительная молекулярная масса серной кислоты H₂S0₄:

$\mathrm(H_<2>SO_<4>)=2 \cdot A_(H)+A_(S)+4 \cdot A_(O)=2 \cdot 1+32+16 \cdot 4=98

Вещества немолекулярного строения также характеризуются подобной величиной, которая называется относительной формульной массой. Как и относительная молекулярная масса, она равна сумме относительных атомных масс всех элементов, входящих в состав структурной единицы таких веществ — формульной единицы, и также обозначается Мr. Например, относительная формульная масса мела СаСО₃, равна:

$\mathrm(CaCO_<3>)=A_(Ca)+A_(C)+3 \cdot A_(O)=40+12+16 \cdot 4=100

Относительная формульная масса Al₂(S0₄)₃ равна:

$\mathrm(Al_<2>(SO_<4>)_<3>)=2 \cdot A_(Al)+3 \cdot (A_(S)+4 \cdot A_(O))=2 \cdot 27+3 \cdot(32+16 \cdot 4)=342

Исходя из химической формулы вещества, мож­но рассчитать массовую долю атомов каждого химического элемента, входящего в его состав.

Массовая доля (W) атомов химического элемента в веще­стве показывает, какая часть относительной молекулярной (формульной) массы вещества приходится на атомы данного элемента.

,

где w («дубль-вэ») — массовая доля элемента Х;

А_r(Х) — относительная атомная масса элемента Х;

Массовую долю выражают в долях единицы, например 0,07; 0,26; 0,99. Значение массовой доли можно выразить и в процентах. Для этого значение в долях нужно умножить на 100, например W(О) = 0,22, или 22 %.

Масса любого вещества равна сумме входящих в его состав атомов. Т.е. массовая доля всего вещества равна 100%, что составляет сумму массовых долей атомов, входящих в состав вещества.

Итак, сегодня мы узнали:

— Относительная молекулярная масса (Mr) — это физическая величина, равная отношению массы одной молекулы вещества к 1/12 части массы атома углерода.

— Вещества немолекулярного строения также характеризуются подобной величиной, которая называется относительной формульной массой Мr и высчитывается также как и относительная молекулярная масса.

— Массовая доля химического элемента в веществе рав­на отношению массы атомов этого элемента к массе все­го вещества.

Источник

Определение абсолютной и относительной массы вещества

Абсолютная и относительная масса атомов и молекул

Массу относят к фундаментальным характеристикам атома. Поскольку ее абсолютное значение очень мало, в химии вводится понятие относительной, т.е. условной, атомной массы.

Ничтожный размер атома не исключает наличия у него атомной массы. Вся масса атома сосредоточена в ядре (протон и нейтрон практически в 2000 раз тяжелее, чем электрон). В результате почти вся масса атома приходится на общую массу нейтронов и протонов. К примеру, атомная масса кислорода равняется 2,667·10-23 г. Это его абсолютная атомная масса. Работать с таким числом неудобно. Поэтому было предложено ввести еще одну величину – относительную атомную массу.

В начале XIX века Дж. Дальтон предложил, вычисляя атомную массу, использовать в качестве эталона массу атома водорода, поскольку он является самым легким элементом. Именно по отношению к нему выражались массы атомов прочих элементов.

Однако с учетом того, что на практике чаще использовались кислородные соединения для вычисления атомных масс многих элементов, в качестве эталона удобнее стало использовать атомную массу кислорода. При этом известно, что соотношение атомных масс кислорода и водорода равно 16:1. Так возникло понятие кислородной единицы – 1/16 части его атомной массы.

Таким образом, относительная атомная масса показывает, во сколько раз масса атома конкретного элемента больше массы атома, который принимается за единицу. Сегодня это 1/12 часть массы атома углерода. Это и есть атомная единица массы, которую иногда обозначают как «дальтон».

Относительная атомная масса – отношение массы атома определенного элемента к 1/12 массы атома изотопа углерода-12. По сути относительная атомная масса является безразмерной величиной (при ее расчете единицы измерения сокращаются), но иногда ее значение выражают в атомных единицах массы (а.е.м.).

Абсолютная масса атома углерода составляет 1,993·10-23 г, согласно Периодической таблице Д.И. Менделеева. Его относительная атомная масса равна 12. Следовательно, 1/12 часть массы атома углерода составляет:

Масса одного кислородного атома приблизительно в 16 раз превышает 1/12-ю массы углеродного атома 12С.

Чтобы вычислить относительную молекулярную массу вещества, нужно сложить суммы относительных атомных масс элементов, входящих в состав молекулы, с учетом индексов, которые показывают количество атомов элемента в молекуле. Абсолютная масса одной молекулы равна относительной, умноженной на одну атомную единицу массы (1 а.е.м.).

Относительная атомная масса химического элемента

Например, определение относительной массы атома водорода выглядит так:

Элемент кислород имеет следующую относительную атомную массу:

Из формул следует, что относительная атомная масса является величиной, равной отношению абсолютной атомной массы к единице массы u (или 1 а.е.м.).

Относительная молекулярная масса вещества

Если молекула состоит из атомов нескольких химических элементов, то ее относительная молекулярная масса равна сумме их относительных атомных масс с учетом индексов в формуле вещества.

Рассмотрим пример. Молекула воды имеет в своем составе два атома водорода и один – кислорода. Чтобы определить относительную молекулярную массу, нужно сложить произведения относительной атомной массы каждого элемента на соответствующее количество атомов:

Знание относительной молекулярной массы веществ в газообразном состоянии помогает в решении задач по сравнению их плотности. Для этого высчитывается относительная плотность газов друг по другу, которая равна соотношению их относительных молекулярных масс:

Поскольку закон Авогадро применим исключительно к газообразным веществам, а ученым-химикам часто необходимо знать, сколько молекул, атомов или ионов заключено в определенных порциях твердых веществ или жидкостей, введено понятие молярной массы. Ее значение численно равно относительной молекулярной массе.

Как вычислить абсолютную массу, формулы, примеры

Найти молекулярную массу серной кислоты, используя таблицу Менделеева.

Известно, что молекулярная масса вещества равна сумме атомных масс веществ, входящих в состав молекулы. Поэтому:

M r ( H 2 S O 4 ) = 1 · 2 + 32 + 16 · 4 = 98 г / м о л ь

Решение химических задач по нахождению абсолютной массы может сводиться к использованию следующих методов:

При этом молярную массу можно найти путем сложения атомных масс элементов, входящих в состав соединения. Молярная масса находится также как отношение массы вещества к его соответствующему количеству:

Источник