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Masa molar

Masa molar, símbolo M,[1] es masa de uno topo de una sustancia (elemento químico o compuesto del producto químico).[2] Es a característica física cuál es característico de cada sustancia pura. La base Unidad del SI para la masa es kilogramo[1] pero, por razones prácticas e históricas, las masas molares se cotizan casi siempre en gramos por topo (g/mol o g mol–1), especialmente adentro química.

La masa molar se relaciona de cerca con peso del fórmula (F.W.) o masa molar relativa (Mr) de un compuesto, y a masas atómicas relativas o pesos atómicos estándares de sus elementos constitutivos. Sin embargo, debe ser distinguido de masa molecular , de que es la masa uno molécula (de cualesquiera solo la composición isotópica) y no se relaciona directamente con masa atómica, la masa de uno átomo (de cualesquiera solo isótopo). dalton, el símbolo Da, también se utiliza a veces como unidad de la masa molar, especialmente adentro bioquímica, con la definición 1 Da = 1 g/mol, a pesar de que es terminantemente una unidad de la masa molecular (1 Da = 1.660 538 782 (83) ×10–27 kilogramo).[3][4]

Las masas molares casi nunca se miden directamente. Pueden ser calculados de pesos atómicos estándares, y se enumeran a menudo en catálogos químicos y encendido hojas de datos materiales de seguridad (MSDS). Las masas molares varían típicamente en medio:

1-238 g/mol para los átomos de elementos naturales;
10-1000 g/mol para los compuestos químicos simples;
1000-5.000.000 g/mol para polímeros, proteínas, DNA fragmentos, etc.

Contenido

Masas molares de elementos

Artículo principal: Masa atómica

La masa molar de átomos de elemento es dado por peso atómico estándar del elemento[5] multiplicado por constante molar de la masa, Mu = 1×10–3 kg/mol = 1 g/mol:[6]

M(h) = 1.007 97 × (de 7) 1 g/mol = 1.007 97 (7) g/mol
M(s) = 32.065 × (de 5) 1 g/mol = 32.065 (5) g/mol
M(Cl) = 35.453 × (de 2) 1 g/mol = 35.453 (2) g/mol
M(FE) = 55.845 × (de 2) 1 g/mol = 55.854 (2) g/mol

El multiplicarse por la constante molar de la masa se asegura de que es el cálculo dimensional correcto: los pesos atómicos son las cantidades sin dimensiones (IE, números puros) mientras que las masas molares tienen unidades (en este caso, g/mol).

Algunos elementos se encuentran generalmente como moléculas, eg. hidrógeno (H2), sulfuro (S8), clorina (Cl2). La masa molar de las moléculas de estos elementos es la masa molar de los átomos multiplicados por el número de átomos en cada molécula:

M(H2) = 2 × del × 1.007 97 (7) 1 g/mol = 2.015 88 (14) g/mol
M(S8) = 8 × 1 del × 32.065 (5) g/mol = 256.52 (4) g/mol
M(Cl2) = 2 × 1 del × 35.453 (2) g/mol = 70.906 (4) g/mol

Masas molares de compuestos

La masa molar de a compuesto es dado por la suma de pesos atómicos estándares de átomos qué forma el compuesto multiplicó por constante molar de la masa, Mu:

M(NaCl) = [22.989 769 28 (2) + 35.453 (2)] × 1 g/mol = 58.443 (2) g/mol
M(C12H22O11) = ([12 × 12.0107 (8)] + [22 ×1.007 94 (7)] + [11 ×15.9994 (3)]) × 1 g/mol = 342.297 (14) g/mol

Una masa molar media se puede definir para las mezclas de compuestos.[1] Esto es particularmente importante adentro ciencia del polímero, del donde diversas moléculas del polímero pueden contener diversos números monomer unidades (polímeros no uniformes).[7]

Características relacionadas

Peso molecular (M.W.) y peso del fórmula (F.W.) son más viejos términos para qué ahora más correctamente se llama masa molar relativa (Mr).[2] Ésta es a sin dimensiones igual de la cantidad (IE, un número puro, sin unidades) a la masa molar dividida por constante molar de la masa.[8]

Masa molecular

Artículo principal: Masa molecular

La masa molecular (m) es la masa de una molécula dada: se mide adentro daltons (Da) o unidades de masa atómica (u), donde 1 Da = 1 u = 1.660 538 782 (83) ×10–27 kilogramo).[3][4] Diversas moléculas del mismo compuesto pueden tener diversas masas moleculares porque contienen diferente isótopos de un elemento. La masa molar es una medida de la masa molecular media de todas las moléculas en una muestra, y es generalmente la medida más apropiada al ocuparse de cantidades (weighable) macroscópicas de una sustancia.

Las masas moleculares se calculan de masas atómicas relativas[9] de cada uno nuclide, mientras que las masas molares se calculan de pesos atómicos de cada uno elemento. El peso atómico considera distribución isotópica del elemento en una muestra dada (asumida generalmente para ser “normal”). Por ejemplo, agua tiene una masa molar de 18.0153 (3) g/mol, pero las moléculas de agua individuales tienen masas moleculares que se extiendan entre 18.010 564 6863 (15) u (1H216O) y 22.027 7364 (9) u (2H218O).

La distinción entre la masa molar y la masa molecular es importante porque las masas moleculares relativas se pueden medir directamente cerca spectrometry total, a menudo a una precisión de algunos partes por millón. Esto es bastante exacto determinar directamente fórmula químico de una molécula.[10]

Precisión e incertidumbres

La precisión a la cual se sabe una masa molar depende de la precisión del pesos atómicos de cuál era calculado. La mayoría de los pesos atómicos se saben a una precisión por lo menos de una porción en diez milésimos, a menudo mucho mejor[5] (el peso atómico de litio es una persona notable, y serias,[11] excepción). Esto es adecuado para casi todas las aplicaciones normales en química: es más exacto que la mayoría análisis químicos, y excede la pureza de la mayoría de los reactivo del laboratorio.

La precisión de los pesos del atomics, y por lo tanto de masas molares, es limitada por el conocimiento del distribución isotópica del elemento. Si un valor más exacto de la masa molar se requiere, es necesario determinar la distribución isotópica de la muestra en la pregunta, que puede ser diferente de la distribución estándar usada para calcular el peso atómico estándar. Las distribuciones isotópicas de los diversos elementos en una muestra no son necesariamente independiente de una otra: por ejemplo, una muestra que ha sido destilado sea enriquecido en el alumbrador isótopos de todos los elementos presentes. Esto complica el cálculo de la incertidumbre estándar en la masa molar.

Una convención útil para el trabajo normal del laboratorio es cotizar masas molares a dos lugares decimales para todos los cálculos. Esto es más exacto que se requiere generalmente, pero evita redondeo de errores durante cálculos. Cuando la masa molar es 1000 g/mol mayor que, es raramente apropiado utilizar más de un lugar decimal. Siguen a estas convenciones en la mayoría de los valores tabulados de masas molares.[12]

Medida

Mientras que las masas molares están casi siempre, calculado en la práctica de pesos atómicos, pueden también ser medidas en ciertos casos. Tales medidas son mucho menos exactas que modernas spectrometric total las medidas de pesos atómicos y de masas moleculares, y están sobre todo de interés histórico. Todos los procedimientos confían encendido características colligative, y cualesquiera disociación del compuesto debe considerado.

Densidad del vapor

Artículo principal: Densidad del vapor

La medida de la masa molar por densidad del vapor confía en el principio, primero enounced cerca Amadeo Avogadro, esos volúmenes iguales de gases bajo condiciones idénticas contienen números iguales de partículas. Este principio se incluye en ecuación ideal del gas:

pV = nRT

donde n es cantidad de sustancia. La densidad del vapor (ρ) se da cerca

.

Combinar estas dos ecuaciones da una expresión para la masa molar en términos de densidad del vapor para las condiciones de sabido presión y temperatura.

depresión del Congelar-punto

Artículo principal: depresión del Congelar-punto

punto de congelación de a solución es más bajo que el del puro solvente, y la depresión del congelar-punto (ΔT) es directamente proporcional a la concentración de la cantidad para las soluciones diluidas. Cuando la concentración de la cantidad se expresa como a molality, la constante de la proporcionalidad se conoce como constante crioscópica (Kf) y es característico para cada solvente. Si W representa fracción total de solute en la solución, y no si se asume que ninguna disociación del solute, la masa molar se da cerca

.

elevación del Hervir-punto

Artículo principal: elevación del Hervir-punto

punto que hierve de a solución de un involatile solute es más alto que el del puro solvente, y la elevación del hervir-punto (ΔT) es directamente proporcional a la concentración de la cantidad para las soluciones diluidas. Cuando la concentración de la cantidad se expresa como a molality, la constante de la proporcionalidad se conoce como constante ebullioscopic (Kb) y es característico para cada solvente. Si W representa fracción total del solute en la solución, y no si se asume que ninguna disociación del solute, la masa molar se da cerca

.

Referencias

  1. ^ a b c Unión internacional de la química pura y aplicada (1993). Cantidades, unidades y símbolos en química física (2do Edn). Oxford: Ciencia de Blackwell. ISBN 0-632-03583-8. p. 41. Versión electrónica.
  2. ^ a b Unión internacional de la química pura y aplicada. "masa molar relativa". Compendio de la terminología química Edición del Internet.
  3. ^ a b DES internacional Poids et Mesures de la oficina (2006). El sistema de las unidades internacional (SI) (8vo Edn). ISBN 92-822-2213-6. p. 126.
  4. ^ a b Valor de CODATA: constante de la masa atómica. NIST. Recuperado encendido 2007-10-14.
  5. ^ a b Unión internacional de la química pura y aplicada Comisión en Abundances isotópico y los pesos atómicos (2006). "Pesos atómicos de los elementos 2005". [[[química pura y aplicada|Appl puro. Quím.]] 78: 2051–66. doi:10.1351/pac200678112051. 
  6. ^ Mohr, Peter J.; Taylor, Barry N. (2005). “CODATA recomendó valores de las constantes físicas fundamentales: 2002". Inversor de corriente. MOD. Phys. 77: 1–107. doi:0034-6861/2005/77 (1) /1 (107). 
  7. ^ {{cite el diario | autor = Unión internacional de la química pura y aplicada | título = nota sobre la terminología para las masas molares en ciencia del polímero | año = 1984 | diario = [[diario de la ciencia del polímero|J. Polym. Sci., Polym. Lett. Ed. | volumen = 22 | páginas = 57}} Metanomski, W. V. (1991). Compendio de la nomenclatura macromolecular, pp. 47-73. ISBN 0-63202-847-5. 
  8. ^ La definición técnica es que está la masa la masa molar relativa molar medida en una escala donde la masa molar de desatado carbón 12 los átomos, en descanso y en su estado de tierra electrónico, son 12. La definición más simple dada aquí es al máximo definición equivalente debido a la manera constante molar de la masa es sí mismo definida.
  9. ^ Pesos atómicos y composiciones isotópicas para todos los elementos. NIST. Recuperado encendido 2007-10-14.
  10. ^ Pautas del autor - disposición del artículo. El publicar de RSC. Recuperado encendido 2007-10-14.
  11. ^ Bosque verde, N. N.; Earnshaw, A. (1997). Química de los elementos, 2da edición, Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4. 
  12. ^ Vea, eg., Weast, R. C. (Ed.) (1972). Manual de la química y de la física (53.o Edn.). Cleveland: Caucho químico Co.

Acoplamientos externos

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