Совет 1: Как определить молекулярную массу

Определения молекулярной массы вещества – это довольно специфическое, но важное умение, которое требуется для качественного изучения курса химии или физики. Данная тема относится к одному из базовых школьных разделов, на которых строится умения решать расчетные задачи, причем как на контрольной или на самостоятельной работе, так и во время практических занятий. И даже если уже не придется заниматься собственным образованием, то полученные знания могут пригодиться для ответов на вопросы своих пытливых детей.
Вам понадобится
  • Таблица Д.И. Менделеева, ручка, калькулятор
Инструкция
1
Если внимательно рассмотреть таблицу химических элементов Дмитрия Ивановича Менделеева, то можно увидеть, что она имеет вид многоквартирного многоэтажного дома, в котором находятся «жильцы» – химические элементы. Каждый из них имеет фамилию (название) и химический символ. Причем каждый из элементов живет в своей собственной квартире, а потому имеет порядковый номер. Эта информация представлена во всех клеточках таблицы.
2
Однако там стоит еще одна цифра, на первый взгляд совсем непонятная. Мало того, она указана с несколькими значениями после запятой, что делается для большей точности. Именно на это число и нужно обратить внимание, потому что это и есть относительная атомная масса. Причем эта характеристика – величина постоянная, которую не требуется запоминать и можно найти по таблице. Кстати даже на ЕГЭ по химии таблица Д.И. Менделеева является справочным материалом, доступным для использования, и у каждого лежит в индивидуальном пакете – КИМе.
3
Молекулярная масса, а точнее относительная молекулярная масса вещества обозначается буквами (Mr) складывается из относительных атомных масс (Ar), образующих молекулу, элементов. Относительная атомная масса – это как раз та, загадочная цифра, которая стоит в каждой клеточке таблицы. Для расчетов необходимо эти значения округлять до целого числа. Исключением является только атом хлора, у которого относительная атомная масса составляет 35,5. Единиц измерения эта характеристика не имеет.
4
Пример 1. Найдите молекулярную массу гидроксида калия (KOH)
Молекула гидроксида калия состоит из одного атома калия (К), одного атома кислорода (О) и одного атома водорода (Н). Следовательно, находим:
Mr (KOH) = Ar (К) + Ar (О) + Ar (Н)
По таблице Д.И. Менделеева находим значения относительных атомных масс элементов:
Ar (К) = 39, Ar (О) = 16, Ar (Н) = 1
Отсюда: Mr (KOH) = 39 + 16 + 1 = 56
5
Пример 2. Найдите молекулярную массу серной кислоты (H2SO4 аш-два-эс-о-четыре)
Молекула серной кислоты состоит из двух атомов водорода (Н), одного атома серы (S) и четырех атомов кислорода (О). Следовательно, находим:
Mr (H2SO4) = 2Ar (H) + Ar (S) + 4Ar (O)
По таблице Д.И. Менделеева находим значения относительных атомных масс элементов:
Ar (К) = 39, Ar (О) = 16, Ar (Н) = 1
Отсюда: Mr (H2SO4) = 2 х 2 + 32 + 4 х 16 = 98

Совет 2: Как найти относительную молекулярную массу

Относительная молекулярная масса вещества (или просто - молекулярная масса) - это отношение значения массы данного вещества к 1/12 массы одного атома углерода (C).Найти относительную молекулярную массу очень легко.
Вам понадобится
  • Таблица Менделеева и таблица молекулярных масс
Инструкция
1
Относительная молекулярная масса вещества - это сумма его атомных масс. Для того, чтобы узнать атомную массу того или иного химического элемента, достаточно взглянуть на таблицу Менделеева. Ее можно найти на обложке любого учебника по химии, или же приобрести отдельно в книжном магазине. Для школьника вполне подойдет карманный вариант, или лист формата A4. Любой современный кабинет химии оснащен полномасштабной настенной таблицей Менделеева.
2
Узнав атомную массу элемента, можно приступить к вычислению и молекулярной массы вещества. Это проще всего показать на примере:
Требуется рассчитать молекулярную массу воды (H2O). Из молекулярной формулы видно, что молекула воды состоит из двух атомов водорода H и одно атома кислорода O. Поэтому расчет молекулярной массы воды можно свести к действию:
1.008*2 + 16 = 18.016
3
Помимо указанного выше способа, данные о молекулярной массе некоторых химических соединений можно подчеркнуть из таблицы молекулярных масс.
Видео по теме
Обратите внимание
Атомная масса как понятие появилось в 1803 году, благодаря трудам известного в те времена химика Джона Дальтона. В те времена масса любого атома сравнивалась с массой атома водорода. Дальнейшее развитие это понятие получило в трудах другого химика - Берцелиуса, в 1818 году, когда он предложил использовать вместо атома водорода атом кислорода. С 1961 года химики всех стран приняла за единицу атомной массы массу 1/16 атома кислорода, либо массу 1/12 атома углерода. Последняя как раз и указана в таблице химических элементов Менделеева.
Совет полезен?
При использовании таблицы Менделеева в том виде, в котором она представлена в большинстве учебников по химии и иных справочниках, надо понимать, что данная таблица является укороченным вариантом исходной таблицы Менделеева. В наиболее полном ее варианте, каждому химическому элементу посвящена отдельная строка.

Совет 3: Как определить массу кислорода

Пожалуй, невозможно найти столь же необходимый для жизни элемент, как кислород. Если без пищи человек может прожить несколько недель, без воды несколько дней, то без кислорода – всего несколько минут. Это вещество находит широкое применение в разных областях промышленности, в том числе химической, а также как компонент ракетного топлива (окислитель).
Инструкция
1
Часто возникает необходимость определить массу кислорода, находящегося в каком-то замкнутом объеме, или выделившегося в результате химической реакции. Например: 20 граммов перманганата калия подвергли термическому разложению, реакция прошла до конца. Сколько граммов кислорода при этом выделилось?
2
Прежде всего, вспомните, что перманганат калия – он же калий марганцевокислый – имеет химическую формулу KMnO4. При нагревании он разлагается, образуя манганат калия – K2MnO4 , основной оксид марганца – MnO2, и кислород O2. Записав уравнение реакции, и подобрав коэффициенты, получите:

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2
3
Учитывая, что приблизительная молекулярная масса двух молекул перманганата калия – 316, а молекулярная масса молекулы кислорода, соответственно, 32, путем решения пропорции, вычислите:

20 * 32 /316 = 2,02
То есть при термическом разложении 20 граммов перманганата калия, получается примерно 2,02 грамма кислорода. (Или округленно 2 грамма).
4
Или, например, требуется определить массу кислорода, находящегося в замкнутом объеме, если известна его температура и давление. Здесь на помощь приходит универсальное уравнение Менделеева – Клапейрона, или по-другому «уравнение состояния идеального газа». Оно имеет такой вид:

PVm = MRT
P – давление газа,

V – его объем,

m – его молярная масса,

М – масса,

R – универсальная газовая постоянная,

Т – температура.
5
Вы видите, что требуемую величину, то есть массу газа (кислорода), после приведения всех исходных данных в одну систему единиц (давление – в паскали, температуру – в градусы Кельвина и т.д.), легко можно вычислить по формуле:

M = PVm/RT
6
Разумеется, реальный кислород – это не идеальный газ, для описания которого и было введено это уравнение. Но при величинах давления и температуры, близких к нормальным, отклонения расчетных величин от фактических столь незначительны, что ими смело можно пренебречь.
Видео по теме

Совет 4: Как определить относительную молекулярную массу

Относительная молекулярная масса вещества - это величина, показывающая, во сколько раз масса одной молекулы данного вещества больше 1/12 массы изотопа углерода. По-другому, она может называться просто молекулярной массой. Каким образом можно найти относительную молекулярную массу?
Вам понадобится
  • Таблица Менделеева.
Инструкция
1
Все, что вам понадобится для этого – Таблица Менделеева и элементарная способность производить вычисления. Ведь относительная молекулярная масса – это сумма атомных масс элементов, входящих в состав интересующей вас молекулы. Разумеется, с учетом индексов каждого элемента. Атомная же масса каждого элемента указана в Таблице Менделеева наряду с другой важной информацией, причем с очень высокой точностью. Вам для этих целей вполне подойдут и округленные значения.
2
Рассмотрите, например, хорошо знакомое всем соединение – серную кислоту. Это настолько важное вещество, что ее неофициально называют «кровь химии». Какова ее относительная молекулярная масса? Прежде всего, напишите ее формулу: H2SO4.
3
Теперь возьмите Таблицу Менделеева и определите атомные массы каждого элемента, входящего в ее состав. Таких элементов три: водород, сера, кислород. Атомная масса водорода (H) =1, атомная масса серы (S) =32, атомная масса кислорода (О) = 16. Учитывая индексы, просуммируйте: 2 + 32 + 64 = 98. Именно такова относительная молекулярная масса серной кислоты. Обратите внимание, что речь идет о приблизительном, округленном результате. Если же по какой-то причине требуется высокая точность, то придется учесть, что атомная масса серы не ровно 32, а 32,06, водорода – не ровно 1, а 1,008 и т.д.
4
Таким же образом можно определить молекулярную массу любого вещества, как имеющего относительно простой состав, так и очень сложный. Надо только знать точную формулу вещества. И ни в коем случае не забывать про индексы.
Обратите внимание
Если под рукой не окажется Таблицы Менделеева, относительную молекулярную массу того или иного вещества узнайте с помощью справочников по химии.
Совет полезен?
Масса вещества в граммах, которая численно равна его относительной молекулярной массе, называется молем.

Совет 5: Как определить молекулярную массу вещества

Молекулярная масса - это масса молекулы какого-либо вещества, выраженная в атомных единицах. Часто возникает задача: определить молекулярную массу. Как это можно сделать?
Инструкция
1
Если вам известна формула вещества, то задача решается элементарно. Понадобится только Таблица Менделеева. Например, требуется найти молекулярную массу хлористого кальция. Напишите формулу вещества: CaCl2. По таблице Менделеева установите атомную массу каждого элемента, входящего в ее состав. Для кальция она равна (округленно) 40, для хлора (также округленно) – 35,5. С учетом индекса 2 найдите: 40 + 35,5*2 = 111 а.е.м. (атомных единиц массы).
2
А как быть в случаях, когда точная формула вещества неизвестна? Тут можно действовать разными путями. Один из наиболее эффективных (и в то же время, простых) – так называемый «метод осмотического давления». Он основан на явлении осмоса, заключающегося в том, что молекулы растворителя могут проникать через полунепроницаемую мембрану, в то время как молекулы растворенного вещества сквозь нее проникнуть не могут. Величину осмотического давления можно измерить, и оно прямо пропорционально концентрации молекул исследуемого вещества (то есть их количеству в единице объема раствора).
3
Некоторым хорошо знакомо универсально уравнение Менделеева-Клапейрона, описывающее состояние так называемого «идеального газа». Оно имеет такой вид: PVm = MRT. Формула Вант-Гоффа очень похожа на него: P = CRT, где P – осмотическое давление, С – молярная концентрация растворенного вещества, R – универсальная газовая постоянная, Т – температура в градусах Кельвина. Это сходство не случайно. Именно в результате работ Вант-Гоффа выяснилось, что молекулы (или ионы) в растворе ведут себя так, будто они находятся в газе (при таком же объеме).
4
Измерив величину осмотического давления, можно элементарно вычислить молярную концентрацию: С=P/RT. А потом, зная также массу вещества в литре раствора, найти его молекулярную массу. Предположим, опытным путем было установлено, что молярная концентрация уже упоминавшегося вещества равна 0,2. При этом в одном литре раствора содержится 22,2 грамма этого вещества. Какова его молекулярная масса? 22,2/0,2 = 111 а.е.м. - точно такая, как у ранее упомянутого хлористого кальция.
Видео по теме

Совет 6: Как вычислить относительную молекулярную массу вещества

Относительная молекулярная масса – это безразмерная величина, показывающая во сколько раз масса молекулы больше 1/12 массы атома углерода. Соответственно, масса атома углерода равна 12 единиц. Определить относительную молекулярную массу химического соединения можно, сложив массы атомов, из которых состоит молекула вещества.
Вам понадобится
  • - ручка;
  • - бумага для записей;
  • - калькулятор;
  • - таблица Менделеева.
Инструкция
1
Запишите химическую формулу соединения, относительную молекулярную массу которого требуется вычислить. Например, ортофосфорная кислота H3PO4. Из формулы вы можете увидеть, что молекула кислоты состоит из трех атомов водорода, одного атома фосфора и четырех атомов кислорода.
2
Найдите в таблице Менделеева ячейки элементов, из которых состоит данная молекула. Значения относительных атомных масс (Ar) для каждого вещества указаны в левом нижнем углу ячейки. Перепишите их, округлив до целого числа: Ar(H) – 1; Ar( P) – 31; Ar(O) – 16.
3
Определите относительную молекулярную массу соединения (Mr). Для этого умножьте атомную массу каждого элемента на количество атомов в молекуле. Затем сложите получившиеся значения. Для ортофосфорной кислоты: Mr(н3ро4) = 3*1 + 1*31 + 4*16 = 98.
4
Относительная молекулярная масса численно совпадает с молярной массой вещества. В некоторых задачах используется эта связь. Пример: газ при температуре 200 К и давлении 0,2 MПа имеет плотность 5,3 кг/мз. Определить его относительную молекулярную массу.
5
Используйте уравнение Менделеева-Клайперона для идеального газа: PV = mRT/M, где V – объем газа, м3; m – масса данного объела газа, кг; M – молярная масса газа, кг/моль; R – универсальная газовая постоянная. R=8.314472 м2кг с-2 К-1 Моль-1; T – температура газа, К; P - абсолютное давление, Па. Выразите из этой зависимости молярную массу: М = mRT/(PV).
6
Как известно, формула плотности: p = m/V, кг/м3. Подставьте ее в выражение: М = рRT/P. Определите молярную массу газа: М = 5,3*8,31*200/(2*10^5) = 0,044 кг/моль. Относительная молекулярная масса газа: Mr = 44. Вы можете предположить, что это углекислый газ: Mr(CO2) = 12 + 16*2 = 44.
Источники:
  • вычислите относительные молекулярные массы

Совет 7: Как рассчитать молекулярную массу

Для того чтобы найти молекулярную массу, найдите молярную массу вещества в граммах на моль, поскольку эти величины численно равны. Или найдите массу частиц молекулы в атомных единицах массы, сложите их значения и получите молекулярную массу. Для нахождения молекулярной массы газа можно воспользоваться уравнением Клапейрона-Менделеева.
Вам понадобится
  • Для расчетов понадобится периодическая таблица Менделеева, весы, термометр, манометр.
Инструкция
1
Расчет молекулярной массы с помощью таблицы Менделеева. Определите химическую формулу исследуемого вещества. В таблице Менделеева найдите химические элементы, из которых состоит молекула. В соотвествующих ячейках найдите их атомную массу. Если в таблице масса представлена дробным числом, округлите его до целого. Если в молекуле один и тот же элемент встречается несколько раз, умножьте его массу на количество вхождений. Сложите массы всех атомов. В результате получится молекулярная масса вещества.
2
Расчет молекулярной массы при переводе из граммов. Если дана масса одной молекулы в граммах, умножьте ее на постоянную Авогадро, которая равна 6,022•10^(23) 1/моль. Результатом будет молярная масса вещества в граммах на моль. Ее числовое значение совпадает с молекулярной массой в атомных единицах массы.
3
Расчет молекулярной массы произвольного газа.Возьмите баллон известного объема измеренного в кубических метрах, откачайте из него воздух и взвесьте на весах. Затем, закачайте в него газ, молекулярную массу которого нужно определить. Снова найдите массу баллона. Разность баллона с газом и пустого баллона будет равна массе газа, измерение проводите в граммах. Измерьте давление с помощью манометра (в паскалях) и температуру с помощью термометра, переведя ее в кельвины. Для этого, к полученным в результате измерения градусам Цельсия прибавьте число 273. Чтобы найти молярную массу газа, его массу умножьте на температуру и число 8,31 (универсальная газовая постоянная). Полученный результат последовательно поделите на значение давления газа и его объем M=m•8,31•T/(P•V). Этот показатель, выраженный в граммах на моль, численно равен молекулярной массе газа, выраженной в атомных единицах массы.
Видео по теме
Источники:
  • расчет молекулярной массы

Совет 8: Как определить молекулярную формулу

Вывод молекулярной формулы того или иного вещества чрезвычайно важен для химической практики, поскольку он позволяет на основе экспериментальных данных определить формулу вещества (простейшую и молекулярную). На основании данных качественного и количественного анализов химик находит сначала соотношение атомов в молекуле (или другой структурной единице вещества), то есть его простейшую (или по-другому - эмпирическую) формулу.
Инструкция
1
Чтобы понять, как выводить молекулярную формулу, необходимо рассмотреть пример. Анализ показал, что вещество является углеводородом CxHy, в котором массовые доли углерода и водорода соответственно равны 0,8 и 0,2 (80% и 20%). Чтобы определить соотношение атомов элементов, достаточно определить их количество вещества (число молей).
2
Зная, что молярная масса углерода равна 12 г/моль, а молярная масса водорода – 1 г/моль, количество вещества определяется следующим образом:
Для углерода: 0,8/12 = 0,0666 моль.
Для водорода: 0,2/1 = 0,2 моль.
3
То есть получается, что соотношение количества атомов углерода к количеству атомов водорода в этом веществе должно равняться 1/3. Простейшая формула, удовлетворяющая этому условию, – СН3.
4
Такому соотношению соответствует также бесчисленное количество формул: C2H6, C3H9, C4H12 и т.д. Однако необходима только одна формула, которая является молекулярной для данного вещества, т.е. отражает истинное количество атомов в его молекуле. Как же ее определить? Для этого, кроме количественного состава вещества, необходимо знать его молекулярную массу. Для определения этой величины часто используется значение относительной плотности газа D. Так, для вышеприведенного случая DH2=15. Тогда M(CxHy)=15 M(H2)=15х2 г/моль=30 г/моль.
5
Поскольку M(CH3)=15, то для соответствия с истинной молекулярной массой необходимо удвоить индексы в формуле. Следовательно, молекулярная формула вещества: C2H6. Это вещество – газ этан.
6
Определение формулы вещества зависит от точности математических вычислений. При нахождении количества вещества элемента следует учитывать хотя бы два знака после запятой и аккуратно производить округление чисел. Например, 0,887 можно в расчетах принять за 0,89. Но никак не за единицу.
Видео по теме

Совет 9: Как найти молекулярную формулу

Молекулярная формула вещества показывает, какие именно химические элементы и в каком количестве входят в состав этого вещества. На практике ее определяют различными способами, как экспериментальными, с помощью методов количественного и качественного анализа, так и математическими.
Инструкция
1
Задача: узнайте молекулярную формулу спирта, если экспериментальным путем было установлено, что в его составе 52% углерода, 13% водорода и 35% кислорода (по весу), а его пары тяжелее воздуха в 1,59 раз.
2
Прежде всего вспомните, что молекулярная масса воздуха приблизительно равняется 29. Следовательно, приблизительная молекулярная масса исследуемого спирта вычисляется так: 1,59 х 29 = 46,11.
3
Определив молекулярную массу, вы на следующем этапе вычислите массовые доли каждого элемента, входящего в состав этого спирта:
0,52 * 46,11 = 23,98 г (столько содержится углерода);

0,13 * 46,11 = 5,99 г (столько содержится водорода);

0,35 * 46,11 = 16,14 г (столько содержится кислорода).
4
Ну а зная молярную массу каждого из перечисленных элементов, элементарно определите количество их атомов в одной молекуле спирта (используя округление в большую сторону).
5
Поочередно разделив 23,98 на 12, 5,99 на 1 и 16,14 на 16,14, получите, что в молекуле спирта содержатся 2 атома углерода, 6 атомов водорода и 1 атом кислорода. Следовательно, это хорошо знакомый вам этанол - этиловый спирт (С2Н5ОН).
6
В результате проведенных вычислений вы установите только эмпирическую формулу органической молекулы - С2Н6О. Этой формуле соответствуют сразу два вещества, принадлежащих к совершенно разным классам химических соединений: этиловый спирт и метиловый эфир. Таким образом, если бы не было первоначального указания, что речь идет именно о спирте, ваша задача была бы решена только наполовину.
7
Также следует указать, что при подсчетах необходима достаточно большая точность. Округление допустимо, а порой и необходимо (как в приведенном примере), но в меру. Например, найденную молекулярную массу спирта (46,11) вполне можно было при расчетах принять за 46.
Видео по теме
Видео по теме
Обратите внимание
При расчетах сначала выполняется умножение или деление, а только потом сложение или вычитание
Полезный совет
При определении относительной атомной массы округляйте значения, которые находятся в таблице Д.И. Менделеева до целого числа
Источники:
  • как вычислить молекулярную массу
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500