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.