LCH 2 Zajęcia nr 31 Mol i masa molowa. 1. Wzorzec masy atomowej

LCH 2 Zajęcia nr 31
Mol i masa molowa.
1. Wzorzec masy atomowej.
a. Atomy posiadają bardzo małe rozmiary ich średnice wynoszą w granicach 10-9 – 10-10.
Posiadają więc bardzo małe masy, np. masa atomu Fe wynosi 9,27·10-23g.
Posługiwanie się tak małymi masami natrafiało na trudności i dlatego postanowiono
masy atomów odnosid do jakiegoś wzorca. Początkowo wzorcem był atom wodoru,
później 1/16 masy atomu tlenu, a od 1961r. obowiązuje międzynarodowa jednostka
mas atomowych „u” którą jest 1/12 masy atomu węgla 12C i wynosi:
1u = 1,66057·10-24g
1u = 1,66057·10-27kg
2. Definicja masy atomowej i cząsteczkowej
a. Masa atomowa jest masą atomu wyrażoną w atomowych jednostkach masy „u” (jest
podana w układzie okresowym)
b. Masa cząsteczkowa jest masą cząsteczki wyrażoną w atomowych jednostkach masy
„u” i jest ona sumą mas atomowych atomów wchodzących w skład cząsteczki.
3. Mol
a. Precyzyjny opis próbki dowolnej substancji wymaga podania jej masy i /lub objętości,
a niekiedy także ilośd substancji (licznośd materii) czyli ile zawiera atomów lub
cząsteczek. Kawałek drutu miedzianego o masie 16 g ma objętośd 1,78 cm3 i licznośd
materii 1,505∙1023. Określenie tej ilośd w sztukach (atomów) wymaga posługiwania
się bardzo dużymi liczbami przez co jest dośd niewygodne.
W celu uproszczenia obliczeo dotyczących liczności materii wprowadzono mol jako
jednostkę liczności materii:
Mol zawiera 602 miliardy bilionów drobin jednego rodzaju (np. atomów,
cząsteczek, jonów) czyli 6,02∙1023
Wg ścisłej definicji mol jest to ilość atomów zawartych w 12 g węgla 12C
b. Liczba Avogadro – NA – jest liczbą cząstek zawartych w 12g węgla a tym samym
określa liczbę cząstek zawartych w 1 molu materii i wynosi:
NA=6,02·1023
Kiedy mówimy o tej liczbie jako o stałej Avogadro to podajemy ją z jednostką 1/mol,
jest to konieczne do zachowania spójności jednostek w wielu obliczeniach
Dlaczego NA ma akurat taką wartośd a nie inną? Poniższy przykład to wyjaśni:
1u = 1,66057·10-24g
więc:
więc:
taka wartośd jednostki pozwala na proste przeliczenie „w pamięci” ile wynosi masa
jednego mola drobin danej substancji, np.
masa cząsteczkowa wody wynosi 18u, ile wynosi masa molowa wody?
Masa mola cząsteczek jest iloczynem masy jednej cząsteczki i liczby cząsteczek w
jednym molu:
c. Masa molowa – jest masą 1 mola atomów, cząsteczek, jonów bądź innych cząstek
materialnych, liczbowo równa się masie atomowej lub cząsteczkowej wyrażonej w
g/mol