Молекулно тегло: основни принципи на дефиницията
Молекулната маса е една от основните концепции в съвременната химия. Въвеждането му стана възможно след научната обосновка на твърдението на Авогадро, че много вещества се състоят от малки частици - молекули, всяка от които на свой ред се състои от атоми. Науката дължи тази преценка на италианския химик Амадео Авогадро, които са научно обосновани молекулярна структура вещества и химия дадоха много важни понятия и закони.
Единици маса на елементите
Първоначално водородният атом бе взет като най-лекия елемент във Вселената като основна единица за атомно и молекулно тегло. Но повечето от атомните маси бяха изчислени въз основа на техните кислородни съединения, така че беше решено да се избере нов стандарт за определяне на атомните маси. Атомната маса на кислорода се приемаше за 15, атомната маса на най-леката субстанция на Земята, водород, беше 1. През 1961 г. кислородната система за определяне на теглото беше обща, но създаде някои неудобства.
През 1961 г. е приета нова скала. относителни атомни маси Референцията за която е въглеродният изотоп 12 C. Атомната маса (съкратено Amu) е 1/12 от масата на този стандарт. В момента атомната маса е масата на атома, която трябва да бъде изразена в amu.
Маса на молекулите
Масата на молекулата на всяка субстанция е равна на сумата от масите на всички атоми, образуващи дадена молекула. Най-леката молекулна маса на газа е във водород, неговото съединение е записано като Н2 и има стойност, близка до две. Водната молекула се състои от кислороден атом и два водородни атома. Това означава, че неговото молекулно тегло е 15.994 ± 2 х 1.0079 = 18.0152 amu. Най-големите молекулни тегла имат сложни органични съединения - протеини и аминокиселини. Молекулната маса на протеиновата структурна единица варира от 600 до 106 и по-висока, в зависимост от броя на пептидните вериги в тази макромолекулна структура. 
мол
В същото време със стандартните единици маса и обем в химията се използва много специална системна единица - мол.
Мол е количеството вещество, което съдържа толкова структурни единици (йони, атоми, молекули, електрони), толкова много се съдържа в 12 грама изотоп 12 C.
Когато се прилага мярката за количеството на дадено вещество, е необходимо да се посочи кои структурни единици са предназначени. Както следва от понятието "мол", във всеки отделен случай трябва да се посочи точно кои структурни единици се отнасят - например, мол на Н + йони, мол от молекулите на Н2 и т.н.
Моларно и молекулно тегло
Масата на веществото в 1 mol се измерва в g / mol и се нарича моларна маса. Връзката между молекулната и моларната маса може да бъде записана като уравнение.
ν = k × m / M, където k е коефициентът на пропорционалност.
Лесно е да се каже, че при всяко съотношение коефициентът на пропорционалност ще бъде равен на единица. Действително, въглеродният изотоп има относителна молекулна маса от 12 AU.m и, по дефиниция, моларната маса на това вещество е 12 g / mol. Отношението на молекулното тегло към молара е 1. Следователно можем да заключим, че моларното и молекулното тегло имат еднакви числени стойности.
Обеми на газ
Както знаете, всички вещества около нас могат да бъдат в твърдо, течно или газообразно агрегатно състояние. За твърдите вещества най-често срещаната основна мярка е масата, за твърди вещества и течности, обем. Това се дължи на факта, че твърдите вещества запазват формата си и крайните си размери Течните и газообразни вещества нямат крайни размери. Особеност на всеки газ е, че разстоянието между неговите структурни единици - молекули, атоми, йони - е многократно по-голямо от същите разстояния в течности или твърди вещества. Например, един мол вода при нормални условия заема обем от 18 ml - приблизително същия размер, който се побира в една супена лъжица. Обемът на един мол фина кристална сол е 58,5 ml, а обемът от 1 mol захар е 20 пъти повече мол вода. Необходимо е повече пространство за газовете. Един мол азот при нормални условия заема обем от 1240 пъти повече от един мол вода. 
По този начин обемите на газообразните вещества се различават значително от обемите на течните и твърдите вещества. Това се дължи на разликата в разстоянията между молекулите на веществата в различните състояния на агрегация.
Нормални условия
Състоянието на всеки газ е силно зависимо от температурата и налягането. Например, азот при температура от 20 ° C заема обем от 24 литра и при 100 ° C при същото налягане - 30,6 литра. Химиците са взели предвид тази зависимост, така че е решено да се намалят всички операции и измервания с газообразни вещества до нормални условия. По целия свят параметрите на нормалните условия са еднакви. За газообразни химикали:
- Температура при 0 ° С.
- Налягане от 101,3 kPa.
При нормални условия се приема специална абревиатура - n. Понякога това обозначение не е записано в задачи, тогава трябва внимателно да прочетете условията на проблема и да приведете съответните параметри на газ в нормални условия.
Изчислява се обемът от 1 мол газ
Като пример е лесно да се изчисли един мол от всеки газ, например азот. За да направите това, първо трябва да намерите стойността на неговото относително молекулно тегло:
M r (N 2 ) = 2 × 14 = 28.
Тъй като относителната молекулна маса на веществото е числено равна на моларна, тогава M (N2) = 28 g / mol.
Експериментално беше установено, че при нормални условия плътността на азота е 1,25 g / l.
Заменяме тази стойност със стандартна формула, известна от учебния курс по физика в училищата, където:
- V е обемът на газа;
- m е масата на газа;
- ρ е плътността на газа.
Получаваме, че моларният обем азот при нормални условия
V (N2) = 25 g / mol: 1.25 g / l = 22.4 l / mol.
Оказва се, че един мол азот отнема 22,4 литра.
Ако извършвате такава операция с всички съществуващи газообразни вещества, можете да стигнете до изненадващо заключение: обемът на всеки газ при нормални условия е 22,4 литра. Независимо кой газ е включен, каква е неговата структура и физико-химични характеристики, един мол от този газ ще заема обем от 22,4 литра.
Моларният обем газ е една от най-важните константи в химията. Тази константа ви позволява да решите много химични проблеми, свързани с измерването на свойствата на газовете при нормални условия.
резултати
Молекулното тегло на газообразните вещества е важно за определяне на количеството на веществото. И ако изследователят знае количеството вещество от газ, той може да определи масата или обема на такъв газ. За една и съща порция газообразно вещество едновременно се изпълняват условията:
ν = m / M ν = V / V m.
Ако премахнем константата ν, можем да изравним тези две изрази:
m / M = V / V m.
Така можете да изчислите масата на една част от веществото и нейния обем и също така да стане известна молекулна маса на изпитваното вещество. Използвайки тази формула, лесно може да се изчисли съотношението обем / маса. При отливане на тази формула под формата М = m V m / V, ще бъде известна моларната маса на желаното съединение. За да се изчисли тази стойност, е достатъчно да се знае масата и обема на изпитвания газ.
Не трябва да се забравя, че стриктното съответствие на реалната молекулна маса на веществото с това, което е установено от формулата, е невъзможно. Всеки газ съдържа маса примеси и добавки, които променят структурата му и влияят върху определянето на неговата маса. Но тези колебания правят промени в третата или четвъртата цифра след десетичната запетая в открития резултат. Следователно, за училищни проблеми и експерименти, намерените резултати са доста правдоподобни.