Tous les étudiants qui ont étudié attentivement le tableau périodique ont probablement remarqué qu'en plus du numéro d'un élément chimique, il contient des informations sur le poids de son atome. Dans cet article, nous verrons ce qu'est la masse molaire et où elle est utilisée.
Qu'est-ce qu'une taupe ?
Avant de répondre à la question "quelle est la masse molaire", il est nécessaire de comprendre une quantité aussi importante en chimie que la mole.
Au 19ème siècle, Amedeo Avogadro, étudiant attentivement la loi de Gay-Lussac pour les gaz parfaits dans un processus isochore, est arrivé à la conclusion que des volumes égaux de substances différentes dans des conditions identiques (température et pression) contiennent un nombre égal d'atomes ou de molécules. Les idées d'Avogadro contredisaient les théories de l'époque sur la structure chimique et le comportement des substances gazeuses, elles n'ont donc été acceptées qu'un demi-siècle plus tard.
Au début du 20ème siècle, avec l'aide de technologies plus modernes, il était possible de déterminer le nombre de molécules d'hydrogène dans 2 grammes de ce gaz. Cette quantité est appelée"mol". Le terme lui-même a été introduit par Wilhelm Ostwald, du latin il se traduit par "tas", "cluster".
En 1971, la taupe est devenue l'une des 7 unités de mesure de base du système SI. Actuellement, 1 mole est comprise comme le nombre d'atomes de silicium contenus dans une sphère idéale d'une masse de 0,028085 kg. Le nombre même de particules correspondant à 1 mole est appelé nombre d'Avogadro. Il est d'environ 6,021023.
Qu'est-ce que la masse molaire ?
Nous pouvons maintenant revenir au sujet de l'article. Mole et masse molaire sont deux quantités interdépendantes. Le second est le poids d'une mole de n'importe quelle substance. Évidemment, le type d'élément chimique ou la composition de la molécule d'un gaz particulier détermine directement la masse molaire. Selon cette définition, l'expression suivante peut s'écrire:
M=ma NA.
Où ma est la masse d'un atome, NA est le nombre d'Avogadro. Autrement dit, pour obtenir la valeur de M, il faut multiplier le poids d'une particule (molécule, atome, amas atomique) par le nombre d'Avogadro.
Comme indiqué dans l'introduction de l'article, chaque élément du tableau périodique contient des informations sur sa masse atomique. C'est le poids en grammes par mole. Évidemment, pour obtenir la masse molaire en kg / mol, la valeur tabulaire doit être divisée par 1000. Par exemple, pour le niobium au numéro 41, on voit le nombre 92,9, c'est-à-dire que 1 mole de ses atomes a un poids de 92,9 grammes.
Où est utilisé M en chimie ?
Savoir maintenantquelle est la masse molaire, considérez où elle est utilisée en chimie.
Le concept de quantité de substance et de poids molaire joue un rôle important dans la préparation des réactions chimiques, car ils ne fonctionnent qu'avec un rapport strict de réactifs. Par exemple, la réaction de la combustion de l'hydrogène avec la formation d'une molécule d'eau est illustrée ci-dessous:
2H2+ O2=2H2O.
On peut voir que 2 moles d'hydrogène, qui ont une masse de 4 grammes, réagissent sans résidu avec 1 mole d'oxygène pesant 32 grammes. En conséquence, 2 moles de molécules d'eau se forment, avec un indicateur de 36 grammes. D'après ces chiffres, il est clair que dans le processus de transformations chimiques, la masse est conservée. En réalité, le poids des réactifs et des produits de conversion est légèrement différent. Cette petite différence est due à l'effet thermique de la réaction. La différence de masse peut être calculée en utilisant la formule d'Einstein pour relier le poids et l'énergie.
En chimie, le concept de masse molaire est également étroitement lié à la concentration du même nom. Habituellement, les solides solubles dans les liquides sont caractérisés par le nombre de moles dans un litre, c'est-à-dire la concentration molaire.
Il est important de comprendre que la valeur considérée n'est constante que pour un élément chimique donné ou un composé spécifique, par exemple, pour H2elle est de 2 g/mol, et pour O 3 - 48 g/mol. Si sa valeur pour un composé est supérieure à celle d'un autre, cela signifie que la particule élémentaire de la première substance elle-même a une masse supérieure à la seconde.
Les gaz et leur volume molaire
La masse molaire est également liée à la physique idéaledes gaz. En particulier, il est utilisé lors de la détermination du volume d'un système de gaz dans des conditions externes spécifiques, si la quantité de substance est connue.
Les gaz parfaits sont décrits par l'équation de Clapeyron-Mendeleïev, qui ressemble à:
PV=nRT.
Ici n est la quantité de substance qui est liée à la masse molaire comme suit:
n=m / M.
Le volume d'un gaz peut être déterminé si sa m, sa température T et sa pression P sont connues, à l'aide de la formule suivante:
V=mRT / (MP).
Un volume molaire est un volume qui, à 0 oC et à une pression d'une atmosphère, occupe 1 mole de n'importe quel gaz. À partir de la formule ci-dessus, vous pouvez calculer cette valeur, elle est de 22,4 litres.
