So ermitteln Sie die Molmasse einer Substanz. Wie berechnet man die molekulare und molare Masse eines Stoffes? Molmassenrechner

Molmasse ist ein Begriff, der den meisten Chemiekursen bekannt ist, aber Molmasse kommt auch in der Physik und einer Vielzahl verwandter Wissenschaften vor. Zunächst müssen Sie sich daran erinnern, was eine Motte ist. Das Mol ist die akzeptierte Maßeinheit für die Menge einer Substanz. Die Anzahl der Teilchen in 1 Mol ist für jede Substanz konstant und entspricht der Avogadro-Zahl. Die Avogadro-Konstante ist ein in der Chemie weit verbreiteter konstanter Wert und hat den Zahlenwert 6,02214179 * 10 23. Mit anderen Worten können wir sagen, dass ein Mol eine Menge einer Substanz ist, deren Masse dem Zahlenwert der Molekülmasse in Gramm entspricht.

Nachdem wir das Konzept eines Mols verstanden haben, betrachten wir das Konzept der Molmasse einer Substanz. Die Molmasse ist die Masse von 1 Mol einer Substanz. Bei manchen Elementen ist diese Masse die Masse der einzelnen Atome des Stoffes. Die Berechnung der Molmasse eines beliebigen Stoffes ist sehr einfach, aber wir werden etwas später darauf zurückkommen. Bemerkenswert ist, dass Molekulargewicht und Molmasse den gleichen Zahlenwert haben, aber unterschiedliche Dimensionen haben und völlig unterschiedliche physikalische Bedeutungen darstellen. Die Einheit der Molmasse ist g/mol. Dieser Indikator gibt an, wie viele Gramm einer Substanz in einem Mol enthalten sind. Bei Problemen der Chemie und Physik kommt die Molmasse sehr häufig vor. Schauen wir uns also genauer an, wie man die Molmasse einer Substanz berechnet.

So ermitteln Sie die Molmasse

Die Molmasse einiger gebräuchlicher Stoffe finden Sie in speziellen Tabellen. Obwohl diese Methode einfach ist, wird sie selten verwendet, da die manuelle Berechnung der Molmasse einer Substanz einfacher sein kann als das Auffinden einer solchen Tabelle. Außerdem kann die Molmasse mit einem speziellen Molmassenrechner berechnet werden. Hier steht zum Beispiel die Adresse eines Online-Rechners, der die Molmasse eines Stoffes berechnet. Gehen Sie zu http://www.webqc.org/mmcalc.php. Dieser Rechner ist vollständig auf Englisch, Sie müssen jedoch nur die Formel des interessierenden Stoffes korrekt aufschreiben. Es ist auch nicht schwer, die Molekülmasse einer Substanz zu ermitteln und einfach die Dimension zu ändern. Im Folgenden betrachten wir jedoch die einfachste und gebräuchlichste Methode. Um die Molmasse eines Stoffes mit dieser Methode zu berechnen, benötigen Sie lediglich das Periodensystem.

Um die Molmasse eines Stoffes zu bestimmen, benötigen Sie:

• Zunächst müssen Sie die Formel Ihres Stoffes kennen
• Um die Molmasse zu bestimmen, müssen Sie die Molmasse der Elemente separat berechnen und sie dann aufsummieren.
• Wir wählen die Molmasse jedes spezifischen Elements aus. Wir finden das gesuchte Atom im Periodensystem, darunter steht seine Masse.
• Wir schauen uns an, wie viele Atome ein Element enthält und multiplizieren einfach die Masse mit der Anzahl der Atome.
• Fassen wir die Molmasse aller Elemente zusammen.

Alle! Wie Sie sehen, ist die Berechnung der Molmasse einer Substanz recht einfach.

Die Molmasse einer Substanz, mit M bezeichnet, ist die Masse, die 1 Mol einer bestimmten chemischen Substanz hat. Die Molmasse wird in kg/mol oder g/mol gemessen.

Anweisungen

• Um die Molmasse eines Stoffes zu bestimmen, ist es notwendig, seine qualitative und quantitative Zusammensetzung zu kennen. Die in g/mol ausgedrückte Molmasse entspricht numerisch der relativen Molekülmasse der Substanz – Mr.
• Die Molekularmasse ist die Masse eines Moleküls einer Substanz, ausgedrückt in atomaren Masseneinheiten. Molekulargewicht wird auch Molekulargewicht genannt. Um die Molekülmasse eines Moleküls zu ermitteln, müssen Sie die relativen Massen aller Atome addieren, aus denen es besteht.
• Die relative Atommasse ist die Masse eines Atoms, ausgedrückt in Atommasseneinheiten. Die Atommasseneinheit ist eine gängige Maßeinheit für Atom- und Molekülmassen und entspricht 1/12 der Masse eines neutralen 12C-Atoms, dem häufigsten Kohlenstoffisotop.
• Die Atommassen aller in der Erdkruste vorkommenden chemischen Elemente sind im Periodensystem dargestellt. Durch Addition der relativen Atommassen aller Elemente, aus denen eine chemische Substanz oder ein Molekül besteht, erhalten Sie die Molekularmasse der chemischen Substanz, die der Molmasse entspricht, ausgedrückt in g/mol.
• Außerdem ist die Molmasse eines Stoffes gleich dem Verhältnis der Masse des Stoffes m (gemessen in Kilogramm oder Gramm) zur Stoffmenge ν (gemessen in Mol).

Für die meisten Oberstufenschüler ist Chemie eines der schwierigsten und unangenehmsten Fächer für sie. Tatsächlich ist Chemie nicht komplizierter als Physik oder Mathematik und in manchen Fällen sogar viel interessanter als diese. Viele Schüler, die noch nicht mit dem Chemiestudium begonnen haben, haben bereits unbewusst Angst davor, da sie von Gymnasiasten viele Rezensionen über all die „Schrecken“ dieses Fachs und die „Tyrannei“ seines Lehrers gehört haben.

Ein weiterer Grund, warum Chemie schwierig ist, besteht darin, dass sie einige spezifische Schlüsselkonzepte und Begriffe verwendet, die der Schüler noch nie zuvor gesehen hat und für die es im Alltag schwierig ist, eine Analogie zu finden. Ohne eine entsprechende Erklärung durch den Lehrer bleiben diese Begriffe bei den Schülern missverstanden, was den gesamten weiteren Prozess des Chemiestudiums erschwert.

Einer dieser Begriffe ist der Begriff der Molmasse eines Stoffes und die Aufgabe, diese zu finden. Darauf basieren die Grundlagen des gesamten Faches Chemie.

Was ist die Molmasse eines Stoffes?
Die klassische Definition lautet: Molmasse ist die Masse eines Mols einer Substanz. Alles scheint einfach, aber es bleibt unklar, was „eine Motte“ ist und ob sie irgendeinen Zusammenhang mit Insekten hat.

Mol- das ist die Menge eines Stoffes, die eine bestimmte Anzahl an Molekülen enthält, genauer gesagt 6,02 ∙ 10 23. Diese Zahl wird als Konstante oder Avogadro-Zahl bezeichnet.

Alle Chemikalien haben unterschiedliche Zusammensetzungen und Molekülgrößen. Wenn Sie also eine Portion nehmen, die aus 6,02 ∙ 10 23 Molekülen besteht, dann haben verschiedene Substanzen ihr eigenes Volumen und ihre eigene Masse dieser Portion. Die Masse dieses Teils ist die Molmasse einer bestimmten Substanz. Die Molmasse wird in der Chemie traditionell mit dem Buchstaben M bezeichnet und hat die Dimensionen g/mol und kg/mol.

So ermitteln Sie die Molmasse einer Substanz
Bevor Sie mit der Berechnung der Molmasse eines Stoffes beginnen, müssen Sie die damit verbundenen Schlüsselkonzepte genau verstehen.

1. Molmasse einer Substanz ist numerisch gleich der relativen Molekülmasse, wenn die Struktureinheiten des Stoffes Moleküle sind. Die Molmasse eines Stoffes kann auch gleich der relativen Atommasse sein, wenn die Struktureinheiten des Stoffes Atome sind.
2. Relative Atommasse zeigt, wie oft die Masse eines Atoms eines bestimmten chemischen Elements größer ist als ein vorgegebener konstanter Wert, für den die Masse von 1/12 eines Kohlenstoffatoms angenommen wird. Der Einfachheit halber wird das Konzept der relativen Atommasse eingeführt, da es für den Menschen schwierig ist, mit so kleinen Zahlen wie der Masse eines Atoms zu operieren.
3. Wenn ein Stoff aus Ionen besteht, dann sprechen wir in diesem Fall von seinem Verwandten Formelmasse. Beispielsweise besteht der Stoff Calciumcarbonat CaCO 3 aus Ionen.
   
4. Die relative Atommasse einer Substanz eines bestimmten chemischen Elements finden Sie im Periodensystem. Für das chemische Element Kohlenstoff beträgt die relative Atommasse beispielsweise 12,011. Für die relative Atommasse gibt es keine Maßeinheiten. Die Molmasse von Kohlenstoff entspricht, wie oben erwähnt, der relativen Atommasse, verfügt aber gleichzeitig über Maßeinheiten. Das heißt, die Molmasse von Kohlenstoff beträgt 12 g/mol. Das bedeutet, dass 6,02 ∙ 10 23 Kohlenstoffatome 12 Gramm wiegen.
5. Die relative Molekülmasse ist die Summe der Atommassen aller chemischen Elemente, die ein Molekül einer Substanz bilden. Betrachten wir dies am Beispiel von Kohlendioxid, oder wie alle anderen es nennen, Kohlendioxid, das die Formel CO 2 hat.

   Ein Kohlendioxidmolekül enthält ein Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatome. Mithilfe des Periodensystems finden wir, dass die relative Molekülmasse von Kohlendioxid 12 + 16 ∙ 2 = 44 g/mol beträgt. Dies ist genau die Masse, die eine Portion Kohlendioxid haben wird, bestehend aus 6,02 ∙ 10 23 Molekülen.
   

6. Die klassische Formel zur Bestimmung der Molmasse eines Stoffes in der Chemie lautet wie folgt:

   M = m/n

   
   
   wobei m die Masse der Substanz ist, g;
   n ist die Molzahl einer Substanz, also wie viele Molanteile von 6,02 ∙ 10 23 Molekülen, Atomen oder Ionen sie enthält.

   Dementsprechend kann die Molzahl eines Stoffes durch die Formel bestimmt werden:

   n = N/Na

   
   
   wobei N die Gesamtzahl der Atome oder Moleküle ist;
   N a ist Avogadros Zahl oder Konstante, gleich 6,02 ∙ 10 23.

   Die meisten Probleme bei der Bestimmung der Molmasse einer Substanz in der Chemie basieren auf diesen beiden Formeln. Die Verwendung zweier verwandter Beziehungen dürfte für die meisten Menschen keine unüberwindbare Schwierigkeit darstellen. Die Hauptsache ist, die Essenz grundlegender Konzepte wie Mol, Molmasse und relative Atommasse zu verstehen, und dann wird Ihnen die Lösung chemischer Probleme keine Schwierigkeiten bereiten.

Als Hilfe zum Ermitteln der Molmasse einer Substanz und zum Lösen der meisten typischen chemischen Probleme im Zusammenhang damit empfehlen wir die Verwendung unseres Rechners. Es ist sehr einfach zu bedienen. Unter dem Strich chemische Formel der Verbindung Wählen Sie in der Dropdown-Liste das erste chemische Element aus, das in der Formel der chemischen Substanz enthalten ist. Geben Sie im Feld neben der Liste die Anzahl der Atome der chemischen Substanz ein. Wenn die Anzahl der Atome eins beträgt, lassen Sie das Feld leer. Wenn Sie ein zweites und weitere Elemente hinzufügen müssen, drücken Sie das grüne Pluszeichen und wiederholen Sie den obigen Vorgang, bis Sie die vollständige Formel der Substanz erhalten. Überprüfen Sie die Richtigkeit der Eingabe anhand der aktualisierten chemischen Formel der Verbindung. Drück den Knopf Berechnung um die Molmasse der gewünschten Substanz zu erhalten.

Um die meisten typischen Chemieprobleme zu lösen, können Sie auch eine der bekannten Bedingungen hinzufügen: die Anzahl der Moleküle, die Anzahl der Mol oder die Masse der Substanz. Unterhalb der Schaltfläche Berechnung Nach dem Anklicken wird eine vollständige Lösung des Problems basierend auf den eingegebenen Ausgangsdaten angezeigt.

Wenn die chemische Formel eines Stoffes Klammern enthält, erweitern Sie diese, indem Sie jedem Element den entsprechenden Index hinzufügen. Verwenden Sie beispielsweise anstelle der klassischen Formel für Calciumhydroxid Ca(OH) 2 die folgende Formel für den chemischen Stoff CaO 2 H 2 im Rechner.

Jeder Stoff besteht aus Teilchen einer bestimmten Struktur (Moleküle oder Atome). Die Molmasse einer einfachen Verbindung wird nach dem Periodensystem der Elemente D.I. berechnet. Mendelejew. Wenn es notwendig ist, diesen Parameter für einen komplexen Stoff herauszufinden, erweist sich die Berechnung als langwierig und in diesem Fall wird die Zahl in einem Nachschlagewerk oder Chemikalienkatalog, insbesondere Sigma-Aldrich, nachgeschlagen.

Das Konzept der Molmasse

Die Molmasse (M) ist das Gewicht eines Mols einer Substanz. Dieser Parameter für jedes Atom ist im Periodensystem der Elemente zu finden; er befindet sich direkt unter dem Namen. Bei der Berechnung der Masse von Verbindungen wird die Zahl üblicherweise auf das nächste Ganze oder Zehntel gerundet. Um vollständig zu verstehen, woher diese Bedeutung kommt, ist es notwendig, das Konzept des „Maulwurfs“ zu verstehen. Dabei handelt es sich um die Menge einer Substanz, deren Teilchenzahl 12 g des stabilen Kohlenstoffisotops (12 C) entspricht. Atome und Moleküle von Stoffen variieren in einem weiten Bereich in ihrer Größe, während ihre Anzahl in einem Mol konstant ist, aber die Masse zunimmt und dementsprechend auch das Volumen.

Das Konzept der „Molmasse“ steht in engem Zusammenhang mit der Avogadro-Zahl (6,02 x 10 23 mol -1). Diese Zahl bezeichnet eine konstante Anzahl von Einheiten (Atome, Moleküle) eines Stoffes in 1 Mol.

Bedeutung der Molmasse für die Chemie

Chemische Stoffe gehen verschiedene Reaktionen miteinander ein. Typischerweise gibt die Gleichung für jede chemische Wechselwirkung an, wie viele Moleküle oder Atome beteiligt sind. Solche Bezeichnungen werden stöchiometrische Koeffizienten genannt. Sie werden normalerweise vor der Formel angegeben. Daher basieren die quantitativen Eigenschaften von Reaktionen auf der Stoffmenge und der Molmasse. Sie spiegeln deutlich die Wechselwirkung von Atomen und Molekülen untereinander wider.

Berechnung der Molmasse

Die atomare Zusammensetzung jeder Substanz oder Mischung von Komponenten mit bekannter Struktur kann mithilfe des Periodensystems der Elemente angezeigt werden. Anorganische Verbindungen werden in der Regel mit einer Bruttoformel geschrieben, also ohne Angabe der Struktur, sondern nur der Anzahl der Atome im Molekül. Organische Stoffe werden bei der Berechnung der Molmasse auf die gleiche Weise bezeichnet. Zum Beispiel Benzol (C 6 H 6).

Wie wird die Molmasse berechnet? Die Formel beinhaltet die Art und Anzahl der Atome im Molekül. Laut Tabelle D.I. Mendelejew werden die Molmassen der Elemente überprüft und jede Zahl mit der Anzahl der Atome in der Formel multipliziert.

Basierend auf dem Molekulargewicht und der Art der Atome können Sie deren Anzahl im Molekül berechnen und eine Formel für die Verbindung erstellen.

Molmasse von Elementen

Um Reaktionen durchzuführen, Berechnungen in der analytischen Chemie durchzuführen und Koeffizienten in Gleichungen anzuordnen, sind häufig Kenntnisse über die Molekülmasse von Elementen erforderlich. Wenn das Molekül ein Atom enthält, entspricht dieser Wert dem der Substanz. Sind zwei oder mehr Elemente vorhanden, wird die Molmasse mit deren Anzahl multipliziert.

Der Wert der Molmasse bei der Berechnung von Konzentrationen

Dieser Parameter wird zur Neuberechnung fast aller Methoden zur Angabe von Stoffkonzentrationen verwendet. Beispielsweise treten häufig Situationen bei der Bestimmung des Massenanteils anhand der Menge eines Stoffes in einer Lösung auf. Der letzte Parameter wird in der Maßeinheit Mol/Liter ausgedrückt. Um das benötigte Gewicht zu ermitteln, wird die Stoffmenge mit der Molmasse multipliziert. Der resultierende Wert wird um das Zehnfache reduziert.

Die Molmasse wird zur Berechnung der Normalität einer Substanz verwendet. Dieser Parameter wird in der analytischen Chemie zur Durchführung von Titrations- und gravimetrischen Analysemethoden verwendet, wenn es auf die genaue Durchführung einer Reaktion ankommt.

Molmassenmessung

Das erste historische Experiment bestand darin, die Dichte von Gasen relativ zu Wasserstoff zu messen. Weitere Studien zu kolligativen Eigenschaften wurden durchgeführt. Dazu gehört beispielsweise der osmotische Druck, der den Siede- oder Gefrierunterschied zwischen einer Lösung und einem reinen Lösungsmittel bestimmt. Diese Parameter korrelieren direkt mit der Anzahl der Materieteilchen im System.

Manchmal wird die Messung der Molmasse an einer Substanz unbekannter Zusammensetzung durchgeführt. Zuvor wurde eine Methode wie die isotherme Destillation verwendet. Sein Wesen besteht darin, eine Lösung einer Substanz in eine mit Lösungsmitteldampf gesättigte Kammer zu geben. Unter diesen Bedingungen kommt es zur Dampfkondensation und die Temperatur der Mischung steigt, erreicht ein Gleichgewicht und beginnt zu sinken. Die freigesetzte Verdampfungswärme wird durch die Änderung der Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeit der Lösung berechnet.

Die wichtigste moderne Methode zur Messung der Molmasse ist die Massenspektrometrie. Dies ist die wichtigste Methode zur Identifizierung von Stoffgemischen. Mit Hilfe moderner Instrumente läuft dieser Vorgang automatisch ab; Sie müssen lediglich zunächst die Bedingungen für die Trennung der Verbindungen in der Probe auswählen. Die Methode der Massenspektrometrie basiert auf der Ionisierung einer Substanz. Dadurch entstehen verschiedene geladene Fragmente der Verbindung. Das Massenspektrum gibt das Verhältnis von Masse zu Ladung von Ionen an.

Bestimmung der Molmasse von Gasen

Die Molmasse eines Gases oder Dampfes wird einfach gemessen. Es reicht aus, die Kontrolle zu nutzen. Das gleiche Volumen eines gasförmigen Stoffes hat die gleiche Menge wie ein anderer bei gleicher Temperatur. Eine bekannte Methode zur Messung des Dampfvolumens ist die Bestimmung der verdrängten Luftmenge. Dieser Vorgang erfolgt über einen Seitenzweig, der zu einem Messgerät führt.

Praktische Anwendungen der Molmasse

Daher wird der Begriff der Molmasse überall in der Chemie verwendet. Um den Prozess zu beschreiben, Polymerkomplexe und andere Reaktionen zu erzeugen, ist es notwendig, diesen Parameter zu berechnen. Ein wichtiger Punkt ist die Bestimmung der Wirkstoffkonzentration im Arzneimittel. Beispielsweise werden die physiologischen Eigenschaften einer neuen Verbindung mithilfe von Zellkulturen untersucht. Darüber hinaus ist die Molmasse bei der Durchführung biochemischer Studien wichtig. Zum Beispiel bei der Untersuchung der Beteiligung eines Elements an Stoffwechselprozessen. Mittlerweile ist die Struktur vieler Enzyme bekannt, sodass es möglich ist, ihr Molekulargewicht zu berechnen, das hauptsächlich in Kilodalton (kDa) gemessen wird. Heute sind die Molekulargewichte fast aller Bestandteile des menschlichen Blutes, insbesondere des Hämoglobins, bekannt. Molekulare und molare Masse eines Stoffes sind in bestimmten Fällen synonym. Ihre Unterschiede liegen darin, dass der letzte Parameter der Durchschnitt aller Isotope des Atoms ist.

Alle mikrobiologischen Experimente zur genauen Bestimmung der Wirkung einer Substanz auf ein Enzymsystem werden unter Verwendung molarer Konzentrationen durchgeführt. Beispielsweise werden in der Biokatalyse und anderen Bereichen, in denen die Untersuchung der enzymatischen Aktivität erforderlich ist, Konzepte wie Induktoren und Inhibitoren verwendet. Um die Enzymaktivität auf biochemischer Ebene zu regulieren, sind Untersuchungen anhand der Molmassen erforderlich. Dieser Parameter hat sich in den Natur- und Ingenieurwissenschaften wie der Physik, Chemie, Biochemie und Biotechnologie fest etabliert. Auf diese Weise charakterisierte Prozesse werden unter dem Gesichtspunkt der Mechanismen und der Bestimmung ihrer Parameter verständlicher. Der Übergang von der Grundlagenwissenschaft zur angewandten Wissenschaft ist ohne einen Molmassenindikator nicht vollständig, angefangen bei physiologischen Lösungen, Puffersystemen bis hin zur Bestimmung der Dosierung pharmazeutischer Substanzen für den Körper.

Die Molmasse ist eine Größe, die in der chemischen Praxis am häufigsten in Berechnungen verwendet wird. Es bezeichnet die Masse einer Menge eines Stoffes.

• Die Formel eines Moleküls einer Substanz, die die Anzahl der Atome der im Molekül enthaltenen Elemente angibt.
• Das Atomgewicht jedes Elements, aus dem das Molekül besteht. Es ist in der Tabelle des Periodensystems der Elemente von Mendelejew zu finden, der es bereits für uns berechnet hat.

Wir multiplizieren die Daten jedes Elements separat, das heißt, wenn es ein Atom gibt, wird das Standard-Atomgewicht mit eins multipliziert. Befinden sich in einem Molekül 2 Atome einer Substanz, dann multiplizieren wir dementsprechend das Atomgewicht mit 2 und so weiter.

Wir fassen die erhaltenen Ergebnisse zusammen, um die Gesamtmasse des Moleküls zu erhalten.



Wir multiplizieren die resultierende Masse des Moleküls mit 1 g/mol, um die Molmasse zu erhalten. 1 g/mol ist eine Molmassenkonstante und gibt die Masse eines Mols einer Substanz an.



Da der Algorithmus zur Berechnung der Molmasse sehr einfach ist, können Sie, wenn Sie das Internet zur Hand haben, einen Online-Rechner für einfache Formeln nutzen.
Bei ernsteren Formeln wie CO2H.N:N.CO2H lohnt es sich, die Berechnung selbst durchzuführen, ohne den Rechnerentwicklern zu vertrauen, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen.