Inhoud
- TL; DR (te lang; niet gelezen)
- Wat is een mol?
- Een mol waterstofgas
- Molaire massa van verbindingen
- Voorbeelden
Individuele atomen en moleculen, de bouwstenen van materie, zijn te klein om te meten met macroscopische instrumenten of eenheden, dus wetenschappers drukken massa uit met behulp van Atomic Mass Units, meestal afgekort tot amu of AMU. In de echte wereld zou het gebruik van atomaire massa-eenheden echter onpraktisch zijn vanwege de bazillions van atomen en moleculen die macroscopische hoeveelheden vormen. Wetende dat dit zo was, definieerden wetenschappers de AMU zodanig dat de conversie van microscopische naar macroscopische hoeveelheden eenvoudig was. De massa van een atoom of molecuul in AMU is gelijk aan de massa van één mol van de atomen of moleculen in gram. Een gram is een duizendste van een kilogram.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De massa van een element of molecuul in atomaire massa-eenheden is gelijk aan de massa van een mol van dezelfde deeltjes in gram. Deel het getal door 1.000 om de molmassa in kilogram te krijgen.
Wat is een mol?
Een mol is een zeer groot aantal atomen of moleculen. Dit grote aantal, bekend als Avogadros-nummer, is 6,02 x 1023. Dit aantal is bepaald door een reeks experimenten die gedurende een periode van ongeveer 100 jaar door verschillende onderzoekers zijn uitgevoerd. Een mol is voor de macroscopische wereld wat een individueel deeltje is voor de microscopische wereld met één verschil: je kunt een mol in fracties breken, maar je kunt dat niet doen met een deeltje zoals een atoom of molecuul zonder het in iets anders te veranderen.
Een mol waterstofgas
De regel is dat de massa van een deeltje in AMU gelijk is aan de massa van een mol van de deeltjes in grammen. Bijvoorbeeld, de atoommassa van een waterstofmolecuul (H2) is 2.016 AMU, dus een mol waterstofgas weegt 2.016 gram. Omdat er 1.000 gram in een kilogram zit, is de massa van een mol waterstofgas (2.016 ÷ 1.000) = 0.002016 = 2.016 X 10-3 kilogram.
U kunt een hoeveelheid deeltjes hebben die geen mol vormen. Uw monster waterstofgas weegt bijvoorbeeld slechts 2,52 x 10-4 kg. U kunt de atoommassa van waterstof, gemeten in AMU, gebruiken om de fractie van een mol van het gas in uw monster te berekenen. Deel gewoon de massa van uw monster, in kilogram, door de massa van één mol in kilogram. Omdat één mol waterstofgas een massa van 2,016 x 10-3 kg heeft en u 2,25 x 10-4 kg heeft, heeft u slechts 1/8 van een mol.
Molaire massa van verbindingen
Om de massa van een verbinding te bepalen, tel je de atomen in de verbinding door naar de chemische formule te kijken. Zoek de massa's van elk van de atomen die het molecuul vormen op in het periodiek systeem, tel deze massa's op en je hebt de massa van het molecuul in AMU. Dit is ook de massa van één mol van de verbinding in grammen. Als u de molaire massa in kilogram wilt, deel dit door 1.000.
Voorbeelden
1. Wat is de molmassa van calciumcarbonaat in kilogram?
De chemische formule van calciumcarbonaat in CaCO3. Uit het periodiek systeem kunt u bepalen dat de massa van calcium (Ca) 40.078 AMU is, die van koolstof (C) 12.011 AMU is en die van zuurstof (O) 15.999 AMU. Door de massa zuurstof te vermenigvuldigen met 3 en de massa's koolstof en calcium toe te voegen, krijg je de massa van de CaCO3 molecuul, dat 100.086 AMU is. Dit betekent dat een mol calciumcarbonaat een massa van 100,086 gram heeft, dat wil zeggen (100,086 ÷ 1.000) = 0,100086 kilogram.
2. Hoeveel mol zitten er in een aluminiummonster van 5 kilogram?
Het atoomgewicht van aluminium (Al) is 26.982 AMU, dus een mol van het metaal weegt 26.982 gram of 0.026982 kilogram. Een monster van 5 kilogram bevat (5 ÷ 0,026982) = 185,31 mol.