Masa molar
A masa molar (símbolo M) dunha substancia é unha propiedade física que se define como a súa masa por unidade de cantidade de substancia.[1] A unidade de medida no SI é o quilogramo por mol (kg/mol ou kg·mol−1). Non obstante, por razóns históricas a masa molar adoita expresarse en gramos por mol (g/mol).
Elementos
editarA masa molar dos átomos dun elemento vén dada polo peso atómico de cada elemento[2] multiplicado pola constante de masa molar, M
u = 1×10−3 kg/mol = 1 g/mol.[3] Exemplos:
- M(H) = 1,007 97(7) u × 1 g/mol = 1,007 97(7) g/mol
- M(S) = 32,065(5) u × 1 g/mol = 32,065(5) g/mol
- M(Cl) = 35,453(2) u × 1 g/mol = 35,453(2) g/mol
- M(Fe) = 55,845(2) u × 1 g/mol = 55,845(2) g/mol
Algúns elementos adoitan presentarse en forma molecular, como por exemplo o hidróxeno (H
2), o xofre (S
8) ou o cloro (Cl
2). A masa molar das moléculas homonucleares é o número de átomos en cada molécula multiplicado polo peso atómico do elemento constante, multiplicado pola constante de masa molar (M
u). Exemplos:
- M(H
2) = 2 × 1,007 97(7) u × 1 g/mol = 2,015 88(14) g/mol - M(S
8) = 8 × 32,065(5) u × 1 g/mol = 256,52(4) g/mol - M(Cl
2) = 2 × 35,453(2) u × 1 g/mol = 70,906(4) g/mol
Compostos
editarA masa molar dun composto vén dada pola suma dos pesos atómicos estándar dos átomos que forman o composto, multiplicado pola constante de masa molar (M
u). Exemplo:
Mesturas
editarPódese definir unha masa molar media para mesturas de compostos.[1] Isto é particularmente importante na ciencia de polímeros, onde as moléculas dun polímero poden ter distinto número de monómeros.[4][5]
A masa molar media de mesturas pode calcularse mediante as fraccións molares (xi) dos compostos e das súas masas molares (Mi):
Pódese calcular tamén a partir da fracción de masa (wi) dos compostos:
Medición
editarNon é habitual medir directamente as masas molares. En lugar disto, poden calcularse a partir das masas atómicas estándar, listadas con frecuencia en catálogos de química e fichas de datos de seguridade (FDS).
Densidade do vapor
editarA medición da masa molar por densidade de vapor baséase no principio enunciado orixinalmente por Amedeo Avogadro, que indica que a iguais volumes de gases, baixo condicións idénticas, estes conteñen a mesma cantidade de partículas. Este principio inclúese na lei dos gases ideais:
onde n é a cantidade de substancia. A densidade de vapor (
Combinando estas dúas ecuacións obtense a expresión para a masa molar en térmos da densidade de vapor para condicións coñecidas de presión e temperatura:
Descenso crioscópico
editarO punto de fusión dunha disolución é inferior que o do solvente puro, e o descenso crioscópico (
f) e é característica para cada solvente. Se w representa a concentración porcentual en peso dun soluto en disolución, e supoñendo que o soluto non está disolto, a masa molar vén dada por:
Aumento ebuloscópico
editar- Artigo principal: Aumento ebuloscópico.
O punto de ebulición dunha disolución dun soluto non volátil é maior co dun solvente puro, e o aumento ebuloscópico (
b) e é característica para cada solvente. Se w representa a concentración porcentual en peso dunha disolución, e supoñendo que o soluto non está disolto, a masa molar vén dada por:
Notas
editar- ↑ 1,0 1,1 International Union of Pure and Applied Chemistry (1993). Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry (PDF) (en inglés) (2ª ed.). Oxford: Blackwell Science. ISBN 0-632-03583-8.
- ↑ Wieser, M. E. (2006). "Atomic Weights of the Elements 2005" (PDF). Pure and Applied Chemistry 78 (11): 2051–66. doi:10.1351/pac200678112051.
- ↑ Mohr, Peter J.; Taylor, Barry N.; Newell, David B. (2011). "CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2010". Database developed by J. Baker, M. Douma, and S. Kotochigova. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899.
- ↑ International Union of Pure and Applied Chemistry (1984). "Note on the terminology for molar masses in polymer science". J. Polym. Sci., Polym. Lett. Ed. 22 (1): 57. Bibcode:1984JPoSL..22...57.. doi:10.1002/pol.1984.130220116.
- ↑ Metanomski, W. V. (1991). Compendium of Macromolecular Nomenclature. Oxford: Blackwell Science. pp. 47–73. ISBN 0-632-02847-5.