Русская Википедия:Молярная масса

Содержание

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Моля́рная ма́сса — характеристика вещества, отношение массы вещества к его количеству. Численно равна массе одного моля вещества, то есть массе вещества, содержащего число частиц, равное числу Авогадро. Молярная масса, выраженная в г/моль, численно совпадает с молекулярной массой, выраженной в а. е. м., и относительной молекулярной массой. Однако надо чётко представлять разницу между молярной массой и молекулярной массой, понимая, что они равны лишь численно и отличаются по размерности.

Например, молярная масса кислорода как элемента <math chem>M \left( \ce{O} \right) = 16</math> г/моль, а в виде простого вещества, состоящего из молекул <math chem>\ce{O2}</math>, <math chem>M \left( \ce{O2} \right) = 32</math> г/моль.

Молярные массы сложных молекул можно определить, суммируя молярные массы входящих в них элементов. Например, молярная масса воды <math chem>\ce{H2O}</math> есть

<math chem="">M( \ce{H2O}) = 2 \cdot M( \ce{H}) + M( \ce{O}) = 2 \cdot 1~\rm{g/mol} + 16~\rm{g/mol} = 18~\rm{g/mol}</math>

В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения молярной массы является килограмм на моль (русское обозначение: кг/моль; международное: kg/mol), но из-за того, что когда молярная масса выражена в г/моль, её численное значение совпадает с относительной молекулярной массой, исторически сложилось, что молярную массу, как правило, выражают в г/моль.

Молярную массу в формулах обычно обозначают заглавной буквой <math>M</math>.

Молярная масса некоторых веществ и смесей

Элемент, вещество или смесь	Молярная масса, г/моль
<math chem>\color{Blue} \ce{N}</math>	14
<math chem>\color{Blue} \ce{N2}</math>	28
<math chem>\color{Blue} \ce{Ar}</math>	40
<math chem>\color{Blue} \ce{H}</math>	1
<math chem>\color{Blue} \ce{H2}</math>	2
<math chem>\color{Blue} \ce{H2O}</math>	18
<math chem>\color{Blue} \ce{He}</math>	4
Воздух	29
<math chem>\color{Blue} \ce{O}</math>	16
<math chem>\color{Blue} \ce{O2}</math>	32
<math chem="">\color{Blue} \ce{C}</math>	12
<math chem="">\color{Blue} \ce{CO2}</math>	44
<math chem="">\color{Blue} \ce{S}</math>	32
<math chem="">\color{Blue} \ce{Li}</math>	7
<math chem="">\color{Blue} \ce{Ne}</math>	20
<math chem="">\color{Blue} \ce{Ag}</math>	108
<math chem="">\color{Blue} \ce{Mo}</math>	96

Округлённые до целого числа молярные массы некоторых веществ и смесей приведены в таблице.

Средняя молярная масса

Средняя молярная масса <math>\bar{M}</math> смеси нескольких индивидуальных веществ с разными молярными массами <math>M_1, M_2 ... M_n</math> может быть вычислена через мольные доли <math>x_1, x_2 ... x_n</math> веществ в смеси как среднее арифметическое взвешенное мольных долей:

<math>\bar{M} = \frac {\sum_{i=1}^n x_i M_i} {\sum_{i=1}^n x_i} = \sum_{i=1}^n x_i M_i,</math>

так как <math>\sum_{i=1}^n x_i = 1.</math>

Если состав вещества задан через массовые доли <math>w_1, w_2 ... w_n</math> индивидуальных веществ, то средняя молярная масса определяется через среднее гармоническое взвешенное массовых долей:

<math>\bar{M} = \frac {\sum_{i=1}^n w_i}{\sum_{i=1}^n w_i/M_i} = \frac {1}{\sum_{i=1}^n w_i/M_i}.</math>

Средняя молярная масса важна для смесей газов, так как входит в термодинамические уравнения состояния газовых смесей.

Например, молярная масса воздуха <math>\bar{M_a}</math>, в предположении, для простоты пренебрегаем другими газами, что он состоит на 23,2 масс. % (21 об. %) из кислорода, 75,4 масс. % (78 об. %) азота и 1,4 масс. % (1 об. %) аргона (молярные массы 32; 28 и 40 г/моль соответственно) даёт для средней молярной массы воздуха:

<math>\bar{M_a} = \frac {21 \cdot 32 + 78 \cdot 28 + 1 \cdot 40}{100} = \frac {100} {75,4/28 + 23,2/32 + 1,4/40} = 28,96 </math> г/моль.

Более точный расчет средней молярной массы сухого воздуха дает 28,97 г/моль.

Для высокомолекулярных веществ, состоящих из молекул с разной молярной массой, например, полимеров, иногда указывают среднюю молярную массу или диапазон молярных масс.

Литература

Глинка Н. Л. Общая химия: Учеб. пособие для вузов /Под ред. А. И. Ермакова. — 30-е изд., испр. — М.: ИНТЕГРАЛ-ПРЕСС, 2005. — 728 с.: ил. — ISBN 5-89602-017-1.