Відносна атомна та молекулярна маси

Однією із фундаментальних властивостей атома є його маса. Абсолютна маса атома є дуже малою. Зважити атоми на терезах неможливо, оскільки вони надзвичайно малі. Їхні маси були визначені за допомогою розрахунків.

Маса атома Урану – найважчого серед всіх атомів, які зустрічаються на Землі, складає приблизно 0,0000000000000000000004 г. Існує інший спосіб записувати такі числа – у стандартному вигляді: 4 · 10−22 г; атом Гідрогену, найлегший серед всіх атомів, 1,673 · 10−24 г.

Користуватись такими числами незручно. Тому в хімії використовують не абсолютні, а відносні атомні маси. Як еталон порівняння використовують 1/12 частину маси атома Карбону. Цю величину називають атомною одиницею маси (а. о. м.).

1 а. о. м. = 1,66 · 10−27 кг

Відносна атомна маса показує у скільки разів маса атома більша за атомну одиницю маси.

Atomna-masa-1

Відносна атомна маса позначається символом “Ar” (від англ. «atom» i «relative» – відносний) і є безрозмірною величиною.

Значення відносних атомних мас хімічних елементів наведені в періодичній системі Д. І. Менделєєва.

Atomna-masa-4

Як правило, використовують заокруглені значення атомних мас, наприклад Ar(S) = 32, Ar(H) = 1. Винятком є Хлор: Ar(Cl) = 35,5.

Для складних речовин використовують поняття «відносна молекулярна маса».

Відносна молекулярна маса (Mr) показує у скільки разів маса молекули важча з 1/12 маси атома Карбону.

Atomna-masa-2

Відносна молекулярна маса позначається символом “Mr” (від англ. «molecule» i «relative» – відносний) і також є безрозмірною величиною.

Відносну молекулярну масу можна порахувати як суму мас всіх атомів, що входять до складу молекули. Наприклад:

Mr(H2SO4) = 2 · Ar(H) + 1 · Ar(S) + 4 · Ar(O);

Mr(H2SO4) = 2 · 1 + 1 · 32 + 4 · 16 = 98.

Приклади задач з використанням відносних атомних та молекулярних мас.

Задача 1. Визначте масу (кг) одного атома Оксигену.

Розв’язання:

m0(O) = 1/12 m(C) · Ar(O);

m0(O) = 1,66 · 10−27 кг · 16 = 26,56 · 10−27 кг = 2,656 · 10−26 кг.

Відповідь: m0(O) = 2,656 · 10−26 кг.

Задача 2. Визначте відносну молекулярну масу речовин:

а) P4

б) H2O

в) Cr2(SO4)3

г) (NH4)2Fe(SO4)2 · 6H2O

Розв’язання:

а) Mr(P4) = 4 · Ar(P);

Mr(P4) = 4 · 31 = 124;

б) Mr(H2O) = 2 · Ar(H) + 1 · Ar(O);

Mr(H2O) = 2 · 1 + 1 · 16 = 18;

в) Mr(Cr2(SO4)3) = 2 · Ar(Cr) + 3 · Ar(S) + 12 · Ar(O);

Mr(Cr2(SO4)3) = 2 · 52 + 3 · 32 + 12 · 16 = 392;

г) Mr((NH4)2Fe(SO4)2 · 6H2O) = 2 · Ar(N) + 20 · Ar(H) + 1 · Ar(Fe) + 2 · Ar(S) + 14 · Ar(O);

Mr((NH4)2Fe(SO4)2 · 6H2O) = 2 · 14 + 20 · 1 + 1 · 56 + 2 · 32 + 14 · 16 = 392.

Відповідь: а) 124; б) 18; в) 392; г) 392.

Задача 3. Елемент утворює оксид E2O5, відносна молекулярна маса якого 142. Визначте невідомий елемент.

Розв’язання:

Mr(E2O5) = 2 · Ar(E) + 5 · Ar(O);

Позначимо відносну молекулярну масу невідомого елемента за x.

142 = 2 · x + 5 · 16;

x = 31.

Знаходимо в Періодичній системі елемент у якого відносна атомна маса рівна 31. Це Фосфор.

Формула оксиду – P2O5.

Відповідь: елемент – P, Фосфор.

Задача 4. Атомна маса елемента А в 1,6875 раза більша від атомної маси елемента В. Сума відносних атомних мас елементів А і В дорівнює 43. Визначте невідомі елементи.

Розв’язання:

Ar(A) = 1,6875 · Ar(B);

Ar(A) + Ar(B) = 43.

Позначимо Ar(A) = x, Ar(B) = y. Складаємо систему рівнянь:

Atomna-masa-3

1,6875y + y = 43;

2,6875y = 43;

y = 16;

x = 1,6875 · 16 = 27.

Ar(A) = 27 – це Алюміній,

Ar(B) = 16 – це Оксиген.

Відповідь: A – Алюміній, B – Оксиген.

Задача 5. Відносна молекулярна маса вуглеводню загальна формула якої CnH2n  становить 42. Встановіть формулу вуглеводню.

Розв’язання:

Mr(CnH2n) = n · Ar(C) + 2n · Ar(H);

42 = 12n + 2n;

42 = 14n;

n = 3.

Істинна формула вуглеводню – C3H6.

Відповідь: C3H6.

Завдання для самоконтролю.

1. Визначте абсолютні маси (кг):

а) одного атома Гелію;
б) чотирьох атомів Магнію;
в) однієї молекули вуглекислого газу CO2;
г) десяти молекул глюкози C6H12O6.

2. Визначте відносні молекулярні маси речовин:

а) S8;
б) H3PO4
в) Ba(ClO4)2;
г) KAl(SO4)2 · 12H2O.

Відповідь: а) 256; б) 98); в) 336; г) 474.

3. Відносна молекулярна маса кислоти складу HEO3 становить 63. Визначте невідомий елемент, що входить до складу кислоти. (N)

4. Атомна маса елемента А в 4 рази більша від атомної маси елемента В. Різниця відносних атомних мас елементів А і В дорівнює 21. Визначте невідомі елементи. (Si, Li)

5. Відносна молекулярна маса вуглеводню загальна формула якої CnH2n+2 становить 58. Встановіть формулу вуглеводню. (C4H10)

6. *Елемент Е утворює з Гідрогеном сполуку складу ЕхН2х+2 (сполука А), ЕН2х+6 (сполука Б) та Е2х+1Н2х+5 (сполука В). Відносні молекулярні маси сполук Б та В відносяться як 27 : 32. Визначте хімічний елемент Е та сполуки А, Б і В. (B)

Додати коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *