Massa molare

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Massa molare
Simboli comuni
M
Unità SI kg / mol
Altre unità
g / mol

In chimica, la massa molare M è una proprietà fisica definita come la massa di una determinata sostanza (elemento chimico o composto chimico) divisa per la quantità di sostanza.[1] L'unità di base SI per massa molare è kg / mol. Tuttavia, per ragioni storiche, le masse molari sono quasi sempre espresse in g / mol.

Ad esempio, la massa molare dell'acqua: M(H2O) ≈ 18.01488 g / mol.

Masse di elementi molari

Articoli principali: massa atomica relativa e peso atomico standard

La massa molare di atomi di un elemento è data dal peso atomico standard dell'elemento[2] moltiplicato per la costante di massa molare, M
u = 1 × 10−3 kg / mol = 1 g / mol:[3]

M(H) = 1.007 97 (7) × 1 g / mol = 1.007 97 (7) g / mol
M(S) = 32.065 (5) × 1 g / mol = 32.065 (5) g / mol
M(Cl) = 35,453 (2) × 1 g / mol = 35,453 (2) g / mol
M(Fe) = 55,845 (2) × 1 g / mol = 55,845 (2) g / mol.

Moltiplicando per la costante di massa molare si assicura che il calcolo sia dimensionalmente corretto: le masse atomiche relative standard sono quantità adimensionali (cioè numeri puri) mentre le masse molari hanno unità (in questo caso grammi / mole).

Alcuni elementi vengono in genere incontrati come molecole, ad es. idrogeno (H
2), zolfo (S
8), cloro (cl
2). La massa molare delle molecole di questi elementi è la massa molare degli atomi moltiplicata per il numero di atomi in ogni molecola:

M(H
2) = 2 × 1,007 97 (7) × 1 g / mol = 2,015 88 (14) g / mol
M(S
8) = 8 × 32,065 (5) × 1 g / mol = 256,52 (4) g / mol
M(Cl
2) = 2 × 35,453 (2) × 1 g / mol = 70.906 (4) g / mol.

Masse molari di composti

La massa molare di un composto è data dalla somma del peso atomico standard (cioè la massa atomica relativa standard) degli atomi che formano il composto moltiplicato per la costante di massa molare, M
u:

M(NaCl) = [22,989 769 28 (2) + 35,453 (2)] × 1 g / mol = 58,443 (2) g / mol
M(C
12H
22O
11) = ([12 × 12.0107 (8)] + [22 × 1,007 94 (7)] + [11 × 15.9994 (3)]) × 1 g / mol = 342.297 (14) g / mol.

Una massa molare media può essere definita per miscele di composti.[1] Ciò è particolarmente importante nella scienza dei polimeri, dove diverse molecole di polimero possono contenere diversi numeri di unità monomeriche (polimeri non uniformi).[4][5]

Massa molecolare media delle miscele

La massa molare media delle miscele può essere calcolato dalle frazioni di talpa dei componenti e delle loro masse molari :

Può anche essere calcolato dalle frazioni di massa dei componenti:

Ad esempio, la massa molare media di aria secca è 28,97 g / mol.[6]

Quantità correlate

La massa molare è strettamente correlata alla massa molare relativa (M
r) di un composto, al peso della formula a termine più vecchio (F.W.), e alle masse atomiche standard dei suoi elementi costitutivi. Tuttavia, dovrebbe essere distinto dalla massa molecolare (nota anche come peso molecolare), che è la massa di uno molecola (di qualsiasi singolo composizione isotopica) e non è direttamente correlata alla massa atomica, la massa di uno atomo (di qualsiasi singolo isotopo). Il Dalton, simbolo Da, è talvolta usato anche come unità di massa molare, specialmente in biochimica, con la definizione 1 Da = 1 g / mol, nonostante il fatto che sia strettamente un'unità di massa (1 Da = 1 u = 1,660 538 921 (73) × 10−27 kg).[7][3]

La massa atomica del grammo è un altro termine per la massa, in grammi, di una mole di atomi di quell'elemento. "Gram atom" è un termine precedente per una talpa.

Il peso molecolare (M.W.) è un termine più vecchio per quello che ora è più correttamente chiamato massa molare relativa (M
r).[8] Questa è una quantità adimensionale (cioè un numero puro, senza unità) uguale alla massa molare divisa per la costante di massa molare.[9]

Massa molecolare

Articolo principale: Massa molecolare

La massa molecolare (m) è la massa di una data molecola: è misurata in unità di massa atomica (u) o dalton (Da).[7] Diverse molecole dello stesso composto possono avere diverse masse molecolari perché contengono diversi isotopi di un elemento. La massa molare è una misura della massa molecolare media di tutte le molecole in un campione ed è solitamente la misura più appropriata quando si tratta di quantità macroscopiche (in grado di pesare) di una sostanza.

Le masse molecolari sono calcolate dai pesi atomici standard[10] di ciascun nuclide, mentre le masse molari sono calcolate dalla massa atomica di ciascun elemento. La massa atomica tiene conto della distribuzione isotopica dell'elemento in un dato campione (di solito si presume che sia "normale"). Ad esempio, l'acqua ha una massa molare di 18.0153 (3) g / mol, ma le singole molecole d'acqua hanno una massa molecolare che varia tra 18.010 564 6863 (15) u (1H
2

4.2
5
13
4
1
3
1
2
3
1
0