Velikost písmen

Malá písmena g a mol, bez tečky. Kurzivní M je značka veličiny, jednotka se píše stojatým písmem.

Nezaměňovat

M — molární hmotnost, g/mol. Mr — relativní molekulová hmotnost, bez jednotky. Stojaté M — molarita, mol/L.

Na desce je magnetický hmotnostní spektrometr v řezu. Vlákno zdroje svítí, ionty se urychlují a vlétají do pole magnetu. Tři svazky se ohýbají po různých obloucích, do štěrbiny kolektoru projde jen prostřední a kolektor se rozzáří. Nahoře na obrazovce postupně vyrůstají tři píky chloru: 70, 72 a 74. Dole se značka posouvá po stupnici hmotností až k 18,015 — tolik gramů váží mol vody.

Pas jednotky · molární hmotnost

Gram na mol

Odvozená jednotka SI — kg/mol · v praxi g/mol · veličina: molární hmotnost

Aby chemik vzal 6,022·10²³ molekul vody, nepočítá je. Odváží 18,015 g. Toto číslo je právě molární hmotnost: kolik gramů váží jeden mol látky. U soli je to 58,44 g/mol, u cukru 342,3, u hemoglobinu asi 64 500.

Molární hmotnost se sčítá z atomových hmotností podle vzorce molekuly. Atomové hmotnosti měří hmotnostní spektrometr: magnet rozděluje ionty podle hmotnosti a těžší letí po plošším oblouku. Jednotkou SI je kg/mol, ale v laboratořích se píše g/mol. Číslo pak odpovídá hmotnosti molekuly v daltonech.

Označení	g/mol · v SI kg/mol
Definice	M = m / n — hmotnost látky dělená jejím látkovým množstvím
Referenční hodnoty	M(¹²C) = 12,000 000 012 6 g/mol · M_u = 1,000 000 001 05 g/mol
Zavedena	gramové atomové váhy — od XIX. století · kg/mol — od zavedení molu do SI, 1971
Normy	ISO 80000-9 · IUPAC Green Book · CIAAW 2021
Typické hodnoty	18,015 g/mol — voda · 180,16 — glukóza · 64 500 — hemoglobin

K převodu K hmotnostnímu spektrometru

01 · Definice

Hmotnost jednoho molu

Vezměte látku a vydělte její hmotnost látkovým množstvím v molech. Dostanete molární hmotnost M. U čisté látky je stálá. 9 g vody je 0,5 mol, 36 g jsou 2 mol a poměr je vždy 18,015 g/mol.

Počítá se podle vzorce molekuly. Atomová hmotnost každého prvku se vezme z tabulky IUPAC, vynásobí se počtem atomů a vše se sečte. Atomové hmotnosti jsou průměry přes přirozenou směs izotopů. Proto má chlor 35,45, a ne celé číslo.

M — molární hmotnost, g/mol · m — hmotnost, g · n — látkové množství, mol · ν — počet atomů ve vzorci · A_r — relativní atomová hmotnost · N_A = 6,022 140 76·10²³ mol⁻¹

Interaktivně · molekula z atomů

Složte molekulu a zvažte mol

Kuličky jsou atomy molekuly, jejich velikost roste s atomovou hmotností. Pruh pod nimi je táž hmotnost po částech: jaký podíl molární hmotnosti připadá na každý prvek. Černá je uhlík, modrá vodík, zelená dusík, karmínová kyslík, šedá chlor.

vlevo: vzorec pruh — podíly hmotnosti, %

Molární hmotnost

M = Σ ν·A_r · 1 g/mol

Jedna molekula

m = M / N_A

V 100 g

n = m / M

Chemické vzorce · látky na stránceatomové hmotnosti CIAAW 2021

Plástev · molekuly ze zdroje

Co letí do spektrometru

V každé buňce je skeletový vzorec látky z pokusu. Rohy a konce čar jsou atomy uhlíku, vodíky na nich se nekreslí, dvojitá čára je dvojná vazba. Zeleně je označen dusík, karmínově kyslík. Zelené číslo pod vzorcem je molární hmotnost v g/mol. Uprostřed je kofein: po jeho kruzích běží modrá jiskra.

všech šest látek ze scény a glukóza z bloku 01čísla — g/mol · u Cl₂ a Br₂ jsou vyznačeny izotopy

Interaktivně · magnetický hmotnostní spektrometr a váhy

Magnet rozděluje ionty podle hmotnosti

Uprostřed je hmotnostní spektrometr v řezu. Páry látky vstupují do zdroje, rozžhavené vlákno vyráží z molekul elektrony a napětí U urychluje ionty. V poli magnetu B letí iont po oblouku o poloměru r = √(2mU/e) / B: čím je těžší, tím je oblouk plošší. Modré přerušované čáry jsou svazky iontů různé hmotnosti, jejich jas je podíl takových molekul v přírodě. Rozestup svazků je na obrázku zvětšen 8krát, jinak by sousední hmotnosti splynuly v jeden oblouk. Do štěrbiny kolektoru projde jen svazek s poloměrem přesně 200 mm a kolektor se rozsvítí karmínově. Pole se pomalu mění a obrazovka vpravo zapisuje spektrum karmínovou čarou; modrá čárka je hmotnost, která je právě na štěrbině. Pod obrazovkou jsou váhy: klade se na ně přesně jeden mol látky. Panel vlevo ukazuje molární hmotnost a režim přístroje. Kliknutí na spektrometr nastaví pole na nejvyšší pík, kliknutí na váhy na ně položí mol. Když se 20 s ničeho nedotknete, pokusy poběží samy.

vlevo: panel, molární hmotnost a režim přístrojevpravo: spektrum podle m/z a váhy s jedním molem, rozmítání pole 8 s

Látka ve zdroji

Akce

Pole magnetu B—

Urychlovací U4,0 kV

Molární hmotnost

—

—

Hmotnost na štěrbině

—

—

Proud kolektoru

—

—

Na vahách

—

—

Graf · spektrum, poloměr a mol na vahách

02 · Převod

V gramech na mol

Dalton a g/mol dávají stejné číslo, ale jsou to různé veličiny. Dalton je hmotnost jedné molekuly, g/mol hmotnost molu. Od roku 2019 se čísla neshodují přesně: podle CODATA 2022 se liší o 1,05·10⁻⁹, daleko za hranicí jakýchkoli vah.

V inženýrských tabulkách se objevují kg/kmol a lb/lb-mol. Číslo mají stejné jako g/mol: kilomol je tisíckrát větší než mol a kilogram také. Librový mol je 453,59 mol.

03 · Řády veličin

Molární hmotnost od 1 g/mol do 10¹² g/mol, logaritmická stupnice

04 · Měřicí přístroje

magnetický hmotnostní spektrometr

Ionty se urychlí napětím a pustí do pole magnetu. Poloměr oblouku závisí na poměru hmotnosti a náboje. Změnou pole se na štěrbinu postupně nastaví každý izotop a změří se jeho podíl. Tak byly získány všechny atomové hmotnosti v tabulce.

průletový spektrometr

Všechny ionty dostanou stejný impuls a letí prázdnou trubicí. Lehčí doletí dříve, čas roste s odmocninou z hmotnosti. Spolu s laserovou desorpcí MALDI se tak váží bílkoviny o hmotnosti stovek tisíc g/mol.

Beckmannův kryoskop

Navážka se rozpustí ve vodě nebo benzenu a roztok tuhne při nižší teplotě než čisté rozpouštědlo. Snížení ΔT závisí na počtu rozpuštěných částic, nikoli na jejich druhu. Z ΔT a navážky se získá M — tak pracoval Raoult v letech po roce 1880.

Dumasova baňka

Baňka s kapkou kapaliny se drží ve vroucí lázni, přebytečná pára uniká kapilárou. Pak se kapilára zataví a baňka se zváží. Hmotnost páry, objem, tlak a teplota dávají M podle stavové rovnice ideálního plynu.

05 · Pravidla zápisu

Správně

M(H₂O) = 18,015 g/mol — látka v závorce

M = 0,018 015 kg/mol — totéž v základních jednotkách SI

Mr(H₂O) = 18,015 — relativní hmotnost bez jednotky

m = 64,5 kDa — hmotnost jedné molekuly bílkoviny

Chybně

18 g/mole — značka je mol, slovo mole se nepíše

M(H₂O) = 18 g — to je hmotnost, ne hmotnost na mol

Mr = 18 g/mol — relativní hmotnost nemá jednotku

„molekulová váha 18“ — starý název, váha je síla

06 · Sousední jednotky

07 · Historický oddíl

Astonova deska · Ne

Metrologická poznámka

Atomová hmotnost prvku závisí na tom, odkud vzorek pochází. Vodík z mořské vody a ze zemního plynu obsahuje různý podíl deuteria. Proto CIAAW udává pro vodík interval 1,007 84—1,008 11 a ve výpočtech se bere konvenční 1,008. Kvůli tomu je molární hmotnost vody přesná jen na pátou číslici.

Samotná stupnice stojí na uhlíku-12. Do roku 2019 bylo M(¹²C) z definice přesně 12 g/mol. Od chvíle, kdy byl mol definován přes Avogadrovo číslo, se tato hodnota měří: podle CODATA 2022 je to 12,000 000 012 6 g/mol s nejistotou 3,7·10⁻⁹ g/mol. Chemik ten rozdíl nepozná.

interval CIAAW · H

Katalog veličin

celý rejstřík →

základ · 7 jednotek

Sedm základních jednotek SI

Mol

Rejstřík · všechny veličiny na jedné stránce

Laboratoř u vstupu do rejstříku

Kapka kyseliny změní barvu šťávy, sůl obarví plamen, voda zamrzne po klepnutí. Pod nimi všechny listy Simetria podle oborů a abecedně.

Otevřít rejstřík →

08 · Váš jazyk

každý odkaz vede na skutečnou jazykovou stránku

Čtěte ve svém jazyce

přeloženo a zkontrolovánohrubý překladve frontě