Γραμμάριο ανά mol
Για να πάρει 6,022·10²³ μόρια νερού, ο χημικός δεν τα μετρά. Ζυγίζει 18,015 g. Αυτός ο αριθμός είναι η γραμμομοριακή μάζα: πόσα γραμμάρια ζυγίζει ένα mol μιας ουσίας. Για το αλάτι είναι 58,44 g/mol, για τη ζάχαρη 342,3, για την αιμοσφαιρίνη περίπου 64 500.
Η γραμμομοριακή μάζα προκύπτει αθροίζοντας τις ατομικές μάζες σύμφωνα με τον τύπο του μορίου. Τις ατομικές μάζες τις μετρά το φασματόμετρο μάζας: ο μαγνήτης χωρίζει τα ιόντα κατά μάζα, και τα βαρύτερα κινούνται σε πιο ανοιχτό τόξο. Η μονάδα SI είναι το kg/mol, αλλά στα εργαστήρια γράφουν g/mol. Έτσι ο αριθμός συμπίπτει με τη μάζα του μορίου σε ντάλτον.
| Σύμβολο | g/mol · στο SI kg/mol |
| Ορισμός | M = m / n — η μάζα μιας ουσίας διαιρεμένη με την ποσότητά της |
| Τιμές αναφοράς | M(¹²C) = 12,000 000 012 6 g/mol · M_u = 1,000 000 001 05 g/mol |
| Εισήχθη | γραμμοατομικά βάρη — από τον δέκατο ένατο αιώνα · kg/mol — από την ένταξη του mol στο SI, 1971 |
| Πρότυπα | ISO 80000-9 · IUPAC Green Book · CIAAW 2021 |
| Τυπικές τιμές | 18,015 g/mol — νερό · 180,16 — γλυκόζη · 64 500 — αιμοσφαιρίνη |
01 · Ορισμός
Η μάζα ενός mol
Πάρτε μια ουσία και διαιρέστε τη μάζα της με την ποσότητα ουσίας σε mol. Προκύπτει η γραμμομοριακή μάζα M. Για μια καθαρή ουσία είναι σταθερή. 9 g νερού είναι 0,5 mol, 36 g είναι 2 mol, και ο λόγος είναι πάντα 18,015 g/mol.
Υπολογίζεται από τον τύπο του μορίου. Η ατομική μάζα κάθε στοιχείου λαμβάνεται από τον πίνακα της IUPAC, πολλαπλασιάζεται με τον αριθμό των ατόμων και τα γινόμενα αθροίζονται. Οι ατομικές μάζες είναι μέσοι όροι για το φυσικό μείγμα ισοτόπων. Γι’ αυτό το χλώριο έχει 35,45 και όχι ακέραιο αριθμό.
Συνθέστε ένα μόριο και ζυγίστε ένα mol
Οι μπίλιες είναι τα άτομα του μορίου· το μέγεθός τους μεγαλώνει με την ατομική μάζα. Η λωρίδα από κάτω δείχνει την ίδια μάζα σε μέρη: ποιο μερίδιο της γραμμομοριακής μάζας αντιστοιχεί σε κάθε στοιχείο. Μαύρο είναι ο άνθρακας, μπλε το υδρογόνο, πράσινο το άζωτο, βυσσινί το οξυγόνο, γκρι το χλώριο.
Τι μπαίνει στο φασματόμετρο
Κάθε κελί έχει τον σκελετικό τύπο μιας ουσίας από το πείραμα. Οι γωνίες και τα άκρα των γραμμών είναι άτομα άνθρακα, τα υδρογόνα πάνω τους δεν σχεδιάζονται, η διπλή γραμμή είναι διπλός δεσμός. Με πράσινο σημειώνεται το άζωτο, με βυσσινί το οξυγόνο. Ο πράσινος αριθμός κάτω από τον τύπο είναι η γραμμομοριακή μάζα σε g/mol. Στο κέντρο βρίσκεται η καφεΐνη: μια μπλε σπίθα τρέχει γύρω από τους δακτυλίους της.
Ο μαγνήτης χωρίζει τα ιόντα κατά μάζα
Στο κέντρο βρίσκεται ένα φασματόμετρο μάζας σε τομή. Οι ατμοί της ουσίας μπαίνουν στην πηγή, ένα πυρακτωμένο νήμα αποσπά ηλεκτρόνια από τα μόρια και η τάση U επιταχύνει τα ιόντα. Στο μαγνητικό πεδίο B το ιόν κινείται σε τόξο ακτίνας r = √(2mU/e) / B: όσο βαρύτερο είναι, τόσο πιο ανοιχτό το τόξο. Οι μπλε διακεκομμένες γραμμές είναι δέσμες ιόντων διαφορετικής μάζας· η φωτεινότητά τους είναι το μερίδιο τέτοιων μορίων στη φύση. Η απόκλιση των δεσμών στο σχέδιο είναι μεγεθυμένη 8 φορές, αλλιώς οι γειτονικές μάζες θα συγχωνεύονταν σε ένα τόξο. Στη σχισμή του συλλέκτη φτάνει μόνο η δέσμη με ακτίνα ακριβώς 200 mm, και ο συλλέκτης ανάβει βυσσινί. Το πεδίο αλλάζει αργά, και η οθόνη δεξιά καταγράφει το φάσμα με βυσσινί γραμμή· η μπλε γραμμούλα είναι η μάζα που βρίσκεται τώρα στη σχισμή. Κάτω από την οθόνη υπάρχει ζυγός: πάνω του τοποθετείται ακριβώς ένα mol της ουσίας. Ο πίνακας ελέγχου αριστερά δείχνει τη γραμμομοριακή μάζα και τον τρόπο λειτουργίας του οργάνου. Ένα κλικ στο φασματόμετρο ρυθμίζει το πεδίο στην ψηλότερη κορυφή, ένα κλικ στον ζυγό βάζει πάνω του ένα mol. Αν δεν αγγίξετε τίποτα για 20 s, τα πειράματα ξεκινούν μόνα τους.
—
02 · Μετατροπή
| {n} | {v} | {note} |
Το ντάλτον και το g/mol δίνουν τον ίδιο αριθμό, αλλά είναι διαφορετικά μεγέθη. Το ντάλτον είναι η μάζα ενός μορίου, το g/mol η μάζα ενός mol. Μετά το 2019 οι αριθμοί δεν συμπίπτουν ακριβώς: σύμφωνα με το CODATA 2022 διαφέρουν κατά 1,05·10⁻⁹, πολύ πέρα από τις δυνατότητες οποιουδήποτε ζυγού.
Στους πίνακες μηχανικών εμφανίζονται τα kg/kmol και lb/lb-mol. Ο αριθμός τους είναι ίδιος με του g/mol: το kmol είναι χίλιες φορές μεγαλύτερο από το mol, όπως και το χιλιόγραμμο από το γραμμάριο. Ένα lb-mol είναι 453,59 mol.
03 · Τάξεις μεγέθους
04 · Όργανα μέτρησης
05 · Κανόνες γραφής
06 · Γειτονικές μονάδες
07 · Ιστορικό μέρος
Η ατομική μάζα ενός στοιχείου εξαρτάται από το πού λήφθηκε το δείγμα. Υδρογόνο από θαλασσινό νερό και από φυσικό αέριο περιέχει διαφορετικό μερίδιο δευτερίου. Γι’ αυτό η CIAAW δίνει για το υδρογόνο διάστημα 1,007 84—1,008 11, και στους υπολογισμούς χρησιμοποιείται η συμβατική τιμή 1,008. Εξαιτίας αυτού, η γραμμομοριακή μάζα του νερού είναι ακριβής μόνο ως το πέμπτο ψηφίο.
Η ίδια η κλίμακα στηρίζεται στον άνθρακα-12. Ως το 2019 η M(¹²C) ήταν εξ ορισμού ακριβώς 12 g/mol. Από τότε που το mol ορίστηκε μέσω του αριθμού Avogadro, η τιμή αυτή μετριέται: σύμφωνα με το CODATA 2022 είναι 12,000 000 012 6 g/mol με αβεβαιότητα 3,7·10⁻⁹ g/mol. Ο χημικός δεν θα προσέξει τη διαφορά.
Κατάλογος μεγεθών
όλο το ευρετήριο →Οι επτά θεμελιώδεις μονάδες του SI
Μια σταγόνα οξέος αλλάζει το χρώμα του χυμού, το αλάτι χρωματίζει τη φλόγα, το νερό παγώνει με ένα χτύπημα. Από κάτω, όλα τα φύλλα του Simetrium κατά επιστήμη και αλφαβητικά.
Άνοιγμα ευρετηρίου →