Kirjainkoko

Pienet g ja mol, ei pistettä. Kursivoitu M on suureen tunnus, yksikkö kirjoitetaan pystykirjaimin.

Älä sekoita

M on moolimassa, g/mol. Mr on suhteellinen molekyylimassa, ilman yksikköä. Pysty M tarkoittaa molaarisuutta, mol/L.

Laatalla on magneettinen massaspektrometri leikkauskuvana. Lähteen hehkulanka hohtaa, ionit kiihtyvät ja lentävät magneetin kenttään. Kolme ionisuihkua kaartuu eri kaaria pitkin, vain keskimmäinen osuu kollektorin rakoon, ja kollektori välähtää. Ylhäällä näytölle nousevat vuorotellen kloorin kolme piikkiä: 70, 72 ja 74. Alhaalla merkki kulkee massa-asteikkoa pitkin lukemaan 18,015 asti — niin monta grammaa painaa mooli vettä.

Yksikön passi · moolimassa

Gramma moolia kohti

Johdettu SI-yksikkö — kg/mol · käytännössä g/mol · suure: moolimassa

Kun kemisti tarvitsee 6,022·10²³ vesimolekyyliä, hän ei laske niitä. Hän punnitsee 18,015 g. Tämä luku on moolimassa: kuinka monta grammaa aineen yksi mooli painaa. Suolalla se on 58,44 g/mol, sokerilla 342,3, hemoglobiinilla noin 64 500.

Moolimassa lasketaan yhteen atomimassoista molekyylin kaavan mukaan. Atomimassat mitataan massaspektrometrillä: magneetti erottelee ionit massan mukaan, ja raskaat lentävät loivempaa kaarta. SI-yksikkö on kg/mol, mutta laboratorioissa kirjoitetaan g/mol. Silloin luku on sama kuin molekyylin massa daltoneina.

Merkintä	g/mol · SI:ssä kg/mol
Määritelmä	M = m / n — aineen massa jaettuna sen ainemäärällä
Vertailuarvot	M(¹²C) = 12,000 000 012 6 g/mol · M_u = 1,000 000 001 05 g/mol
Otettiin käyttöön	grammoina ilmoitetut atomipainot — yhdeksänneltätoista vuosisadalta · kg/mol — siitä asti, kun mooli otettiin SI:hin, 1971
Standardit	ISO 80000-9 · IUPAC Green Book · CIAAW 2021
Tyypillisiä arvoja	18,015 g/mol — vesi · 180,16 — glukoosi · 64 500 — hemoglobiini

Muunnoksiin Massaspektrometriin

01 · Määritelmä

Yhden moolin massa

Ota ainetta ja jaa sen massa ainemäärällä mooleina. Saat moolimassan M. Puhtaalla aineella se on vakio. 9 g vettä on 0,5 mol, 36 g on 2 mol, ja suhde on aina 18,015 g/mol.

Se lasketaan molekyylin kaavasta. Kunkin alkuaineen atomimassa otetaan IUPAC:n taulukosta, kerrotaan atomien määrällä ja tulokset lasketaan yhteen. Atomimassat ovat keskiarvoja isotooppien luonnollisesta seoksesta. Siksi kloorilla on 35,45 eikä kokonaisluku.

M — moolimassa, g/mol · m — massa, g · n — ainemäärä, mol · ν — atomien määrä kaavassa · A_r — suhteellinen atomimassa · N_A = 6,022 140 76·10²³ mol⁻¹

Interaktiivinen · molekyyli atomeista

Kokoa molekyyli ja punnitse mooli

Pallot ovat molekyylin atomeja, ja niiden koko kasvaa atomimassan mukana. Niiden alla oleva palkki näyttää saman massan osina: kuinka suuri osa moolimassasta tulee kustakin alkuaineesta. Musta on hiili, sininen vety, vihreä typpi, karmiininpunainen happi, harmaa kloori.

vasemmalla: kaava palkki — massaosuudet, %

Moolimassa

M = Σ ν·A_r · 1 g/mol

Yksi molekyyli

m = M / N_A

Per 100 g

n = m / M

Kemialliset kaavat · sivun aineetatomimassat CIAAW 2021

Kennosto · lähteen molekyylit

Mitä spektrometriin lentää

Jokaisessa kennossa on kokeen aineen viivakaava. Kulmat ja viivojen päät ovat hiiliatomeja, niihin liittyviä vetyjä ei piirretä, kaksoisviiva on kaksoissidos. Typpi on merkitty vihreällä, happi karmiininpunaisella. Kaavan alla oleva vihreä luku on moolimassa yksikössä g/mol. Keskellä on kofeiini: sininen kipinä kiertää sen renkaita.

kaikki kuusi ainetta näkymästä ja glukoosi lohkosta 01luvut — g/mol · Cl₂:lle ja Br₂:lle on merkitty isotoopit

Interaktiivinen · magneettinen massaspektrometri ja vaaka

Magneetti erottelee ionit massan mukaan

Keskellä on massaspektrometri leikkauskuvana. Aineen höyry tulee lähteeseen, hehkuva lanka irrottaa molekyyleistä elektroneja, ja jännite U kiihdyttää ioneja. Magneettikentässä B ioni lentää kaarta, jonka säde on r = √(2mU/e) / B: mitä raskaampi ioni, sitä loivempi kaari. Siniset katkoviivat ovat eri massaisten ionien suihkuja, ja niiden kirkkaus kertoo tällaisten molekyylien osuuden luonnossa. Suihkujen hajonta on kuvassa suurennettu 8-kertaiseksi, muuten vierekkäiset massat sulautuisivat yhdeksi kaareksi. Kollektorin rakoon osuu vain suihku, jonka kaaren säde on tasan 200 mm, ja kollektori syttyy karmiininpunaiseksi. Kenttä muuttuu hitaasti, ja oikealla olevalle näytölle piirtyy spektri karmiininpunaisena viivana; sininen viiva on raossa juuri nyt oleva massa. Näytön alla on vaaka: sille asetetaan tasan yksi mooli ainetta. Vasemmalla oleva paneeli näyttää moolimassan ja laitteen tilan. Napsautus spektrometriin asettaa kentän korkeimpaan piikkiin, napsautus vaakaan lisää sille moolin. Jos mihinkään ei kosketa 20 s, kokeet etenevät itsestään.

vasemmalla: paneeli, moolimassa ja laitteen tilaoikealla: spektri m/z:n mukaan ja vaaka, jolla on yksi mooli, kentän pyyhkäisy 8 s

Aine lähteessä

Toiminnot

Magneettikenttä B—

Kiihdytys U4,0 kV

Moolimassa

—

—

Massa raossa

—

—

Kollektorin virta

—

—

Vaa’alla

—

—

Kaavio · spektri, säde ja mooli vaa’alla

02 · Muunnos

Grammoina moolia kohti

Dalton ja g/mol antavat saman luvun, mutta ne ovat eri suureita. Dalton on yhden molekyylin massa, g/mol on moolin massa. Vuodesta 2019 luvut eivät enää täsmää tarkasti: CODATA 2022:n mukaan ne eroavat 1,05·10⁻⁹:n verran, mikä on kaukana minkään vaa’an ulottumattomissa.

Teknisissä taulukoissa näkee yksiköitä kg/kmol ja lb/lb-mol. Luku on niissä sama kuin yksikössä g/mol: kilomooli on tuhat kertaa moolia suurempi, ja niin on kilogrammakin. Paunamooli on 453,59 mol.

03 · Suuruusluokat

Moolimassa 1 g/mol – 10¹² g/mol, logaritminen asteikko

04 · Mittalaitteet

magneettinen massaspektrometri

Ionit kiihdytetään jännitteellä ja ohjataan magneettikenttään. Kaaren säde riippuu massan ja varauksen suhteesta. Kenttää muuttamalla rakoon tuodaan vuorotellen kukin isotooppi ja mitataan sen osuus. Näin on saatu kaikki taulukon atomimassat.

lentoaikaspektrometri

Kaikki ionit saavat saman sysäyksen ja lentävät tyhjän putken läpi. Kevyet ionit ehtivät perille ensin; aika kasvaa massan neliöjuuren mukaan. Yhdessä MALDI-laserdesorption kanssa näin punnitaan proteiineja, joiden massa on satoja tuhansia g/mol.

Beckmannin kryoskooppi

Punnittu näyte liuotetaan veteen tai bentseeniin, ja liuos jäätyy alemmassa lämpötilassa kuin puhdas liuotin. Alenema ΔT riippuu liuenneiden hiukkasten määrästä, ei niiden laadusta. ΔT:stä ja näytteen massasta saadaan M — näin Raoult työskenteli 1880-luvulla.

Dumas’n pullo

Pulloa, jossa on tippa nestettä, pidetään kiehuvassa hauteessa, ja ylimääräinen höyry poistuu kapillaarin kautta. Sitten kapillaari sulatetaan umpeen ja pullo punnitaan. Höyryn massasta, tilavuudesta, paineesta ja lämpötilasta saadaan M ideaalikaasun tilanyhtälöllä.

05 · Kirjoitussäännöt

Oikein

M(H₂O) = 18,015 g/mol — aine suluissa

M = 0,018 015 kg/mol — sama SI-perusyksiköissä

Mr(H₂O) = 18,015 — suhteellinen massa ilman yksikköä

m = 64,5 kDa — yhden proteiinimolekyylin massa

Väärin

18 g/mole — tunnus on mol, sanaa mole ei kirjoiteta

M(H₂O) = 18 g — tämä on massa eikä massa moolia kohti

Mr = 18 g/mol — suhteellisella massalla ei ole yksikköä

”molekyylipaino 18” — vanha nimitys; paino on voima

06 · Naapuriyksiköt

07 · Historiallinen osa

Astonin levy · Ne

Metrologinen huomautus

Alkuaineen atomimassa riippuu siitä, mistä näyte on otettu. Merivedestä ja maakaasusta peräisin oleva vety sisältää eri määrän deuteriumia. Siksi CIAAW antaa vedylle välin 1,007 84–1,008 11, ja laskuissa käytetään sovittua arvoa 1,008. Tämän vuoksi veden moolimassa on tarkka vain viidenteen numeroon asti.

Itse asteikko perustuu hiili-12:een. Vuoteen 2019 asti M(¹²C) oli määritelmän mukaan tasan 12 g/mol. Kun mooli määriteltiin Avogadron luvun avulla, arvoa alettiin mitata: CODATA 2022:n mukaan se on 12,000 000 012 6 g/mol epävarmuudella 3,7·10⁻⁹ g/mol. Kemisti ei eroa huomaa.

CIAAW-väli · H

Suureluettelo

koko hakemisto →

perusta · 7 yksikköä

SI-järjestelmän seitsemän perusyksikköä

Hakemisto · kaikki suureet yhdellä sivulla

Laboratorio hakemiston sisäänkäynnillä

Happotippa muuttaa mehun värin, suola värjää liekin, vesi jäätyy koputuksesta. Niiden alla kaikki Simetriumin lehdet aloittain ja aakkosittain.

Avaa hakemisto →

08 · Sinun kielesi

jokainen linkki vie oikealle kielisivulle

Lue omalla kielelläsi

käännetty ja oikoluetturaakakäännösjonossa