Wielkość liter

Małe litery g i mol, bez kropki. Pochylone M to symbol wielkości, jednostkę pisze się czcionką prostą.

Nie mylić

M — masa molowa, g/mol. Mr — względna masa cząsteczkowa, bez jednostki. Proste M — stężenie molowe, mol/L.

Na płycie — magnetyczny spektrometr mas w przekroju. Włókno źródła świeci, jony są przyspieszane i wlatują w pole magnesu. Trzy wiązki zakrzywiają się po różnych łukach, do szczeliny kolektora trafia tylko środkowa i kolektor rozbłyskuje. U góry na ekranie po kolei wyrastają trzy piki chloru: 70, 72 i 74. Na dole znacznik przesuwa się po skali mas do 18,015 — tyle gramów waży mol wody.

Paszport jednostki · masa molowa

Gram na mol

Jednostka pochodna SI — kg/mol · w praktyce g/mol · wielkość: masa molowa

Aby wziąć 6,022·10²³ cząsteczek wody, chemik ich nie liczy. Odważa 18,015 g. Ta liczba to właśnie masa molowa: ile gramów waży jeden mol substancji. Dla soli wynosi 58,44 g/mol, dla cukru 342,3, dla hemoglobiny około 64 500.

Masę molową sumuje się z mas atomowych według wzoru cząsteczki. Masy atomowe mierzy spektrometr mas: magnes rozdziela jony według masy, a cięższe lecą po łagodniejszym łuku. Jednostką SI jest kg/mol, ale w laboratoriach pisze się g/mol. Wtedy liczba jest równa masie cząsteczki w daltonach.

Oznaczenie	g/mol · w SI kg/mol
Definicja	M = m / n — masa substancji podzielona przez jej liczność
Wartości odniesienia	M(¹²C) = 12,000 000 012 6 g/mol · M_u = 1,000 000 001 05 g/mol
Wprowadzona	gramowe wagi atomowe — od XIX wieku · kg/mol — od przyjęcia mola do SI, 1971
Normy	ISO 80000-9 · IUPAC Green Book · CIAAW 2021
Typowe wartości	18,015 g/mol — woda · 180,16 — glukoza · 64 500 — hemoglobina

Do przeliczania Do spektrometru mas

01 · Definicja

Masa jednego mola

Weź substancję i podziel jej masę przez liczność materii w molach. Otrzymasz masę molową M. Dla czystej substancji jest ona stała. 9 g wody to 0,5 mol, 36 g to 2 mol, a stosunek zawsze wynosi 18,015 g/mol.

Oblicza się ją ze wzoru cząsteczki. Masę atomową każdego pierwiastka bierze się z tablicy IUPAC, mnoży przez liczbę atomów i sumuje. Masy atomowe są średnimi dla naturalnej mieszaniny izotopów. Dlatego chlor ma 35,45, a nie liczbę całkowitą.

M — masa molowa, g/mol · m — masa, g · n — liczność materii, mol · ν — liczba atomów we wzorze · A_r — względna masa atomowa · N_A = 6,022 140 76·10²³ mol⁻¹

Interaktyw · cząsteczka z atomów

Złóż cząsteczkę i zważ mol

Kulki to atomy cząsteczki, ich rozmiar rośnie z masą atomową. Pasek pod nimi to ta sama masa w częściach: jaki udział masy molowej przypada na każdy pierwiastek. Czarny — węgiel, niebieski — wodór, zielony — azot, karmazynowy — tlen, szary — chlor.

z lewej: wzór pasek — udziały masy, %

Masa molowa

M = Σ ν·A_r · 1 g/mol

Jedna cząsteczka

m = M / N_A

W 100 g

n = m / M

Wzory chemiczne · substancje ze stronymasy atomowe CIAAW 2021

Plaster miodu · cząsteczki ze źródła

Co leci do spektrometru

W każdej komórce jest wzór szkieletowy substancji z doświadczenia. Narożniki i końce linii to atomy węgla, wodorów przy nich się nie rysuje, podwójna kreska to wiązanie podwójne. Na zielono zaznaczono azot, na karmazynowo — tlen. Zielona liczba pod wzorem to masa molowa w g/mol. W środku jest kofeina: po jej pierścieniach biegnie niebieska iskra.

wszystkie sześć substancji ze sceny i glukoza z bloku 01liczby — g/mol · przy Cl₂ i Br₂ podpisano izotopy

Interaktyw · magnetyczny spektrometr mas i waga

Magnes rozdziela jony według masy

W środku — spektrometr mas w przekroju. Pary substancji trafiają do źródła, rozżarzone włókno wybija z cząsteczek elektrony, a napięcie U przyspiesza jony. W polu magnesu B jon leci po łuku o promieniu r = √(2mU/e) / B: im jest cięższy, tym łuk łagodniejszy. Niebieskie linie przerywane to wiązki jonów o różnej masie, ich jasność to udział takich cząsteczek w przyrodzie. Rozrzut wiązek na rysunku powiększono 8 razy, inaczej sąsiednie masy zlałyby się w jeden łuk. Do szczeliny kolektora trafia tylko wiązka o promieniu dokładnie 200 mm, a kolektor zapala się na karmazynowo. Pole powoli się zmienia, a ekran z prawej zapisuje widmo karmazynową linią; niebieska kreska to masa, która jest teraz na szczelinie. Pod ekranem stoi waga: kładzie się na niej dokładnie jeden mol substancji. Pulpit z lewej pokazuje masę molową i tryb przyrządu. Kliknięcie spektrometru ustawia pole na najwyższy pik, kliknięcie wagi kładzie na niej mol. Jeśli przez 20 s niczego nie dotkniesz, doświadczenia ruszą same.

z lewej: pulpit, masa molowa i tryb przyrząduz prawej: widmo według m/z i waga z jednym molem, przemiatanie pola 8 s

Substancja w źródle

Działania

Pole magnesu B—

Przyspieszające U4,0 kV

Masa molowa

—

—

Masa na szczelinie

—

—

Prąd kolektora

—

—

Na wadze

—

—

Wykres · widmo, promień i mol na wadze

02 · Przeliczanie

W gramach na mol

Dalton i g/mol dają tę samą liczbę, ale to różne wielkości. Dalton to masa jednej cząsteczki, g/mol — masa mola. Od 2019 roku liczby nie pokrywają się dokładnie: według CODATA 2022 różnią się o 1,05·10⁻⁹, daleko poza zasięgiem jakiejkolwiek wagi.

W tablicach inżynierskich spotyka się kg/kmol i lb/lb-mol. Liczba jest w nich ta sama co w g/mol: kilomol jest tysiąc razy większy od mola, a kilogram od grama też. Funt-mol to 453,59 mol.

03 · Rzędy wielkości

Masa molowa od 1 g/mol do 10¹² g/mol, skala logarytmiczna

04 · Przyrządy pomiarowe

magnetyczny spektrometr mas

Jony przyspiesza się napięciem i wpuszcza w pole magnesu. Promień łuku zależy od stosunku masy do ładunku. Zmieniając pole, ustawia się na szczelinie kolejno każdy izotop i mierzy jego udział. Tak uzyskano wszystkie masy atomowe z tablicy.

spektrometr czasu przelotu

Wszystkie jony dostają jednakowe pchnięcie i lecą przez pustą rurę. Lżejsze docierają wcześniej, czas rośnie jak pierwiastek z masy. Razem z desorpcją laserową MALDI waży się tak białka o masach setek tysięcy g/mol.

krioskop Beckmanna

Odważkę rozpuszcza się w wodzie lub benzenie, a roztwór zamarza poniżej temperatury krzepnięcia czystego rozpuszczalnika. Obniżenie ΔT zależy od liczby rozpuszczonych cząstek, a nie od ich rodzaju. Z ΔT i odważki otrzymuje się M — tak w latach po 1880 roku pracował Raoult.

kolba Dumasa

Kolbę z kroplą cieczy trzyma się we wrzącej łaźni, nadmiar pary uchodzi przez kapilarę. Potem kapilarę się zatapia i waży kolbę. Masa pary, objętość, ciśnienie i temperatura dają M z równania stanu gazu doskonałego.

05 · Zasady zapisu

Poprawnie

M(H₂O) = 18,015 g/mol — substancja w nawiasie

M = 0,018 015 kg/mol — to samo w jednostkach podstawowych SI

Mr(H₂O) = 18,015 — masa względna bez jednostki

m = 64,5 kDa — masa jednej cząsteczki białka

Błędnie

18 g/mole — symbolem jest mol, słowa mole się nie pisze

M(H₂O) = 18 g — to masa, a nie masa na mol

Mr = 18 g/mol — masa względna nie ma jednostki

„ciężar cząsteczkowy 18” — stara nazwa, ciężar to siła

06 · Jednostki sąsiednie

07 · Dział historyczny

klisza Astona · Ne

Notatka metrologiczna

Masa atomowa pierwiastka zależy od tego, skąd pobrano próbkę. Wodór z wody morskiej i z gazu ziemnego zawiera różny udział deuteru. Dlatego CIAAW podaje dla wodoru przedział 1,007 84—1,008 11, a w obliczeniach przyjmuje się umowne 1,008. Z tego powodu masa molowa wody jest dokładna tylko do piątej cyfry.

Sama skala opiera się na węglu-12. Do 2019 roku M(¹²C) wynosiło z definicji dokładnie 12 g/mol. Odkąd mol zdefiniowano przez liczbę Avogadra, tę wartość się mierzy: według CODATA 2022 to 12,000 000 012 6 g/mol z niepewnością 3,7·10⁻⁹ g/mol. Chemik tej różnicy nie zauważy.

przedział CIAAW · H

Katalog wielkości

cały indeks →

fundament · 7 jednostek

Siedem jednostek podstawowych SI

Mol

Indeks · wszystkie wielkości na jednej stronie

Laboratorium przy wejściu do indeksu

Kropla kwasu zmienia kolor soku, sól barwi płomień, woda zamarza od stuknięcia. Pod nimi wszystkie karty Simetrium według dziedzin i alfabetycznie.

Otwórz indeks →

08 · Twój język

każdy odnośnik prowadzi do prawdziwej strony językowej

Czytaj w swoim języku

przetłumaczone i sprawdzonetłumaczenie roboczew kolejce