Молярная масса

Моля́рная ма́сса — характеристика вещества, отношение массы вещества к его количеству. Численно равна массе одного моля вещества, то есть массе вещества, содержащего число частиц, равное числу Авогадро. Молярная масса, выраженная в г/моль, численно совпадает с молекулярной массой, выраженной в а. е. м., и относительной молекулярной массой. Однако надо чётко представлять разницу между молярной массой и молекулярной массой, понимая, что они равны лишь численно и отличаются по размерности.

Молярные массы сложных молекул можно определить, суммируя молярные массы входящих в них элементов. Например, молярная масса воды






H

2





O



{\displaystyle {\ce {H2O}}}

есть




M
(


H

2





O

)
=
2

M
(

H

)
+
M
(

O

)
=
2

1
 



g

/

m
o
l

+
16
 



g

/

m
o
l

=
18
 


g

/

m
o
l








{\displaystyle M({\ce {H2O}})=2\cdot M({\ce {H}})+M({\ce {O}})=2\cdot 1~{\rm {{g/mol}+16~{\rm {{g/mol}=18~{\rm {g/mol}}}}}}}

Например, молярная масса кислорода как элемента




M

(

O

)

=
16


{\displaystyle M\left({\ce {O}}\right)=16}

г/моль, а в виде простого вещества, состоящего из молекул






O

2








{\displaystyle {\ce {O2}}}

,




M

(


O

2






)

=
32


{\displaystyle M\left({\ce {O2}}\right)=32}

г/моль.

В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения молярной массы является килограмм на моль (русское обозначение: кг/моль; международное: kg/mol), но из-за того, что когда молярная масса выражена в г/моль, её численное значение совпадает с относительной молекулярной массой, исторически сложилось, что молярную массу, как правило, выражают в г/моль.

Молярную массу в формулах обычно обозначают заглавной буквой




M


{\displaystyle M}

.

Молярная масса некоторых веществ и смесей

Округлённые до целого числа молярные массы некоторых веществ и смесей приведены в таблице.

Средняя молярная масса

Средняя молярная масса







M
¯





{\displaystyle {\bar {M}}}

смеси нескольких индивидуальных веществ с разными молярными массами





M

1


,

M

2


.
.
.

M

n




{\displaystyle M_{1},M_{2}…M_{n}}

может быть вычислена через мольные доли





x

1


,

x

2


.
.
.

x

n




{\displaystyle x_{1},x_{2}…x_{n}}

веществ в смеси как среднее арифметическое взвешенное мольных долей:







M
¯



=






i
=
1


n



x

i



M

i







i
=
1


n



x

i





=



i
=
1


n



x

i



M

i


,


{\displaystyle {\bar {M}}={\frac {\sum _{i=1}^{n}x_{i}M_{i}}{\sum _{i=1}^{n}x_{i}}}=\sum _{i=1}^{n}x_{i}M_{i},}

так как







i
=
1


n



x

i


=
1.


{\displaystyle \sum _{i=1}^{n}x_{i}=1.}

Если состав вещества задан через массовые доли





w

1


,

w

2


.
.
.

w

n




{\displaystyle w_{1},w_{2}…w_{n}}

индивидуальных веществ, то средняя молярная масса определяется через среднее гармоническое взвешенное массовых долей:







M
¯



=






i
=
1


n



w

i







i
=
1


n



w

i



/


M

i





=


1




i
=
1


n



w

i



/


M

i





.


{\displaystyle {\bar {M}}={\frac {\sum _{i=1}^{n}w_{i}}{\sum _{i=1}^{n}w_{i}/M_{i}}}={\frac {1}{\sum _{i=1}^{n}w_{i}/M_{i}}}.}

Средняя молярная масса важна для смесей газов, так как входит в термодинамические уравнения состояния газовых смесей.

Например, молярная масса воздуха








M

a


¯





{\displaystyle {\bar {M_{a}}}}

, в предположении, для простоты пренебрегаем другими газами, что он состоит на 23,2 масс. % (21 об. %) из кислорода, 75,4 масс. % (78 об. %) азота и 1,4 масс. % (1 об. %) аргона (молярные массы 32; 28 и 40 г/моль соответственно) даёт для средней молярной массы воздуха:








M

a


¯



=



21

32
+
78

28
+
1

40

100


=


100

75
,
4

/

28
+
23
,
2

/

32
+
1
,
4

/

40



=
28
,
96


{\displaystyle {\bar {M_{a}}}={\frac {21\cdot 32+78\cdot 28+1\cdot 40}{100}}={\frac {100}{75,4/28+23,2/32+1,4/40}}=28,96}

г/моль.

Более точный расчет средней молярной массы сухого воздуха дает 28,97 г/моль.

Для высокомолекулярных веществ, состоящих из молекул с разной молярной массой, например, полимеров, иногда указывают среднюю молярную массу или диапазон молярных масс.

Примечания

Литература

Глинка Н. Л. Общая химия: Учеб. пособие для вузов /Под ред. А. И. Ермакова. — 30-е изд., испр. — М.: ИНТЕГРАЛ-ПРЕСС, 2005. — 728 с.: ил. — ISBN 5-89602-017-1.


Поделиться ссылкой:

Смотреть:
Филатов, Леонид Алексеевич