Forskellen mellem formelmasse og molekylær masse

Formelmassen , nogle gange også kaldet formelvægten og repræsenteret som PF, svarer til summen af ​​de gennemsnitlige atomvægte af alle de atomer, der er til stede i den empiriske formel for et kemisk stof . På den anden side svarer molekylmassen , også kaldet molekylvægt og repræsenteret som PM, til den gennemsnitlige masse af et molekyle eller en diskret enhed af en molekylær forbindelse. Ligesom formelmassen kan molekylmassen beregnes ved at addere de gennemsnitlige atommasser af de atomer, der udgør molekylet og derfor er repræsenteret i molekylformlen.

På trods af at de er væsentligt forskellige, er begreberne formelmasse og molekylær masse tæt beslægtede. Begge er beregnet på samme måde, og begge bruges med samme hensigt. Med andre ord, fra et praktisk synspunkt er de ikke til at skelne fra hinanden. Men fra et begrebsmæssigt synspunkt indebærer de subtile forskelle, der har at gøre med den korrekte brug af kemisk terminologi.

Molekylære formler og empiriske formler

For bedre at forstå forskellen mellem formelmasse og molekylmasse er det nødvendigt at tydeliggøre forskellen mellem empiriske formler og molekylære formler, da disse masser dybest set ikke er andet end summen af ​​masserne af atomerne, der er til stede i det ene eller det andet formel.

molekylær formel

Den molekylære formel er en forenklet fremstilling af den kemiske sammensætning af et molekylært stof. Det angiver de typer atomer, der udgør et molekyle, såvel som det faktiske antal atomer af hver type, der er til stede i dets struktur. I denne forstand svarer begrebet molekylformel kun til molekylære forbindelser, det vil sige dem, der er dannet af diskrete enheder kaldet molekyler, hvor alle atomerne er forbundet med hinanden ved hjælp af kovalente bindinger, og som har interaktioner. Svage intermolekylære af typen van der Waals.

Den molekylære formel og ionforbindelser

Det er en meget almindelig fejl at tale om molekylformlen i forhold til ionforbindelser. For eksempel siges det ofte uforsigtigt, at den “molekylære” formel for natriumchlorid er NaCl. Dette repræsenterer en begrebsmæssig fejl, da der, da det er en ionisk forbindelse, ikke er molekyler i natriumchlorid. Ingen natriumion er bundet til en enkelt chloridion for at danne en diskret NaCl-enhed, men alle er bundet til alle andre af elektrostatiske tiltrækningskræfter, det vil sige ved ionbinding.

I et gratis eksempel vil det svare til at sige, at der i et klasseværelse med 20 mandlige elever og 20 kvindelige elever, som knap kender hinanden, er 20 forlovede par. Selvom der i virkeligheden er en hun for hver mand, betyder det ikke, at der er nogen forbindelse mellem dem udover det faktum, at de er de samme steder. I dette tilfælde ville det være mere korrekt at sige, at rummet består af lige mange hanner og hunner. Det er netop, hvad formlen for en ionforbindelse søger at formidle: NaCl betyder ikke, at natriumchlorid består af “par” af chloridioner og natriumioner, men at der i natriumchlorid er den samme andel af hver ion.

Molekylformlen og molekylmassen

Da ioniske forbindelser ikke danner molekyler, er det forkert at tale om molekylformlen for en ionforbindelse. Kun molekylære forbindelser har en molekylformel. I forlængelse heraf har kun molekylære forbindelser molekylær masse .

Eksempler:

• Den molekylære formel for benzen er C ₆ H ₆ , og den har en molekylvægt på 78,11 amu.
• Den molekylære formel for vand er H ₂ O, og det har en molekylvægt på 18,01 amu.
• Molekylformlen for glucose er C ₆ H ₁₂ O ₆ og den har en molekylvægt på 180,16 amu.
• Kaliumnitrat, som er en ionisk forbindelse, har hverken en molekylformel eller en molekylmasse. Hvad den har, er empirisk formel og masseformel.

empirisk formel

Den empiriske formel er det mindste forhold mellem hele tal, der kan eksistere mellem de atomer, der udgør et kemisk stof. Baseret på loven om bestemte proportioner er ethvert rent stof, det være sig ionisk eller molekylært, opbygget af et sæt elementer, der er forbundet i et fast og veldefineret forhold. Den empiriske formel består altså af den mindst mulige kombination af heltal, som denne andel kan repræsenteres med.

For eksempel, som vi har set, er benzen en molekylær forbindelse, der består af 6 carbonatomer og 6 hydrogenatomer, så vi kan sige, at i dette stof er carbon- og brintatomerne i forholdet 6:6. Dette forhold kan dog forenkles til et med mindre hele tal, som er 1:1. Af denne grund kan vi sige, at den empiriske formel for benzen er CH.

Den empiriske formel og ionforbindelser

I modsætning til molekylære formler, som kun gælder for molekylære forbindelser, kan den empiriske formel anvendes på enhver type kemisk stof, fra rene grundstoffer til ioniske forbindelser, der passerer gennem molekylære forbindelser. Med andre ord, den eneste korrekte måde at repræsentere ioniske forbindelser på er gennem deres empiriske formel, mens molekylære forbindelser kan repræsenteres af både deres empiriske og molekylære formler.

Den empiriske formel og formelmassen

Formelmassen repræsenterer massen af ​​en enhed af den empiriske formel, og det er derfra, den får sit navn. Fra det foregående kan det udledes, at mens molekylære forbindelser er forbundet med en molekylmasse, men ikke ioniske forbindelser, er både førstnævnte og sidstnævnte forbundet med en masse med formlen .

Bestemmelse af formelmassen af ​​en ionforbindelse

Et vigtigt punkt bør afklares med hensyn til den empiriske formel og formelmasse af ioniske forbindelser. Der er nogle situationer, hvor den empiriske formel ikke falder nøjagtigt sammen med den formel, vi bruger til at repræsentere nogle ioniske forbindelser, især dem, der har kovalente polyatomiske ioner med en forenklet formel, såsom oxalat (C 2 O 4 _2- ) _, ^tetrathionat ( S ₄ O ₆ ^– ) eller peroxid (O ₂ ^2-). Dette skyldes, at en empirisk formel søger at repræsentere den mindste andel, som alle atomerne i et stof findes i, men i tilfælde af ioniske forbindelser er det vigtigere at udtrykke den minimumsandel, som ionerne, der udgøres af, findes i. nævnte forbindelse, men ikke de enkelte atomer.

I denne forstand skal vi tage i betragtning, at når man udtrykker formlen for en ionisk forbindelse, tages polyatomiske ioner som diskrete udelelige enheder, selvom deres underskrifter kan forenkles yderligere.

Eksempel

For at illustrere dette skal du overveje kaliumoxalat, som er en ionisk forbindelse, der består af oxalat-ioner (C ₂ O ₄ ^2- ) og kaliumkationer (K ^​​+ ). Der kræves to kalium for hvert oxalat, så formlen for denne forbindelse er K ₂ C ₂ O ₄ . Selvom denne formel kunne simplificeres til KCO ₂ (som faktisk er den empiriske formel for denne forbindelse), udføres forenklingen ikke med henblik på at bestemme formelmassen i dette tilfælde, fordi den er. Betragt oxalationen som en diskret enhed.

Denne praksis sikrer, at formlerne for ioniske forbindelser og deres respektive formelmasser altid kan bruges utvetydigt til at bestemme antallet af ioner af hver type, der er til stede i en prøve.

Beregning af formelmasse og molekylmasse

Som allerede nævnt beregnes og bruges både molekylmassen og formelmassen fra et praktisk synspunkt på samme måde. I begge tilfælde anvendes den respektive formel, alt efter tilfældet molekylær eller empirisk, og de gennemsnitlige atommasser af alle de tilstedeværende atomer tilføjes.

Størrelse og enheder af formel masse og molekylær masse

Når man beskæftiger sig med masser, er det klart, at både formel og molekylmasse skal udtrykkes i masseenheder. Når det er sagt, er det vigtigt at bemærke, at begge masser har ekstremt små størrelser i kraft af at repræsentere masserne af kun nogle få atomer. Af denne grund bruges atommasseenheder eller amu i stedet for at bruge enheder som gram eller kilogram til at repræsentere formel eller molekylmasse.

I denne forstand er det forkert at sige, at vands molekylære masse er 18 g, da det i virkeligheden er massen af ​​et mol vandmolekyler, ikke kun ét. I dette tilfælde bliver begreberne formel og molekylær masse forvekslet med begreberne molær masse , hvilket ikke er det samme.

eksempler

• Bestem molekylmassen af ​​butansyre, hvis molekylære formel er C ₃ H ₇ COOH.

Denne forbindelse har 4 carbonatomer, 8 hydrogen og 2 oxygen, så dens molekylvægt eller molekylvægt er:

PM _C3H7COOH = (4 x PA _C ) + (8 x PAH ₎ + (2 x PA _O ) = (4 x 12 amu) + (8 x 1 amu) + (2 x 16 amu) = 88 amu

• Bestem formelmassen af ​​calciumphosphat, hvis empiriske formel er Ca ₃ (PO ₄ ) ₂

PF _Ca3(PO4)2 = (3 x PA _Ca ) + (2 x PA _P ) + (8 x PA _O ) = (3 x 40 amu) + (2 x 31 amu) + (8 x 16 amu) = 310 uma

Ved hjælp af formlen masse og molekylær masse

Hovedårsagen til, at de fleste mennesker bestemmer formelmassen af ​​en ionforbindelse eller molekylmassen af ​​et molekylært stof, er fordi begge er numerisk lig med deres respektive molmasser. Disse repræsenterer massen i gram af et mol stof, så formlens masse og molekylmassen tjener til indirekte at bestemme antallet af mol til stede i enhver prøve af stof.

Gennem antallet af mol åbner muligheden for at udføre alle former for støkiometriske beregninger lige fra antallet af atomer, ioner eller molekyler til begrænsende reagenser, overskydende reagenser og de forskellige typer af udbytter, bl.a.

Sammenfatning af forskelle og ligheder mellem formelmasse og molekylmasse

Følgende tabel opsummerer alt, der er diskuteret i denne artikel.

Referencer

Hvordan beregner man molekylvægten? Eksempler og øvelser . (2021, 18. maj). Unibetas online optagelsesprøvekursus. https://unibetas.com/molecular-weight/

Molekylmasse og molekylvægt . (n.d.). Khan Academy. https://es.khanacademy.org/science/3-secondary-cyt/x2972e7ae3b16ef5b:unit-1-links-and-chemical-reactions/x2972e7ae3b16ef5b:balance-of-reactions-and-stoichiometri/v/molecular-mass og-molekylvægt

Medina, J. (2011). KEMI I: KLASSE 4: Emne 1 Støkiometri af forbindelser. Professor Jhonny Medinas blog. http://quimicaunouc.blogspot.com/p/masa-molecular-masa-formula-y-masa-molar.html

Merino, M. (2009). Molekylvægt Definition — Definition.de . Definition af. https://definicion.de/molecular-weight/

Formelvægt (kemi) . (2017, 12. juni). specialiserede ordlister. https://glosarios.servor-alicante.com/quimica/peso-formula