몰 질량을 계산하는 방법

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몰 질량의 계산은 화합물의 질량 또는 부피와 관련된 모든 화학양론적 계산을 수행하는 데 필수적입니다. 여기에는 화학 반응과 과학에 알려진 다양한 유형의 화합물 구성과 관련된 계산이 포함됩니다.

몰 질량이란 무엇입니까?

이름에서 알 수 있듯이 몰 질량은 원자, 분자 또는 공식 단위 1몰의 질량에 지나지 않습니다. 즉, 이것은 이들 입자의 아보가드로 수 또는 6,022.10 23 입자 의 질량의 합을 나타냅니다 .

몰 질량은 몰당 질량 또는 몰당 질량 -1 단위로 표시됩니다 . 과학 분야와 국제 단위계를 채택한 대부분의 국가에서 가장 일반적으로 사용되는 단위는 g/mol입니다.

그러나 kg/mol과 같이 엔지니어링에서 자주 사용되는 다른 단위가 있습니다. 영국식 단위 체계가 사용되는 미국 및 라이베리아와 같은 국가에서는 lb/lb-mol이 자주 사용됩니다.

몰 질량을 계산하는 단계

몰 질량을 계산하는 것은 매우 간단합니다. 우리에게 필요한 것은 화학 물질을 구성하는 모든 원자의 몰 질량을 더하는 것입니다. 이를 위해서는 주기율표만 있으면 되고 그 물질의 화학식만 알면 됩니다 . 다음은 화합물 또는 화학 물질의 몰 질량을 계산하는 데 필요한 단계입니다.

1단계: 화학식을 작성하고 어떤 원소가 존재하는지 확인

원소 와 화합물 인 화학 물질은 다양한 유형의 화학식으로 나타낼 수 있습니다. 가장 간단한 경우, 공식은 존재하는 각 원소의 원자 수와 함께 물질을 구성하는 원소의 순서 목록 입니다.

그러나 몰질량을 계산하기 어려운 구조식을 제시하는 경우가 있으므로 이러한 구조식을 읽기 쉬운 분자식으로 변환하는 것이 바람직하다.

예:

다음 그림은 2-옥소프로파노산나트륨의 구조식을 보여줍니다. 구조가 쓰여진 대로 몰 질량을 결정하기 어려우므로 첫 번째 단계는 구조식을 취하고 분자식을 결정하는 것입니다.

몰 질량을 계산하는 방법?

보시다시피, 이 경우 화합물은 탄소, 수소, 산소 및 나트륨 원자로 구성됩니다.

2단계: 존재하는 각 원소의 원자 수를 센다.

두 번째로 중요한 정보는 화합물에 있는 각 유형의 원자 수입니다. 이 숫자는 간단한 분자식이 있는 경우에 분명합니다. 이것은 간단한 분자식이 물질을 구성하는 각 원소의 기호 목록으로 정확하게 구성되어 있고 해당 원소가 구조에 나타나는 횟수를 나타내는 아래 첨자로 구성되어 있기 때문에 발생합니다. 그러나 괄호 및 기타 그룹화 기호가 있는 분자식에는 주의해야 합니다. 이러한 괄호 안의 첨자는 모든 내부 첨자를 곱하기 때문입니다.

나중에 계산을 용이하게 하기 위해 이 정보를 작은 표로 정리하는 것이 편리합니다. 각 요소의 기호와 각 유형의 원자 수 외에도 두 개의 열과 한 행을 추가합니다.

  • 각 원소의 원자량
  • 각 원소가 화합물의 몰 질량에 기여하는 총 몰 질량에 대한 또 다른 열입니다.
  • 총 몰 질량의 계산을 위해 끝에 한 행.

예:

위에 표시된 2-옥소프로파노산나트륨의 경우 화학식은 C 3 H 3 NaO 3 이므로 이 화합물은 3개의 C 원자, 3개의 H 원자, 1개의 Na 원자 및 3개의 O 원자를 포함합니다. 표는 다음과 같습니다.

요소 원자의 수 원자 질량(상대적) 요소당 총 질량(상대적)
씨.    
시간    
1    
어느 하나    
    총 몰 질량 =  

총 원자 수는 몰 질량 계산 과 관련이 없지만 일부 화학양론적 계산에서는 유용합니다.

참고: 수화수가 포함된 복합 공식에 주의를 기울여야 합니다. 첫째, 몰 질량을 계산하는 동안 이러한 원자의 총 수에 물의 수소 및 산소 원자를 추가하는 것을 잊는 것이 매우 일반적이기 때문입니다. 둘째, 수화수는 일반적으로 무수 화합물 단위당 존재하는 물 분자의 수를 나타내는 계수를 갖기 때문에, 이는 물에 존재하는 H 및 O 원자의 총 수에 상기 계수를 곱하여 몰 질량을 계산해야 함을 의미합니다. 바르게.

예:

황산동(II) 5수화물의 경우, 각 황산동 단위는 전체 공식인 CuSO 4 ·5H 2 O 로 표시되는 것처럼 5개의 물 분자와 연결되어 있습니다. 경우 총 수소 수는 5 x 2 = 10이고 총 산소 수는 4 + 5 x 1 = 9입니다.

3단계: 주기율표에서 원소의 원자 질량 찾기

각 몰 원자 질량 의 값은 모든 주기율표에서 찾을 수 있습니다. 이것들은 실제로 각 원소의 상대적인 원자 질량을 보여주지만 이것은 몰 질량과 수치적으로 동일하므로 g/mol(또는 시스템을 사용하는 경우 lb/lb-mol) 단위를 추가하기만 하면 됩니다. . 영국식) 계산 결과를 배치할 때.

주기율표 알려진 모든 원소를 원자 번호로 정렬하여 나열합니다. 각 요소는 다양한 양의 정보를 포함하는 셀에 있지만 거의 모든 요소는 상대적인 원자 질량을 어딘가에 포함합니다. 어떤 데이터가 원자량에 해당하는지 알려면 일반적으로 전이 금속 위의 빈 공간에 있는 범례를 살펴봐야 합니다.

다음 그림은 특정 주기율표에서 각 원소의 상대 원자 질량이 나타나는 필드를 강조 표시한 이 범례의 예를 보여줍니다.

주기율표에서 원자량 확인

보시다시피 이 경우 원자 질량은 각 셀의 왼쪽 상단 모서리에 있는 데이터에 해당합니다. 그러나 항상 그런 것은 아니므로 잘못된 데이터를 사용하지 않도록 항상 범례를 검토하는 것이 중요합니다.

필요한 모든 요소를 ​​찾으면 각 원자 질량으로 표를 채웁니다.

계속해서 2-옥소프로파노산나트륨의 예에서 원자 질량을 추가한 후 표는 다음과 같습니다.

요소 원자 원자 질량(상대적) 요소당 총 질량(상대적)
씨. 12,011  
시간 1,008  
1 22,990  
어느 하나 15,999  
    총 몰 질량 =  

4단계: 곱하고 더하기

각 원소가 화합물의 몰 질량에 기여하는 총 질량을 찾으려면 각각의 원자 질량에 공식에 있는 해당 유형의 원자 수를 곱해야 합니다. 이 작업이 수행되면 모든 결과를 더하여 몰 질량을 얻습니다. 이 시점에서 각 단위( 경우에 따라 g/mol 또는 lb/lb-mol) 가 추가됩니다 .

이 예에서 이것은 두 번째 및 세 번째 열의 값을 곱하고 결과를 마지막 열에 배치한 다음 이 값을 더하여 몰 질량을 얻는 것을 의미합니다.

요소 원자 원자 질량(상대적) 요소당 총 질량(상대적)
씨. 12,011 36,033
시간 1,008 3,024
1 22,990 22,990
어느 하나 15,999 47,997
    총 몰 질량 = 110.044g/몰

몰 질량, 원자 질량, 분자 질량 및 공식 질량

몰 질량을 계산하는 방법을 배우기 전에 자주 혼동되는 몇 가지 관련 개념을 간략하게 설명해야 합니다. 이것들은 종종 몰 질량과 같은 의미로 사용되는 원자 질량, 분자 질량 및 공식 질량 의 개념입니다 . 그러나 그들은 동일하지 않습니다.

이름에서 유추할 수 있듯이 원자, 분자 및 공식 질량은 각각 원자, 분자 및 공식 단위의 질량에 해당합니다. 대조적으로, 몰 질량은 이러한 입자 1몰의 질량을 나타냅니다. 또한 질량이기 때문에 이 세 가지 변수는 그램, 킬로그램, 파운드 등의 질량 단위로 표현되지만 원자 질량 단위라는 특수 단위를 사용하는 것이 일반적입니다.

차이점에도 불구하고 몰과 원자 질량 단위의 정의가 주어졌을 때 후자는 혼란의 원인을 나타내는 몰 질량과 수치적으로 동일합니다.

원자 및 분자 질량과 상대 공식

개념적 수준에서 원자 질량을 추가하여 몰 질량을 계산하는 것은 실수입니다. 그러나 실제 수준에서는 몰 원자 질량과 amu(원자 질량 단위)로 표시되는 원자 질량이 수치적으로 동일하기 때문에 차이가 없습니다.

그러나 이러한 혼란과 영국식 단위의 잠재적인 문제는 절대 값 대신 상대 질량 단위를 사용하여 해결됩니다. 이러한 상대 질량은 각각의 원자 또는 분자 질량을 탄소-12 동위원소 질량의 1/12로 나눈 값으로 구성됩니다. 이 나누기로 인해 단위가 취소되므로 모든 상대 질량은 차원이 없으며 단순히 탄소-12의 절대 질량 또는 몰 질량을 12로 나눈 값을 곱하면 모든 상황에서 사용할 수 있습니다.

몰 질량 계산 예

황산제이철 칠수화물의 몰 질량 계산

1단계: 이 화합물의 화학식은 Fe 2 (SO 4 ) 3 ·7H 2 O이므로 철(Fe), 황(S), 산소(O) 및 수소(H)로 구성된다.

2단계: 각 요소의 총 수는 다음과 같습니다.

  • 믿음 = 2
  • 에스 = 1 × 3 = 3
  • 또는 = 4 x 3 + 7 x 1 = 19
  • H = 7 x 2 = 14
요소 원자 원자 질량(상대적) 요소당 총 질량(상대적)
믿음 2    
에스    
어느 하나 19    
시간 14    
    총 몰 질량 =  

3단계: 주기율표에서 얻은 상대 원자 질량은 다음과 같습니다.

  • 믿음 = 55,845
  • 에스 = 32,060
  • 또는 = 15,999
  • H = 1,008
요소 원자 원자 질량(상대적) 요소당 총 질량(상대적)
믿음 2 55,845  
에스 32,060  
어느 하나 19 15,999  
시간 14 1,008  
    총 몰 질량 =  

4단계:

요소 원자 원자 질량(상대적) 요소당 총 질량(상대적)
믿음 2 55,845 111,690
에스 32,060 96,180
어느 하나 19 15,999 303,981
시간 14 1,008 14,112
    총 몰 질량 = 525.963g/몰

참조

몰 질량의 계산 . (2021년 1월 26일). UNAM 코스. https://cursoparalaunam.com/calculo-de-la-masa-molar

분자량을 계산하는 방법 ? 예제 및 연습 . (2021년 5월 18일). 유니베타. https://unibetas.com/molecular-weight/

분자량 개념 . (일차). 우와. https://www.guao.org/tercer_ano/quimica/concepto_de_peso_molecular-concepto_de_peso_molecular

몰 질량의 예 . (2015년 10월 18일). 화학.NET. https://www.quimicas.net/2015/10/ejemplos-de-masa-molar_18.html

게라 M., L. (2019). 화학양론적 반응 . UAEH. https://www.uaeh.edu.mx/docencia/P_Presentaciones/b_sahagun/2019/lgm-quiminorganica.pdf

마이어. (일차). 물질안전보건자료 – 황산제이철수화물 . 마이어 화학 시약. http://reactivosmeyer.com.mx/datos/pdf/reactivos/hds_1345.pdf

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Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

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