Будь-яка речовина складається з частинок певної структури (молекул або атомів). Молярна маса простого з`єднання розраховується за періодичною системою елементів Д.І. Менделєєва. Якщо необхідно з`ясувати даний параметр у складного речовини, то підрахунок виходить довгим, і в даному випадку цифру дивляться в довіднику або хімічному каталозі, зокрема Sigma-Aldrich.
Поняття молярної маси
Молярна маса (М) - вага одного благаючи речовини. Даний параметр по кожному атому можна знайти в періодичній системі елементів, він розташований прямо під назвою. При розрахунку маси з`єднань цифра зазвичай округляється до цілої або цифри десяткового дробу. Для остаточного розуміння того, звідки береться це значення, необхідно розібратися в понятті «моль». Це кількість речовини, що містить число часток останнього, рівне 12 г стійкого ізотопу вуглецю (12С). Атоми і молекули речовин варіюють за своїм розміром в широких межах, при цьому їх число в молі постійно, однак маса збільшується і, відповідно, обсяг.
Поняття «молярна маса» тісно пов`язане з числом Авогадро (6,02 х 1023 моль-1). Ця цифра позначає постійне кількість одиниць (атомів, молекул) речовини в 1 молі.
Значення молярної маси для хімії
Хімічні речовини вступають в різні реакції між собою. Зазвичай в рівнянні будь-якого хімічного взаємодії вказано, скільки молекул або атомів при цьому використовується. Такі позначення отримали назву стехіометричні коефіцієнти. Зазвичай вони вказуються перед формулою. Тому кількісна характеристика реакцій грунтується на кількості речовини і молярніймасі. Саме вони чітко відображають взаємодію один з одним атомів і молекул.
Розрахунок молярної маси
Атомний склад будь-якої речовини або суміші з компонентів відомої структури можна подивитися по періодичній системі елементів. Неорганічні сполуки, як правило, записуються брутто-формулою, тобто без позначення структури, а тільки числа атомів в молекулі. Органічні речовини для підрахунку молярної маси позначаються таким же чином. Наприклад, бензол (C6H6).
Яким чином розраховується молярна маса? Формула включає тип і кількість атомів в молекулі. По таблиці Д.І. Менделєєва перевіряються молярні маси елементів, і кожна цифра множиться на число атомів у формулі.
Виходячи з молекулярної маси і типу атомів, можна розрахувати їх кількість в молекулі і скласти формулу сполуки.
Молярна маса елементів
Часто для проведення реакцій, розрахунків в аналітичній хімії, розстановки коефіцієнтів у рівняннях потрібне знання молекулярної маси елементів. Якщо в молекулі міститься один атом, то дане значення дорівнюватиме такому у речовини. При наявності двох і більше елементів молярна маса збільшується на їх число.
Значення молярної маси при підрахунку концентрацій
Даний параметр використовується для перерахунку практично всіх способів вираження концентрацій речовин. Наприклад, часто виникають ситуації визначення масової частки виходячи з кількості речовини в розчині. Останній параметр виражається в одиниці виміру моль / літр. Для визначення потрібної ваги кількість речовини множиться на молярну масу. Отримано значення зменшується в 10 разів.
Молярна маса використовується для підрахунку нормальності речовини. Даний параметр використовується в аналітичній хімії для проведення методів тітрі- і гравіметричного аналізу при необхідності точного проведення реакції.
Вимірювання молярної маси
Перший історичний досвід полягав у вимірі щільності газів по відношенню до водню. Далі були проведені дослідження Колігативні властивостей. До них відноситься, наприклад, осмотичний тиск, визначення різниці кипіння або замерзання між розчином і чистим розчинником. Це параметри прямо корелюють з кількістю частинок речовини в системі.
Іноді вимір молярної маси проводиться у речовини невідомого складу. Раніше застосовували такий спосіб, як изотермическая перегонка. Його суть полягає в приміщенні розчину речовини в камеру, насичену парами розчинника. У даних умовах відбувається конденсація парів і температура суміші підвищується, досягає рівноваги і починає знижуватися. Виділилася теплота випаровування розраховується зі зміни показника нагріву і охолодження розчину.
Основним сучасним методом вимірювання молярної маси є мас-спектрометрії. Це основний спосіб ідентифікації сумішей речовин. За допомогою сучасних приладів даний процес відбувається автоматично, тільки спочатку потрібно підібрати умови поділу сполук в пробі. Метод мас-спектрометрії заснований на іонізації речовини. В результаті утворюються різні заряджені фрагменти з`єднання. На мас-спектрі позначається відношення маси до заряду іонів.
Визначення молярної маси для газів
Молярна маса будь-якого газу або пари вимірюється просто. Досить використовувати контроль. Один і той же обсяг газоподібної речовини дорівнює за кількістю речовини іншому при однаковій температурі. Відомим способом вимірювання обсягу пара є визначення кількість витісненого повітря. Такий процес здійснюється з використанням бічного відведення, що веде до вимірювального пристрою.
Практичне використання молярної маси
Таким чином, поняття молярної маси в хімії використовується повсюдно. Для опису процесу, створення полімерних комплексів та інших реакцій необхідний розрахунок даного параметра. Важливим моментом є визначення концентрації діючої речовини у фармацевтичній субстанції. Наприклад, з використанням культури клітин досліджуються фізіологічні властивості нового з`єднання. Крім того, молярна маса важлива при проведенні біохімічних досліджень. Наприклад, при вивченні участі в обмінних процесах елемента. Зараз структура багатьох ферментів відома, тому є можливість підрахувати їх молекулярну масу, яка в основному вимірюється кілодальтон (кДа). Сьогодні відомі молекулярні маси майже всіх складових крові людини, зокрема, гемоглобіну. Молекулярна і молярна маса речовини в певних випадках є синонімами. Відмінності їх полягають у тому, що останній параметр є середнім для всіх ізотопів атома.
Будь-які мікробіологічні експерименти при точному визначенні впливу речовини на систему ферментів проводяться з використанням молярних концентрацій. Наприклад, в Біокаталізу і інших областях, де необхідно дослідження ензиматичною активності, застосовуються такі поняття, як індуктори та інгібітори. Для регуляції активності ферменту на біохімічному рівні необхідно дослідження з використанням саме молярних мас. Даний параметр увійшов міцно в області таких природних і інженерних наук, як фізика, хімія, біохімія, біотехнологія. Процеси, охарактеризовані таким чином, стають більш зрозумілими з точки зору механізмів, визначення їх параметрів. Перехід від фундаментальної науки до прикладної не обходиться без показника молярної маси, починаючи від фізіологічних розчинів, буферних систем і закінчуючи визначенням дозувань лікарських речовин для організму.
