Pojem molekulová hmotnosť, rovnako ako pojmy molárna hmotnosť a atómová hmotnosť alebo štruktúra atómu, je ďalším zo základov, ktoré sa treba naučiť, aby ste správne pochopili svet chémie. Molekuly chemických zlúčenín majú extrémne nízku hmotnosť. Testovanie štruktúry a vlastností chemických prvkov a zlúčenín nie je také jednoduché. Ak poznáme molekulovú hmotnosť, môžeme určiť nielen hmotnosť daného prvku, ale aj určiť hmotnostné pomery prvkov v zlúčeninách alebo uviesť ich obsah v percentách.
Čo je molekulová hmotnosť?
Molekulová hmotnosť chemickej zlúčeniny je súčtom atómových hmotností prvkov tvoriacich zlúčeninu. Molekulová hmotnosť jednej molekuly danej chemickej zlúčeniny závisí od toho, z ktorých a z koľkých atómov pozostáva. Molekulové hmotnosti prvkov a chemických zlúčenín sú vyjadrené v jednotkách (u). Absolútna atómová hmotnosť je extrémne nízka, napríklad 10-24 g. Preto, aby sa uľahčilo určovanie molekulových hmotností a nemuseli sa zaoberať nepraktickými jednotkami, zaviedli novú jednotku atómovej hmotnosti (u), ktorá je definovaná ako 1/12 hmotnosti nuklidu izotopu uhlíka 12 C.
Atómová hmotnosť
Aby sme správne určili molekulovú hmotnosť chemickej zlúčeniny, musíme najprv poznať atómovú hmotnosť prvkov, z ktorých pozostáva. Hmotnosť chemických prvkov sa bežne vyjadruje v jednotkách atómovej hmotnosti (u). Čo je dôležité, väčšina chemických prvkov, ktoré existujú na Zemi, sú zmesou niekoľkých izotopov. Izotopy sú varianty toho istého chemického prvku, ktoré majú konštantné atómové číslo (ich jadrá obsahujú rovnaký počet protónov), ale líšia sa hmotnostným číslom (majú rôzny počet neutrónov). Pri určovaní atómovej hmotnosti jedného chemického prvku teda musíme zvážiť percento izotopov tohto prvku. Atómová hmotnosť je jedinečná vlastnosť každého prvku. Dôležité je, že neexistujú dva chemické prvky s rovnakou atómovou hmotnosťou. Z tohto dôvodu možno túto vlastnosť využiť na identifikáciu prvkov. Atómovú hmotnosť každého prvku možno odčítať z periodickej tabuľky.
Molekulová hmotnosť prvkov
Niektoré chemické prvky, ako je dusík, vodík, kyslík, fluór, bróm, jód alebo chlór , existujú vo forme dvojatómových molekúl. Neexistujú ako jednotlivé atómy. V tomto prípade je vhodné použiť termín „molekulová hmotnosť prvku“.
Ako určíme molekulovú hmotnosť chemických prvkov a zlúčenín?
Aby sme správne určili molekulovú hmotnosť, či už prvkov alebo zlúčenín, musíme najprv poznať molekulový vzorec. Potom pomocou molekulovej hmotnosti a chemického vzorca môžeme napríklad určiť podiel každého prvku na hmotnosti celej molekuly. Ak sa zaoberáme dvojatómovým prvkom, určenie jeho molekulovej hmotnosti je založené na atómovej hmotnosti jedného atómu tohto prvku. Hodnota by mala byť vydelená dvoma. Napríklad molekulová hmotnosť dusíka ( N2 ) je 28 jednotiek, keďže hmotnosť jedného atómu dusíka je 14 jednotiek. Podobný postup sa používa pre chemické zlúčeniny. Ako určiť ich molekulovú hmotnosť?
- Určite chemický vzorec zlúčeniny, ktorej molekulovú hmotnosť chcete definovať,
- špecifikovať prvky obsiahnuté v zlúčenine a uviesť množstvo každého prvku,
- určiť atómovú hmotnosť každého prvku,
- ak molekula obsahuje viac ako jeden atóm konkrétneho prvku, vynásobte jeho atómovú hmotnosť touto hodnotou,
- spočítajte atómové hmotnosti všetkých prvkov.
Molekulová hmotnosť vs. molárna hmotnosť
Metóda výpočtu molekulovej hmotnosti chemických zlúčenín sa používa aj na určenie ich molárnej hmotnosti. Molová hmotnosť sa bežne používa na stechiometrické výpočty, pretože použitie mólu ako jednotky umožňuje aplikovať proces v makro meradle. Mol sú jednotky látkového množstva, základná jednotka v sústave SI. Jeden mol sa rovná 6,022141 *1023 prvkov (ktoré môžu byť atómy, ióny alebo molekuly). Molová hmotnosť je hmotnosť jedného mólu konkrétnej látky. Má rovnakú číselnú hodnotu ako molekulová hmotnosť, no musíme si uvedomiť, že má úplne inú jednotku. Zatiaľ čo molekulová hmotnosť je vyjadrená v jednotkách (u), molárna hmotnosť zlúčeniny je vyjadrená v gramoch na mol (g/mol). Okrem toho sa molekulová hmotnosť vzťahuje na hmotnosť jednej molekuly. Iné je to v prípade molárnej hmotnosti. Molárna hmotnosť tiež vyjadruje hmotnosť, ale vo vzťahu k jedinému mólu ( 6,022141 *1023 prvkov).
Na čo potrebujeme molekulovú hmotnosť?
Molekulová hmotnosť chemickej zlúčeniny nám umožňuje:
- určiť hmotnosť danej chemickej zlúčeniny. Hodnotu v jednotkách možno previesť na gramy, ak poznáme nasledujúcu závislosť: 1 u = 1,66 * 10 -24 g;
- určiť hmotnostný pomer každého prvku obsiahnutého v chemickej zlúčenine. Hmotnostný pomer je definovaný ako pomer atómových hmotností prvkov obsiahnutých v zlúčenine;
- vypočítajte hmotnostný podiel, to znamená percento prvkov v chemickej zlúčenine. Vypočítava sa na základe pomeru atómových hmotností v najmenšej štruktúre chemickej zlúčeniny k molekulovej hmotnosti tejto zlúčeniny, vynásobeného 100 %.
