Les chimistes mesurent souvent des substances en utilisant la masse molaire et la masse moléculaire. Un exemple serait de déterminer le nombre de molécules dans un cylindre. La chimie étudie l'interaction des atomes et des molécules à l'échelle atomique.
Tout d'abord, molécule fait référence à la composition d'atomes similaires ou différents disposés en ratios. Les molécules peuvent former des composés chimiques soumis aux propriétés physiques et chimiques de chaque molécule..
En résumé, une masse moléculaire désigne la masse totale d'une substance. Il résume les masses moyennes d'atomes individuels dans une molécule de cette substance particulière.
Afin de déterminer la masse moléculaire d'un composé X, vous devez ajouter les masses atomiques de tous les éléments de la composition, y compris leurs multiplications, conformément aux indices de la formule..
Nous illustrerons avec un exemple ci-dessous. Ces masses atomiques sont extraites directement du tableau périodique des éléments. Ils sont mesurés en unités de masse atomique (amu), de même que la masse moléculaire.
Exemple 1:
Déterminer la masse moléculaire de H2O et de CH3CH2OH.
Réponse:
Vous devez évaluer les compositions des formules moléculaires données et déduire leurs masses atomiques du tableau périodique. Prendre en compte les indices.
Par exemple, H2O indique qu'il y a deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène. D'après le tableau périodique des éléments, la masse atomique de l'hydrogène est de 1,0079 amu et celle de l'oxygène de 15,9994. La masse moléculaire du composé est 2 (1.0079) + 15.9994 = 18.0152 amu.
Et pour déterminer la masse moléculaire de l'éthanol, l'autre formule donnée dans la question, nous suivons les mêmes étapes. Il y a 2 atomes de carbone, 6 atomes d'hydrogène et 1 atome d'oxygène. La masse atomique de l'atome de carbone est de 12,011 amu. Cela dit, la masse moléculaire de CH3CH2OH est de 2 (12,011) + 6 (1,0079) + 1 (15,9994) = 46,069 amu. Pour votre exercice, calculez la formule moléculaire de l’éthane (C2H4) et du CO2.
Quant au concept de masse molaire, il est défini comme la masse en kilogrammes ou en grammes d’une mole de substance. Habituellement, les unités de masse molaire sont les grammes / mol. Une mole d'un élément oxygène a une masse de 15,9994 grammes. Ainsi, la masse molaire serait de 15,9994 g / mol. Pour un composé de dioxyde de carbone, par exemple, la masse molaire est définie comme la masse de 1 mole de molécules dans ce composé. Le nombre d'Avogadro, 6,022 x 1023, est souvent utilisé pour indiquer le nombre d'atomes, de molécules et d'autres unités auxquels une masse molaire est égale. Par exemple, une masse molaire de H2O serait égale à la masse en grammes par mole de 6,022 x 1023 molécules d’eau. Si cela semble trop technique, nous illustrerons avec un exemple ci-dessous:
Exemple 2:
Déterminer la masse molaire d'éthanol.
Réponse:
Dans le premier exemple, nous avons déterminé la masse moléculaire d’éthanol (C2H5OH). Ne soyez pas dérouté par une formule différente de celle mentionnée ci-dessus. Nous venons de jouer avec les arrangements structurels de la formule éthanol bien que le rapport des atomes reste le même.
L'éthanol contient 6,022 x 1023 molécules et la masse molaire est égale à la masse d'éthanol contenant ces molécules. Nous avons constaté que la masse moléculaire de l'éthanol était de 46,069 unités de masse atomique dans notre exemple précédent. La même procédure est suivie pour calculer la masse molaire.
Une mole d'éthanol a 2 moles d'atomes de carbone, 6 moles d'atomes d'hydrogène et une mole d'atomes d'oxygène. En prenant les masses atomiques du tableau des périodes, on trouve que la masse molaire est 2 (12,011 g) + 6 (1,0079 g) + 15,9994 g, ce qui correspond à 46,069 g / mois. Remarquez la même valeur mais des unités différentes.
NB: La masse molaire de toute substance chimique correspond à sa masse atomique ou à sa masse moléculaire en grammes par mole. Les valeurs sont les mêmes mais différentes unités.
Exercice 2:
Calculez la masse molaire de phosphate de calcium (Ca3 (PO4) 2). La réponse devrait être 310,177 g / mol.
En ce qui concerne le carbone, la masse molaire d'un carbone naturel doit être différente de celle dérivée du tableau des périodes qui appartient à l'isotope de carbone 12. Naturellement, le carbone contient du carbone 12, du carbone 13 et du carbone 14. Mais une mole de carbone contient toujours 6,022 x 1023 mais avec des rapports différents de ces isotopes.
La masse molaire est déterminée en divisant la masse totale de la substance qui est la masse moyenne de chaque atome par la quantité en moles. Le chiffre obtenu sera en grammes par mole ou en kilogrammes par mole. La masse moléculaire est déterminée en calculant la masse de la substance par rapport au 1 / 12ème d'isotope carbone 12.
La masse moléculaire désigne la masse des molécules alors que la masse molaire désigne la masse d'une mole d'une substance.
La masse molaire est exprimée en grammes par mole, tandis qu'une masse moléculaire est exprimée en unités de masse atomique. Cette expression des unités SI revient à la façon dont ces concepts sont définis comme indiqué ci-dessus..