Względna i bezwzględna masa atomowa i cząsteczkowa – Omówienie

Względna i bezwzględna masa atomowa i cząsteczkowa – Omówienie
(fot. www.SwiatChemii.pl)

Względna i bezwzględna masa atomowa i cząsteczkowa.

Definicja:
Atomowa jednostka masy "u" jest to 1/12 masy izotopu węgla 12C. (u – ang. Unit – jednostka; dawniej "dalton")


Masa atomowa (względna) Ar(E) jest to masa pojedynczego atomu wyrażona w atomowych jednostkach masy [u].

Masa cząsteczkowa (względna) Mr(S) jest to masa pojedynczej cząsteczki (substancji) wyrażona w atomowych jednostkach masy [u]. Jest to suma mas atomowych, atomów z których składa się cząsteczka.
Mr(S) = Ar(E1) + Ar(E2) + ... + Ar(En)

Bezwzględna masa atomowa Ab(E) jest to masa pojedynczego atomu wyrażona w jednostkach układu SI – [kg], częściej w  [g].

Bezwzględna masa cząsteczkowa Mb(S) jest to masa cząsteczki wyrażona w jednostkach układu SI - [kg], częściej w  [g].


Zależności miedzy pomiędzy względną masą atomową (cząsteczkową), a bezwzględną masa atomową (cząsteczkową).

1u = 1,660540·10-27 kg = 1,660540·10-24 g
1 g = 0,602214·1024 u = 6,02214·1023 u
 

1u = 1,660540·10-24 g

1 g = 6,02214·1023 u

 

W prostych obliczeniach stosuje się przybliżone wartości:

 

1u = 1,66 ·10-24 g
1 g = 6,02·1023 u

 


Przykład 1.

Podaj masy atomowe (względne) następujących pierwiastków (z dokładnością do 2 miejsc po przecinku):

a) Cu
b) P
c) O
d) azot
e) siarka

Rozwiązanie:

Aby podać masy atomowe pierwiastków musimy poszukać ich wartości w odpowiednich tablicach np: w układzie okresowym pierwiastków chemicznych (UOP).

Odpowiedź:

Korzystając z układu okresowego pierwiastków chemicznych, masy atomowe pierwiastków są następujące:

ada) Ar(Cu) (miedź) = 63,55 u;
adb) Ar(P) (fosfor) = 30,97 u;
adc) Ar(O) (tlen) = 16,00 u;
add) Ar(N) (azot) = 14,01 u;
ade) Ar(S) (siarka) = 32,06 u;

 


Przykład 2.

Oblicz masę cząsteczkową (względną) następujących substancji chemicznych (z dokładnością do 2 miejsc po przecinku):

a) CuO
b) H2SO4
c) Fe2S3
d) Br2

Rozwiązanie:

Zgodnie z definicją masa cząsteczkowa substancji jest sumą mas atomowych atomów wchodzących w skład cząsteczki, więc:
Mr(S) = Ar(E1) + Ar(E2) + ... + Ar(En)

ada)
CuO => 1 cząsteczka tlenku miedzi(I) składa się z  1 atomu miedzi i 1 atomu tlenu;
Ar(Cu) = 63,55 u
Ar(O) = 16,00 u


Mr(CuO) = 63,55 u + 16,00 u = 79,55 u.

adb)
H2SO4 => 1 cząsteczka kwasu siarkowego(VI), składa się z  2 atomów wodoru, 1 atomu siarki i 4 atomów tlenu;
Ar(H) = 1,01 u
Ar(S) = 32,06 u
Ar(O) = 16,00 u

Mr(H2SO4) = 2 · 1,01 u + 32,06 u + 4 · 16,00 u = 98,08 u

adc)
Fe2S3 => 1 cząsteczka siarczku żelaza(III), składa się z  2 atomów żelaza i 3 atomów siarki;
Ar(Fe) = 55,84 u;
Ar(S) = 32,06 u

Mr(Fe2S3) = 2 · 55,84 u + 3 · 32,06 u = 207,86 u
 

add)
Br2 => 1 cząsteczka bromu, składa się z  2 atomów bromu;
Ar(Br) = 79,90 u

Mr(Br2) = 2 · 79,90 u = 159,8 u

Odpowiedź:

Masy atomowe substancji są następujące:
Mr(CuO) = 79,55 u; Mr(H2SO4) = 98,08 u; Mr(Fe2S3) = 207,86 u; Mr(Br2) = 159,8 u.


Przykład 3.

Oblicz bezwzględną masę atomową dla następujących pierwiastków:
a) K
b) C
c) Fe
d) I

Rozwiązanie:

Zgodnie z definicją, bezwzględna masa atomu (Ab(E)), to masa atomu (względna) (Ar(E)) wyrażona w kilogramach lub gramach.
W obliczeniach wykorzystana zostanie zależność, 1 u = 1,66 ·10-24 g.
Ab(E) = Ar(E) · 1,66 ·10-24 g

Masy atomowe podanych podanych pierwiastków szukamy w tablicach chemicznych i następnie obliczamy bezwzględne masy atomowe.

ada)
Ar(K) = 39,10 u;

Ab(K) = 39,10 · 1,66 ·10-24 = 64,91 · 10-24 = 6,49*10-23 g.

adb)
Ar(C) = 12,01 u

Ab(C) = 12,01 · 1,66 ·10-24 = 19,94·10-24 = 1,99 ·10-23 g.

adc)
Ar(Fe) = 55,84 u

Ab(Fe) = 55,84 · 1,66 ·10-24 = 92,69·10-24 = 9,27 ·10-23 g.

add)
Ar(I) = 126,90 u

Ab(I) = 126,90 · 1,66 ·10-24 = 210,65·10-24 = 2,11 ·10-22 g.

Odpowiedź:

Bezwzględne masy atomowe są następujące:
Ab(K) = 6,49 ·10-23 g; Ab(C) = 1,99 ·10-23 g; Ab(Fe) = 9,27 ·10-23 g; Ab(I) = 2,11 ·10-22 g


Przykład 4.

Dla następujących substancji oblicz bezwzględną masę cząsteczkową:
a) H3PO4
b) MgO

Rozwiązanie:

Aby obliczyć bezwzględną masę cząsteczkową substancji, należy najpierw obliczyć masę cząsteczkową tej substancji, a następnie przeliczyć ją na gramy lub kilogramy.
Zależność jednostki masy atomowej i jednostki w układzie SI [g] jest następująca:
1 u = 1,66·10-24 g
Mb(S) = Mr(S) · 1,66·10-24

ada)
Mr(H3PO4) = 3 · 1,01 + 30,97 + 4 · 16,00 = 98,00 u;
Mb(H3PO4) = 98,00 · 1,66·10-24 = 162,68·10-24 = 1,63·10-22 g


adb)
Mr(MgO) = 24,30 + 16,00 = 40,30 u;
Mb(MgO) = 40,30 · 1,66·10-24 = 66,90·10-24 = 6,69·10-23 g

Odpowiedź:

Mb(H3PO4) = 1,63·10-22 g; Mb(MgO) = 6,69·10-23 g.


Przykład 5.

Oblicz masę atomową pierwiastka, którego atom ma masę 5,32·10-23 g. Napisz jaki to pierwiastek.

Rozwiązanie:

Aby obliczyć zadanie, należy przeliczyć bezwzględna masę atomową na masę atomową (względną), korzystając z zależności:
1 u = 1,66·10-24 g

Ar(E) =Ab(E)1,66·10-24Ab(E) = 5,32·10-23 g = 53,2·10-24 gAr(E) = 53,2·10-241,66·10-24=32,05Ar(E) = gg=Ar(E) = 32,05 u
 

W układzie okresowym pierwiastków chemicznych szukamy pierwiastka o masie atomowej 32,05 u, jest to siarka (S).

Odpowiedź:

Masa atomowa tego pierwiastka wynosi 32,05 u i jest to siarka.

Dodaj komentarz

Partnerzy Portalu