Jednotlivé atomy a molekuly, stavební kameny hmoty, jsou příliš malé na to, aby se měřily makroskopicky nástroje nebo jednotky, takže vědci vyjadřují hmotnost pomocí atomových hmotnostních jednotek, obvykle zkrácených na amu nebo AMU. Ve skutečném světě by však použití jednotek atomové hmotnosti bylo nepraktické kvůli bazilionům atomů a molekul, které tvoří makroskopické veličiny. Vědci si to uvědomili a definovali AMU takovým způsobem, aby byl převod z mikroskopických na makroskopické množství přímočarý. Hmotnost atomu nebo molekuly v AMU se rovná hmotnosti jednoho molu atomů nebo molekul v gramech. Jeden gram je jedna tisícina kilogramu.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Hmotnost prvku nebo molekuly v jednotkách atomové hmotnosti se rovná hmotnosti molu stejných částic v gramech. Vydělením čísla 1 000 získáte molární hmotnost v kilogramech.
Co je krtek?
Krtek je velmi velký počet atomů nebo molekul. Toto velké číslo, známé jako Avogadrovo číslo, je 6,02 × 1023. Toto číslo bylo určeno řadou experimentů prováděných po dobu přibližně 100 let různými výzkumníky. Krtek je pro makroskopický svět tím, čím je jednotlivá částice pro mikroskopický svět s jedním rozdílem: Můžete se zlomit krtek na zlomky, ale nemůžete to udělat s částicemi, jako je atom nebo molekula, aniž byste to změnili na něco jiný.
Krtek plynného vodíku
Platí pravidlo, že hmotnost částice v AMU se rovná hmotnosti mol částic v gramech. Například atomová hmotnost molekuly vodíku (H2) je 2,016 AMU, takže mol plynného vodíku váží 2,016 gramů. Jelikož v kilogramu je 1 000 gramů, je hmotnost molu plynného vodíku
(2,016 ÷ 1 000) = 0,002016 = 2,016 × 10 ^ {- 3} \ text {kilogramů}
Můžete mít určité množství částic, které netvoří krtek. Například váš vzorek plynného vodíku může vážit pouze 2,52 × 10-4 kg. Atomovou hmotnost vodíku, měřenou v AMU, můžete použít k výpočtu zlomku molu plynu ve vašem vzorku. Vydělte hmotnost vzorku v kilogramech hmotností jednoho molu v kilogramech. Protože jeden mol plynného vodíku má hmotnost 2,016 × 10-3 kg a máte 2,25 × 10-4 kg, máte jen 1/8 molu.
Molární hmotnost sloučenin
Chcete-li určit hmotnost sloučeniny, spočítejte atomy ve sloučenině pohledem na její chemický vzorec. Vyhledejte v periodické tabulce hmotnosti každého z atomů, které tvoří molekulu, sečtěte tyto hmotnosti a budete mít hmotnost molekuly v AMU. To je také hmotnost jednoho molu sloučeniny v gramech. Pokud chcete molární hmotnost v kilogramech, vydělte 1 000.
Příklady
1. Jaká je molární hmotnost uhličitanu vápenatého v kilogramech?
Chemický vzorec uhličitanu vápenatého v CaCO3. Z periodické tabulky můžete určit hmotnost vápníku (Ca) na 40,078 AMU, hmotnost uhlíku (C) na 12,011 AMU a kyslíku (O) na 15,999 AMU. Vynásobením hmotnosti kyslíku 3 a přidáním hmotnosti uhlíku a vápníku získáte hmotnost CaCO3 molekula, což je 100,086 AMU. To znamená, že mol uhličitanu vápenatého má hmotnost 100,086 gramů, což je:
(100,086 ÷ 1 000) = 0,100086 \ text {kilogramů}
2. Kolik krtků je ve vzorku hliníku o hmotnosti 5 kilogramů?
Atomová hmotnost hliníku (Al) je 26 982 AMU, takže mol kovu váží 26 982 gramů nebo 0,026982 kilogramu. Obsahuje vzorek o hmotnosti 5 kilogramů
(5 ÷ 0,026982) = 185,31 \ text {moles}