Individuele atomen en moleculen, de bouwstenen van materie, zijn te klein om macroscopisch te meten instrumenten of eenheden, dus wetenschappers drukken massa uit met behulp van Atomic Mass Units, meestal afgekort tot amu of AMU. In de echte wereld zou het gebruik van atomaire massa-eenheden echter onpraktisch zijn vanwege de ontelbare atomen en moleculen waaruit macroscopische grootheden bestaan. In het besef hiervan hebben wetenschappers de AMU zo gedefinieerd dat de conversie van microscopische naar macroscopische grootheden eenvoudig is. De massa van een atoom of molecuul in AMU is gelijk aan de massa van één mol van de atomen of moleculen in grammen. Een gram is een duizendste van een kilogram.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De massa van een element of molecuul in atomaire massa-eenheden is gelijk aan de massa van een mol van dezelfde deeltjes in grammen. Deel het getal door 1.000 om de molaire massa in kilogram te krijgen.
Wat is een mol?
Een mol is een zeer groot aantal atomen of moleculen. Dit grote getal, bekend als het getal van Avogadro, is 6,02 × 10
23. Dit aantal is bepaald door een reeks experimenten die over een periode van ongeveer 100 jaar door verschillende onderzoekers zijn uitgevoerd. Een mol is voor de macroscopische wereld wat een individueel deeltje is voor de microscopische wereld, met één verschil: je kunt breken een mol in breuken, maar dat kun je niet doen met een deeltje zoals een atoom of molecuul zonder het in iets te veranderen anders.Een mol waterstofgas
De regel is dat de massa van een deeltje in AMU gelijk is aan de massa van een mol van de deeltjes in grammen. Bijvoorbeeld, de atoommassa van een waterstofmolecuul (H2) is 2.016 AMU, dus een mol waterstofgas weegt 2.016 gram. Aangezien er 1000 gram in een kilogram zit, is de massa van een mol waterstofgas
(2.016 ÷ 1.000) = 0.002016 = 2.016 × 10^{-3} \text{ kilogram}
Mogelijk hebt u een hoeveelheid deeltjes die geen mol vormen. Uw monster waterstofgas mag bijvoorbeeld slechts 2,52 × 10. wegen-4 kg. U kunt de atomaire massa van waterstof, gemeten in AMU, gebruiken om de fractie van een mol van het gas in uw monster te berekenen. Deel gewoon de massa van uw monster, in kilogram, door de massa van één mol in kilogram. Aangezien één mol waterstofgas een massa heeft van 2.016 × 10-3 kg, en je hebt 2,25 × 10-4 kg, je hebt maar 1/8 mol.
Molaire massa van verbindingen
Om de massa van een verbinding te bepalen, tel je de atomen in de verbinding door naar de chemische formule te kijken. Zoek de massa's op van elk van de atomen waaruit het molecuul bestaat in het periodiek systeem, tel deze massa's bij elkaar op en je hebt de massa van het molecuul in AMU. Dit is ook de massa van één mol van de verbinding in gram. Als u de molaire massa in kilogram wilt, deelt u deze door 1.000.
Voorbeelden
1. Wat is de molaire massa van calciumcarbonaat in kilogram?
De chemische formule van calciumcarbonaat in CaCO3. Uit het periodiek systeem kun je bepalen dat de massa van calcium (Ca) 40,078 AMU is, die van koolstof (C) 12,011 AMU en die van zuurstof (O) 15,999 AMU. Door de massa zuurstof met 3 te vermenigvuldigen en daar de massa koolstof en calcium aan toe te voegen, krijg je de massa van de CaCO3 molecuul, dat is 100,086 AMU. Dit betekent dat een mol calciumcarbonaat een massa heeft van 100,086 gram, dat is:
(100.086 ÷ 1.000) = 0.100086 \text{ kilogram}
2. Hoeveel mol zitten er in een aluminiummonster van 5 kilogram?
Het atoomgewicht van aluminium (Al) is 26,982 AMU, dus een mol van het metaal weegt 26,982 gram of 0,026982 kilogram. Een monster van 5 kilogram bevat:
(5 ÷ 0,026982) = 185,31 \text{ mol}