Staal, een veelgebruikt materiaal in moderne machines en consumptiegoederen dat wordt gebruikt vanwege zijn sterkte en weerstand tegen corrosie, is een legering van ijzer en verschillende andere elementen, zoals koolstof of silicium. Hoewel alle staallegeringen ijzer bevatten, hangt de verhouding van andere elementen tot ijzer af van het type staal. Dientengevolge, de molaire massa - een chemische meting die wordt gebruikt om de massa van een bepaald aantal moleculen van een element of verbinding -- van staal varieert sterk, afhankelijk van het type staal in vraag.
Molaire massa in verbindingen
Molaire massa is een maat voor de massa van één mol van een element of verbinding. Gedefinieerd door het getal van Avogadro, is één mol ongeveer gelijk aan 6,02 x 10 verhoogd tot de 23e, een enorme getal dat wordt gebruikt om de oneindig kleine massa van een molecuul een meer praktische waarde in de toegepaste chemie te maken. De molaire massa van koolstof zou bijvoorbeeld de massa van 6,02 x 10 zijn, verheven tot de 23e koolstofmoleculen. Molaire massa's worden vermeld op het periodiek systeem der elementen onder elk element, en de molaire massa's van verbindingen afgeleid van talrijke elementen, zoals NaCl, kan worden berekend door de molmassa's van de twee moleculen in de verbinding op te tellen en het resultaat te vermenigvuldigen met het getal van Avogadro.
Molaire massa in mengsels en legeringen
Strikt genomen hebben chemische mengsels of legeringen, omdat ze de fysieke vermenging van elementen of verbindingen omvatten zonder de delen op moleculair niveau te binden, geen molecuulmassa. Dat gezegd hebbende, alle chemisch afzonderlijke samenstellende delen van een mengsel of legering hebben een overeenkomstige molaire massa, die kan worden berekend en gebruikt om de molaire massa te benaderen voor toegepaste berekeningen in velden zoals: techniek. Als legering heeft staal geen eigen chemische vergelijking, maar elke staalsoort is gemaakt van verschillende percentages elementen. De molaire massa van elk van deze elementen, vermenigvuldigd met het percentage van elk element in de legering en bij elkaar opgeteld om rekening te houden voor 100 procent van het monster, kan u een algemeen idee geven van wat de molaire massa van staal zou zijn voor theoretische overweging.
De diversiteit van staal
Gezien het brede scala aan toepassingen, kent staal een aanzienlijk aantal variaties, elk met zijn eigen specifieke mengsel van ijzer en andere elementen. Elektrisch (silicium) staal is bijvoorbeeld een legering die ongeveer 97,6 procent staal, 2 procent silicium en 0,4 procent koolstof bevat. Alle soorten staal zijn echter overwegend gemaakt van ijzer, waarbij bijna alle legeringen meer dan 75 procent ijzer bevatten en de overgrote meerderheid meer dan 90 procent van het element in gewicht. De staalsoorten die worden gebruikt voor structurele bouwondersteuningen zijn meestal meer dan 99 procent ijzer. Deze diversiteit betekent dat fysieke kenmerken zoals massa variëren tussen staalsoorten, hoewel sommige generalisaties mogelijk zijn.
Algemene benadering: molaire massa van ijzer
Vanwege het grote percentage ijzer in alle soorten staal, kan de molecuulmassa van ijzer een algemene benadering geven voor de massa van staal als een hypothetische verbinding. Volgens het periodiek systeem is de molaire massa van ijzer 55,845 gram/mol. In staallegeringen die minder dan 1 procent andere elementen bevatten, zal deze meting bijna de hypothetische molaire massa van staal opleveren. In gevallen waarin andere elementen een grotere rol spelen in de legering, kunnen de getallen worden aangepast om een bepaald percentage andere molmassa's weer te geven.