Individuelle atomer og molekyler, materiens byggesteiner, er for små til å måles ved hjelp av makroskopisk instrumenter eller enheter, slik at forskere uttrykker masse ved hjelp av atommasseenheter, vanligvis forkortet til amu eller AMU. I den virkelige verden ville imidlertid bruk av atommasseenheter være upraktisk på grunn av bazillioner av atomer og molekyler som utgjør makroskopiske mengder. Ved å erkjenne dette definerte forskere AMU på en slik måte at konverteringen fra mikroskopiske til makroskopiske mengder ble enkel. Massen til et atom eller molekyl i AMU er lik massen til ett mol av atomene eller molekylene i gram. Ett gram er en tusendels kilo.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Massen til et element eller molekyl i atommasseenheter er lik massen av et mol av de samme partiklene i gram. Del tallet på 1000 for å få molarmassen i kilo.
Hva er en føflekk?
En føflekk er et veldig stort antall atomer eller molekyler. Dette store antallet, kjent som Avogadros nummer, er 6,02 × 1023. Dette tallet er bestemt gjennom en serie eksperimenter utført over en periode på ca 100 år av forskjellige forskere. En føflekk er for den makroskopiske verdenen hva en individuell partikkel er for den mikroskopiske verden med en forskjell: Du kan bryte en føflekk i fraksjoner, men du kan ikke gjøre det mot en partikkel som et atom eller molekyl uten å endre det til noe ellers.
Et mol av hydrogengass
Regelen er at massen til en partikkel i AMU er lik massen til et mol av partiklene i gram. For eksempel atommassen til et hydrogenmolekyl (H2) er 2.016 AMU, så en mol hydrogengass veier 2.016 gram. Siden det er 1000 gram per kilo, er massen av et mol hydrogengass
(2.016 ÷ 1.000) = 0.002016 = 2.016 × 10 ^ {- 3} \ tekst {kilo}
Du kan ha en mengde partikler som ikke utgjør et føflekk. Eksempelvis kan prøven av hydrogengass bare veie 2,52 × 10-4 kg. Du kan bruke atommassen av hydrogen, målt i AMU, for å beregne brøkdelen av et mol av gassen i prøven din. Bare del massen av prøven din, i kilogram, med massen av en mol i kilo. Siden en mol hydrogengass har en masse på 2.016 × 10-3 kg, og du har 2,25 × 10-4 kg, har du bare 1/8 mol.
Molær masse av forbindelser
For å bestemme massen til en forbindelse teller du atomene i forbindelsen ved å se på den kjemiske formelen. Slå opp massene til hvert av atomene som utgjør molekylet i det periodiske systemet, legg sammen disse massene, så får du massen av molekylet i AMU. Dette er også massen av en mol av forbindelsen i gram. Hvis du vil ha den molare massen i kilo, kan du dele med 1000.
Eksempler
1. Hva er molarmassen av kalsiumkarbonat i kg?
Den kjemiske formelen av kalsiumkarbonat i CaCO3. Fra det periodiske systemet kan du bestemme at massen av kalsium (Ca) skal være 40.078 AMU, at karbon (C) skal være 12.011 AMU og at oksygen (O) skal være 15.999 AMU. Ved å multiplisere oksygenmassen med 3 og legge til massene av karbon og kalsium, får du massen av CaCO3 molekyl, som er 100,086 AMU. Dette betyr at en mol kalsiumkarbonat har en masse på 100,086 gram, som er:
(100.086 ÷ 1.000) = 0.100086 \ tekst {kilo}
2. Hvor mange føflekker er det i en prøve av aluminium som veier 5 kg?
Atomvekten til aluminium (Al) er 26,982 AMU, så en mol av metallet veier 26,982 gram eller 0,026982 kilo. En prøve som veier 5 kg inneholder
(5 ÷ 0,026982) = 185,31 \ tekst {mol}