الكتلة المولية: كيف تحسب ، أمثلة وتمارين حلها - كيمياء - 2025

و الكتلة المولية هي خاصية مكثفة من المواد التي تتعلق بمفهوم الخلد مع قياسات الكتلة. كونها أكثر إيجازًا ، فهي كمية الكتلة المقابلة لمول واحد من المادة ؛ أي ما "يزن" رقم Avogadro (6.022 · 10 ²³) من جسيمات معينة.

سيحتوي مول واحد من أي مادة على نفس عدد الجسيمات (أيونات ، جزيئات ، ذرات ، إلخ) ؛ ومع ذلك ، ستختلف كتلته لأن أبعاده الجزيئية محددة بعدد الذرات والنظائر التي تشكل هيكلها. كلما زادت كتلة الذرة أو الجزيء ، زادت كتلته المولية.

يمكن ملاحظة الفرق بين الكتل المولية للمواد المختلفة بشكل سطحي من خلال الكمية الظاهرة من العينة. المصدر: غابرييل بوليفار.

على سبيل المثال ، افترض أنه تم جمع مول واحد بالضبط لخمسة مركبات مختلفة (الصورة العلوية). باستخدام الميزان ، تم قياس كتلة كل مجموعة ، معبرًا عنها أدناه. هذه الكتلة تتوافق مع الكتلة المولية. من بينها جميعًا ، يحتوي المركب الأرجواني على أخف الجزيئات ، بينما يحتوي المركب الأزرق الداكن على أثقل الجسيمات.

لاحظ أنه يتم عرض اتجاه عام ومبالغ فيه: كلما زادت الكتلة المولية ، قلت كمية العينة التي يجب وضعها في الميزان. ومع ذلك ، فإن حجم المادة هذا يعتمد أيضًا بشكل كبير على حالة تجميع كل مركب وكثافته.

كيف يتم حساب الكتلة المولية؟

تعريف

يمكن حساب الكتلة المولية بناءً على تعريفها: مقدار الكتلة لكل مول من المادة:

M = جرامات من المادة / مول من المادة

في الواقع ، g / mol هي الوحدة التي يتم فيها التعبير عن الكتلة المولية عادةً ، جنبًا إلى جنب مع kg / mol. وهكذا ، إذا عرفنا عدد المولات التي لدينا لمركب أو عنصر ، وقمنا بوزنها ، فسنصل مباشرة إلى كتلتها المولية عن طريق تطبيق قسمة بسيطة.

عناصر

لا تنطبق الكتلة المولية على المركبات فحسب ، بل تنطبق أيضًا على العناصر. مفهوم الشامات لا يميز على الإطلاق. لذلك ، بمساعدة الجدول الدوري ، نحدد الكتل الذرية النسبية لعنصر مهم ، ونضرب قيمته في 1 جم / مول ؛ هذا هو ثابت أفوجادرو، M _U.

على سبيل المثال ، الكتلة الذرية النسبية للسترونشيوم هي 87.62. إذا أردنا الحصول على كتلتها الذرية ، فستكون 87.62 amu ؛ ولكن إذا كان ما نبحث عنه هو كتلته المولية ، فسيكون 87.62 جم / مول (87.62 · 1 جم / مول). وبالتالي ، يتم الحصول على الكتل المولية لجميع العناصر الأخرى بنفس الطريقة ، دون الحاجة إلى إجراء مثل هذا الضرب.

مجمعات سكنية

الكتلة المولية للمركب لا تزيد عن مجموع الكتل الذرية النسبية للذرات مضروبا M _U.

على سبيل المثال ، جزيء الماء ، H ₂ O ، له ثلاث ذرات: اثنتان من الهيدروجين والأكسجين. الكتل الذرية النسبية لـ H و O هي 1.008 و 15.999 على التوالي. وهكذا نضيف كتلها عن طريق الضرب في عدد الذرات الموجودة في جزيء المركب:

2 ح (1.008) = 2.016

1 O (15999) = 15999

M (H ₂ O) = (2.016 + 15999) 1 جم / مول = 18.015 جم / مول

من الشائع إلى حد ما حذف M _U في النهاية:

M (H ₂ O) = (2.016 + 15999) = 18.015 جم / مول

من المعروف أن الكتلة المولية تحتوي على وحدات جم / مول.

أمثلة

تم ذكر واحدة من أشهر الكتل المولية: كتلة الماء ، 18 جم / مول. أولئك الذين هم على دراية بهذه الحسابات يصلون إلى نقطة يمكنهم فيها حفظ بعض الكتل المولية دون الحاجة إلى البحث عنها أو حسابها كما تم القيام به أعلاه. بعض هذه الكتل المولية ، التي تُستخدم كأمثلة ، هي كالتالي:

-O ₂: 32 غرام / مول

-N ₂: 28 جم / مول

-NH ₃: 17 جم / مول

-CH ₄: 16 جم / مول

-co ₂: 44 جم / مول

-HCl: 36.5 جم / مول

- H ₂ SO ₄: 98 جم / مول

- CH ₃ COOH: 60 جم ​​/ مول

- Fe: 56 جم / مول

لاحظ أنه تم تقريب القيم المعطاة. ولأغراض أكثر دقة ، يجب التعبير عن الكتل المولية بمنازل عشرية أكثر وحسابها بالكتل الذرية النسبية الصحيحة والدقيقة.

تمارين محلولة

التمرين 1

من خلال الطرق التحليلية ، تم تقدير أن محلول عينة يحتوي على 0.0267 مول من المادة التحليلية D. أيضًا ، من المعروف أن كتلتها تعادل 14٪ من عينة تبلغ كتلتها الإجمالية 76 جرامًا. احسب الكتلة المولية للحليلة المفترضة D.

يجب أن نحدد كتلة D المذابة في المحلول. ننتقل:

الكتلة (د) = 76 جم 0.14 = 10.64 جم د

وهذا يعني أننا نحسب 14٪ من 76 جرامًا من العينة ، والتي تتوافق مع جرامات التحليل D. ثم ، وأخيرًا ، نطبق تعريف الكتلة المولية ، نظرًا لأن لدينا بيانات كافية لحسابها:

م (د) = 10.64 جم د / 0.0267 مول د

= 398.50 جم / مول

والذي يترجم إلى: مول واحد (6.022 · 10 ²³) من جزيئات Y له كتلة تساوي 398.50 جرامًا. بفضل هذه القيمة ، يمكننا معرفة مقدار Y الذي نريد أن نثقل كاهل الميزان في حال أردنا ، على سبيل المثال ، تحضير محلول بتركيز مولاري 5 · 10 ^-3 M ؛ أي إذابة 0.1993 جرام من Y في لتر واحد من المذيب:

5 10 ^-3 (مول / لتر) (398.50 جم / مول) = 0.1993 جم Y

تمرين 2

احسب الكتلة المولية لحمض الستريك مع العلم أن صيغته الجزيئية هي C ₆ H ₈ O ₇.

تسهل الصيغة نفسها C ₆ H ₈ O ₇ فهم الحساب ، لأنها تخبرنا على الفور بعدد ذرات C و H و O الموجودة في حامض الستريك. لذلك نكرر نفس الخطوة التي تم إجراؤها على الماء:

6 ج (12.0107) = 72.0642

8 ساعات (1008) = 8064

7 O (15999) = 111993

م (حامض الستريك) = 72.0642 + 8.064 + 111.993

= 192.1212 جم / مول

التمرين 3

احسب الكتلة المولية لخماسي هيدرات كبريتات النحاس ، CuSO ₄ · 5H ₂ O.

نعلم من قبل أن الكتلة المولية للماء هي 18.015 جم / مول. يساعدنا هذا في تبسيط العمليات الحسابية ، لأننا نحذفها في الوقت الحالي ونركز على الملح اللامائي CuSO ₄.

لدينا أن الكتل الذرية النسبية للنحاس والكبريت هي 63.546 و 32.065 على التوالي. باستخدام هذه البيانات ، نواصل العمل بنفس طريقة التمرين 2:

1 نحاس (63.546) = 63.546

1 ج (32،065) = 32،065

4 O (15999) = 63996

م (CuSO ₄) = 63،546 + 32،065 + 63،996

= 159.607 جم / مول

لكننا مهتمون بالكتلة المولية للملح الخماسي المائي ، وليس اللامائي. للقيام بذلك ، يجب أن نضيف كتلة الماء المقابلة إلى النتيجة:

5 H ₂ O = 5 · (18.015) = 90.075

M (CuSO ₄ · 5H ₂ O) = 159.607 + 90.075

= 249.682 جم / مول

المراجع

1. ويتن ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). كيمياء (الطبعة الثامنة). سينجاج ليرنينج.
2. ويكيبيديا. (2020). الكتلة المولية. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
3. نيسا جارسيا. (2020). ما هي الكتلة المولية؟ التعريف والصيغة والأمثلة. دراسة. تم الاسترجاع من: study.com
4. الدكتورة كريستي م. بيلي. (سادس). رياضيات الكيمياء دروس

   العثور الكتلة المولية المستردة من: occc.edu

5. هيلمنستين ، آن ماري ، دكتوراه. (02 ديسمبر 2019). مشكلة مثال الكتلة المولية. تم الاسترجاع من: thinkco.com