5 Kemiska beräkningar: Massa, molmassa och substansmängd
Molmassa – massan per mol av ett ämne
#^{2}# Definitionen av #1 # mol kommer antagligen att ändras så att den inte längre baseras på massan av exakt #12 # g #^{12}# C. Det är på förslag att innebörden av enheten #1 # mol är den substansmängd som består av #6,02214076 \cdot 10^{23} # formelenheter av ämnet.
Då definitionen av enheten #1 # u utgår från att en atom av kolisotopen #^{12}# C har massan exakt #12 # u, har man valt att även basera definitionen av substansmängden #1 # mol på kolisotopen #^{12}# C #^{2}. 1 # mol innehåller samma antal formelenheter som det finns kolatomer i exakt #12 # g av kolisotopen #^{12}# C.
Atommassan för kol är #12,01 # u och #1 # mol kolatomer väger #12,01 # g. För alla grundämnen gäller, att det mätetal som anger atommassan i enheten u även gäller för massan i enheten g av en mol av ämnet. Substansmängden #1 # mol är med andra ord väldigt praktisk, eftersom det går lätt att "översätta" atommassan för ett ämne till massan av en mol av ämnet. Massan per mol av ett ämne kallas ämnets molmassa. Det är en storhet som betecknas med # M # och har enheten #1 # g/mol som också skrivs #1 # g #\cdot # mol #^{-1}. # Molmassan är kvoten av massan och substansmängden.
Ett ämnes molmassa är massan av #1 # mol av ämnet. Enhet: #1 # g/mol.
#{\text{molmassa}} = \frac{{{\text{massa}}}}{{{\text{substansmängd}}}}# #M = \frac{m}{n}#
Varje bägare innehåller #1 # mol av ett ämne, från vänster strösocker, nickelklorid, kopparsulfat, kaliumpermanganat, koppar och järn.
För att ta reda på vilken molmassa ett ämne har använder man en tabell, eller uppgifterna om mätetalen för atommassor i det periodiska systemet. Mätetalet för atommassa, med enheten #1 # u, används också som mätetalet för molmassa med enheten #1 # g/mol.
Molmassan, uttryckt i g/mol, och formelmassan, uttryckt i u, har samma mätetal.
Formelmassor och molmassor för några ämnen
Ämne | Formel | Formelmassa | Molmassa |
kol | C | #12,0 # u | #12,0 # g/mol |
syre | O2 | #32,0 # u | #32,0 # g/mol |
koldioxid | CO2 | #44,0 # u | #44,0 # g/mol |
kvävedioxid | NO2 | #46,0 # u | #46,0 # g/mol |
metan | CH4 | #16,0 # u | #16,0 # g/mol |
etanol | C2H5OH | #46,1 # u | #46,1 # g/mol |
natriumklorid | NaCl | #58,5 # u | #58,5 # g/mol |
kristalliserat kopparsulfat | CuSO4#\cdot5 #H2O | #250 # u | #250 # g/mol |
Eftersom #1 # mol kol väger cirka #12 # g, väger #2 # mol kol dubbelt så mycket, alltså #24 # g. Substansmängden #3 # mol kol väger #3 # mol #\cdot 12 # g/mol #= 36 # g.
Om man vet hur stor substansmängd som behövs av ett ämne och vilken molmassa ämnet har, kan man beräkna vilken massa av ämnet som behövs. Därefter kan man väga upp ämnet.
Mellan massan #( m ), # substansmängden #( n ) # och molmassan #( M ) # gäller följande samband:
m #= # M #\cdot # n #M = \frac{m}{n}# #n = \frac{m}{M}#
massa #= # molmassa #\cdot # substansmängd | |
beteckning | # m # |
enhet | #1 # g |
samband | m #= # M #\cdot # n |
Här följer några exempel som visar hur man utför beräkningar med hjälp av sambanden ovan. Det är viktigt att alltid ta med enheterna i beräkningarna!