Masse molaire comment il est calculé, exemples et exercices résolus

La Masse molaire Il s'agit d'une propriété intensive de la matière qui relie le concept de MOL aux mesures de masse. Étant plus concis, c'est la quantité de masse correspondant à une mole de substance; c'est-à-dire ce qui «pèse» un numéro Avogadro, (6.022 · 10²³) de certaines particules.

Une mole de toute substance contiendra le même nombre de particules (ions, molécules, atomes, etc.)); Cependant, sa masse variera car ses dimensions moléculaires sont définies par le nombre d'atomes et d'isotopes qui composent sa structure. Plus l'atome ou la molécule est de masse, plus sa masse molaire est grande.

La différence entre les masses molaires de diverses substances peut être remarquée superficiellement par la quantité apparente de leur échantillon. Source: Gabriel Bolívar.

Par exemple, supposons que exactement une mol se réunit pour cinq composés différents (image supérieure). En utilisant un équilibre, la pâte a été mesurée pour chaque cluster, exprimée ci-dessous. Cette masse correspond à la pâte molaire. De tous, le composé violet est celui avec les particules plus légères, tandis que le composé bleu foncé, les particules les plus lourdes.

Notez qu'une tendance généralisée et exagérée est montrée: plus la masse molaire est grande, plus la quantité d'échantillon doit être placée dans la solde. Cependant, ce volume de matière dépend également considérablement de l'état d'agrégation de chaque composé et de sa densité.

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Comment la pâte molaire est-elle calculée?

Définition

La masse molaire peut être calculée à partir de sa définition: quantité de masse par mole de substance:

M = grammes de substance / mol de substance

En fait, G / Mol est l'unité dans laquelle la masse molaire est généralement exprimée, à côté de kg / mol. Ainsi, si nous savons combien de moles que nous avons d'un composé ou d'un élément, et que nous le pesons, nous atteindrons sa masse molaire en appliquant une division simple.

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La masse molaire s'applique non seulement aux composés, mais aussi aux éléments. Le concept de taupes ne fait pas de discrimination du tout. Par conséquent, à l'aide d'un tableau périodique, nous plaçons les masses atomiques relatives pour un élément d'intérêt et multiplions sa valeur de 1 g / mol; C'est, la constante d'Avogadro, M_OU.

Par exemple, la masse atomique relative du strontium est de 87,62. Si nous voulons avoir sa masse atomique, ce serait 87,62 Uma; Mais si ce que nous recherchons est sa masse molaire, alors ce sera 87,62 g / mol (87,62 · 1 g / mol). Et donc, les masses molaires de tous les autres éléments sont obtenues de la même manière, sans même faire une telle multiplication.

Composés

La masse molaire d'un composé n'est rien de plus que la somme des masses atomiques relatives de ses atomes multipliés par M_OU.

Par exemple, la molécule d'eau, h₂Ou, il a trois atomes: deux d'hydrogène et un d'oxygène. Les masses atomiques relatives de H et O sont respectivement de 1 008 et 15 999. Ainsi, nous ajoutons ses masses en multiplié par le nombre d'atomes présents dans la molécule composée:

2 H · (1,008) = 2 016

1 o · (15 999) = 15 999

M(H₂O) = (2,016 + 15 999) · 1 g / mol = 18 015 g / mol

C'est une pratique assez courante pour omettre M_OU à la fin:

M(H₂O) = (2,016 + 15 999) = 18 015 g / mol

Il est entendu que la pâte molaire a des unités de g / mol.

Exemples

L'une des masses molaires les plus connues vient d'être mentionnée: l'eau, 18 g / mol. Ceux qui se familiarisent avec ces calculs atteignent un point où ils sont capables de mémoriser certaines masses molaires sans les rechercher ou les calculer comme cela a été fait. Certaines de ces masses molaires, qui servent d'exemples, sont les suivantes:

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-SOIT₂: 32 g / mol

-N₂: 28 g / mol

-NH₃: 17 g / mol

-Ch₄: 16 g / mol

-CO₂: 44 g / mol

-HCl: 36,5 g / mol

-H₂Swin₄: 98 g / mol

-Ch₃COOH: 60 g / mol

-Foi: 56 g / mol

Notez que les valeurs données sont arrondies. À des fins plus précises, les masses molaires avec plus de décimales doivent être exprimées et calculées avec des masses atomiques relatives dues et exactes.

Exercices résolus

Exercice 1

Grâce à des méthodes analytiques, il a été estimé qu'une solution d'échantillon contient 0,0267 moles d'analyte D. Il est également connu que sa masse correspond à 14% d'un échantillon dont la masse totale est de 76 grammes. Calculez la masse molaire de l'analyte présumé D.

Nous devons déterminer la masse de D qui est dissoute dans la solution. Nous procédons:

Masse (d) = 76 g · 0,14 = 10,64 g d

C'est-à-dire que nous calculons 14% des 76 grammes de l'échantillon, qui correspondent aux grammes de l'analyte D. Ensuite, et enfin, nous appliquons la définition de la masse molaire, car nous avons suffisamment de données pour les calculer:

M(D) = 10,64 g d / 0,0267 moles d

= 398,50 g / mol

Ce qui se traduit comme: une mol (6.022 · 10²³) De et a une masse égale à 398,50 grammes. Grâce à cette valeur, nous pouvons savoir dans quelle mesure et nous voulons peser sur l'équilibre au cas où nous souhaiterons, par exemple, préparer une solution d'une concentration molaire de 5 · 10^-3 M; c'est-à-dire dissoudre 0,1993 grammes de et dans un litre de solvant:

5 · 10^-3 (mol / l) · (398,50 g / mol) = 0,1993 g et

Exercice 2

Calculez la masse molaire d'acide citrique en sachant que sa formule moléculaire est c₆H₈SOIT₇.

La même formule C₆H₈SOIT₇ Il facilite la compréhension du calcul, car il nous dit une fois le nombre d'atomes de C, H et ou qu'il y a dans l'acide d'agrumes. Par conséquent, nous répétons la même étape faite pour l'eau:

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6 C · (12 0107) = 72 0642

8 H · (1 008) = 8 064

7 o · (15 999) = 111 993

M(acide citrique) = 72 0642 + 8,064 + 111 993

= 192 1212 g / mol

Exercice 3

Calculez la pâte molaire du sulfate de cuivre pentahydraté, Cuo₄· 5h₂SOIT.

Nous savons avant que la masse molaire d'eau ne soit 18 015 g / mol. Cela sert à simplifier les calculs, car nous l'omettre pour le moment et nous concentrer sur le sel anhydre cuo₄.

Nous avons que les masses atomiques relatives de cuivre et de soufre sont respectivement de 63 546 et 32 ​​065. Avec ces données, nous procédons de la même manière qu'avec l'exercice 2:

1 cu · (63 546) = 63 546

1 s · (32 065) = 32 065

4 o · (15 999) = 63 996

M(Cuso₄) = 63 546 + 32 065 + 63 996

= 159 607 g / mol

Mais nous nous intéressons à la pâte molaire du sel de pentahydrate, pas à l'anhydre. Pour ce faire, nous devons ajouter au résultat la masse correspondante de l'eau:

5 h₂O = 5 · (18 015) = 90,075

M(Cuso₄· 5h₂O) = 159 607 + 90,075

= 249 682 g / mol

Les références

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chimie. (8e Ed.). Cengage Learning.
2. Wikipédia. (2020). Masse molaire. Récupéré de: dans.Wikipédia.org
3. Nissa Garcia. (2020). Qu'est-ce que la masse molaire? Définition, formule et examens. Étude. Récupéré de: étudier.com
4. Docteur. Kristy M. Baiey. (s.F.). Tutoriel de stoechiométrie
   Trouver la masse molaire. Récupéré de: OCC.Édu
5. Helmestine, Anne Marie, Ph.D. (2 décembre 2019). Exemple de masse molaire. Récupéré de: Thoughtco.com