Máme $ $ pu {1 g / mol} = \ pu {1 amu} $?
Protože máme, pro hmotnost atomu uhlíku 12, to nazýváme $ m (\ ce {^ 12C}) $, že
$$ m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 amu} $$
a dále
$$ \ pu {1 mol} \ cdot m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 g } $$
proto
$$ m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 amu} = \ pu {12 g / mol} $$
Takže konečně dostaneme ten $ \ pu {1 g / mol} = \ pu {1 amu} $.
Můj učitel chemie mi však říká, že to jsou dvě úplně jiné věci a že jsem zmatený mezi hmotností na atom a hmotou na 6,022 $ \ cdot10 ^ {23} $ atomů. Nechápu jak, a to mě opravdu trápí, takže pomoc je velmi ceněna.
Všimněte si, že to vyžaduje, aby krtek byl číslo (nebo „konstanta“), což může být místo „m špatně.
Odpověď
Máte pravdu, ale aby to bylo trochu jasnější, můžete zahrnout předpokládaný“ atom “ „ve jmenovateli amu:
$$ \ begin {align} m _ {\ ce {C} ^ {12}} & = \ pu {12amu atom ^ -1} \\ \\ m _ {\ ce {C} ^ {12}} & = \ pu {12g mol ^ -1} \\ \\ \ pu {12amu atom ^ -1} & = \ pu {12g mol ^ -1} \\ \\ \ pu {1amu atom ^ -1 } & = \ pu {1g mol ^ -1} \ end {align} $$
Jinými slovy, poměr amu / atom je stejný jako poměr g / mol. Definice amu a moly byly záměrně zvoleny, aby se tak stalo ( Ve skutečnosti jsem překvapen, že to váš učitel nevysvětlil). To nám umožňuje snadno spojit hmoty v atomovém měřítku s hmotami v makroskopickém měřítku.
Chcete-li to zkontrolovat, podívejte se na hmotnost amu při převodu na gramy:
$ \ pu {1amu} = \ pu {1.6605E-24 g} $
Nyní rozdělte jeden gram na jeden mol:
$ \ pu {1g mol ^ -1} = \ frac {\ pu {1 g}} {\ pu {6.022E23 atom}} = \ pu {1,6605E-24 g atom ^ -1} $
Je to stejné číslo! Proto:
$ \ pu {1g mol ^ -1} = \ pu {1 amu atom ^ -1} $
Komentáře
- Děkujeme za vysvětlení. Víte znáte nějaké renomované reference, kde je to uvedeno? Hledal jsem, ale nemohl jsem ' žádné najít.
- Myslím, že by to měla mít každá učebnice obecné chemie – vím, že Tro ' s Chemistry, 3. vydání. to má na straně 71.
- Mělo by to být poznamenal, že amu jako jednotka je zastaralá. Nyní jednotná atomová hmotnostní jednotka u .
- @Martin, což je dobrý bod, ale myslím si, že z větší části ' amu ' se rozumí jednotná atomová hmotnostní jednotka založená na uhlíku-12, nikoli na kyslíku-16. Alespoň jsem vždy viděl ' amu ' a ne ' jednotné amu ' v publikacích za posledních pár desetiletí.
- @thomij I ' jsem opravdu rád, že jste tu stále s námi, Nedávno mi chyběly kvalitní odpovědi. Zmatek je jedním z nejhorších a je to všechno chyba IUPAC / IUPAP '. Měli použít něco úplně jiného. Váš argument však touto změnou neztratí žádnou hodnotu.
Odpověď
Musíte být opatrnější se svými jednotkami. Chybným výsledkem je, že dáváte rovnici hodnoty v amu (míra hmotnosti, jako jsou gramy) s hodnotou v gramech na mol (neměnná vlastnost prvku nebo sloučeniny, bez ohledu na množství, které máte).
Komentáře
- Vyrovnávám je, protože obě jsou hmotou atomu uhlíku a já věřím, že hmotnost atomu uhlík se rovná sobě. Co je na tom špatného? Není ničím výjimečným mít jednotky vyjádřené jinými.
- Podporuji toto tvrzení, technicky není srovnání přesné, hlasoval bych pro něj, pokud by existovalo trochu více vysvětlení.
- Je to ' jako porovnání rychloměru a počítadla kilometrů – měří 2 různé věci. Říci, že auto ujelo 100 mil, není totéž jako říkat, že najelo 100 mil za hodinu.
Odpovědět
Existují dvě věci, které běžně mystifikují studenty přírodních věd:
-
cokoli společného s množstvím látky (nyní nazývané „chemické množství“), krtkem a Avogadrovou konstantou (nebo číslo Avogadro) a
-
co do činění s radianem now-you-see-me-now-you-don „t. Dovolte mi oslovit prvního.
Pokud máme obecný počet entit druhu X (např. X je chemický symbol) představovaný N (X), odpovídající chemické množství X je označeno n (X), což je souhrn N (X) entit.V symbolech: n (X) = N (X) ent, kde ent představuje množství jedné entity (atom, molekula, iont, subatomární částice, …), tj. Entita sama.
Číslo Avogadro je (bezrozměrný) poměr jednoho gramu k jedné „jednotce atomové hmotnosti“ (nyní nazývané dalton, Da): g / Da. Jeden krtek je Avogadro počet entit: mol = (g / Da) ent. Máme tedy důležitý vztah: Da / ent = g / mol = kg / kmol, přesně. Jinými slovy, na atomové úrovni je příslušná jednotka pro hmotnost specifickou pro množství („molární“ hmotnost) dalton na entitu – a vzhledem k definici molu jako počet entit Avogadro je dalton na entitu přesně stejný makroskopické jednotky gram na mol nebo kilogram na kilomol.
Kritickým problémem je, že IUPAC nemá rozpoznaný symbol pro jednu entitu. Někdy je (nesprávně) považována za (bezrozměrnou) jedničku. V takovém případě je „mol“ jednoduše jiný název čísla Avogadro: „mol = g / Da“. V tomto případě máme (nesprávný) vztah: „Da = g / mol“. Tabulky „atomových hmotností“ uvádějí číselné hodnoty hmotností atomového měřítka v daltonech – např. Ar (O) = ma (O) / Da = 16. Odpovídající množství specifické hmotnosti je M (O) = 16 Da / ent; a to se (přesně) rovná 16 g / mol nebo 16 kg / kmol.