Har vi den $ \ pu {1 g / mol} = \ pu {1 amu} $?
Fordi vi for massen af et atom af kulstof 12 kalder det $ m (\ ce {^ 12C}) $, det
$$ m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 amu} $$
og desuden
$$ \ pu {1 mol} \ cdot m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 g } $$
derfor
$$ m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 amu} = \ pu {12 g / mol} $$
Så endelig får vi den $ \ pu {1 g / mol} = \ pu {1 amu} $.
Men min kemilærer lærer mig, at det er to helt forskellige ting og at jeg er forvirret mellem massen pr. atom og massen pr. $ 6,022 \ cdot10 ^ {23} $ atomer. Jeg kan ikke forstå, hvordan, og dette er virkelig aflyttende for mig, så hjælp er meget værdsat.
Bemærk at dette kræver, at muldvarpen skal være et tal (eller en “konstant”), hvilket kan være, hvor jeg “m forkert.
Svar
Du har ret, men for at gøre det lidt mere klart kan du medtage det antagne” atom “i nævneren for amu:
$$ \ begin {align} m _ {\ ce {C} ^ {12}} & = \ pu {12amu atom ^ -1} \\ \\ m _ {\ ce {C} ^ {12}} & = \ pu {12g mol ^ -1} \\ \\ \ pu {12amu atom ^ -1} & = \ pu {12g mol ^ -1} \\ \\ \ pu {1amu atom ^ -1 } & = \ pu {1g mol ^ -1} \ end {align} $$
Med andre ord, forholdet mellem amu / atom er det samme som forholdet mellem g / mol. Definitionerne af amu og mol blev bevidst valgt for at få det til at ske ( Jeg er overrasket over, at din lærer faktisk ikke forklarede dette). Dette giver os mulighed for let at relatere masser på atomskalaen til masser på den makroskopiske skala.
For at kontrollere dette skal du se på massen af en amu, når den konverteres til gram:
$ \ pu {1amu} = \ pu {1.6605E-24 g} $
Nu divideres et gram med en muldvarp:
$ \ pu {1g mol ^ -1} = \ frac {\ pu {1 g}} {\ pu {6.022E23 atom}} = \ pu {1.6605E-24 g atom ^ -1} $
Det er det samme nummer! Derfor:
$ \ pu {1g mol ^ -1} = \ pu {1 amu atom ^ -1} $
Kommentarer
- Tak for afklaringen. Ved du det kender enhver velrenommeret reference, hvor dette er angivet? Jeg søgte, men kunne ikke ‘ ikke finde nogen.
- Jeg synes, at enhver generel kemibøger bør have den – jeg ved, at Tro ‘ s Chemistry, 3. udgave. har det på side 71.
- Det burde være bemærkede, at amu som en enhed er forældet. Nu er samlet atommassenhed u skal bruges i stedet.
- @Martin det er et godt punkt, men jeg synes, at for det meste ‘ amu ‘ forstås at være den samlede atommasseenhed baseret på carbon-12, ikke oxygen-16. Jeg har i det mindste altid set ‘ amu ‘ og ikke ‘ samlet amu ‘ i publikationer inden for de sidste par årtier.
- @thomij Jeg ‘ er virkelig glad for at du stadig er hos os her, Jeg savnede dig kvalitetssvar for nylig. Forvirringen er en af de værste, og det er alt IUPAC / IUPAP ‘ s fejl. De skulle have brugt noget helt andet. Dit argument mister dog ingen værdi gennem denne ændring.
Svar
Du skal være mere forsigtig med dine enheder. Det fejlagtige resultat er, at du sidestiller en værdi i amu (et mål for masse, som gram) med en værdi i gram pr. Mol (en invariant egenskab af et element eller en forbindelse, uanset den mængde du har).
Kommentarer
- Jeg sidestiller dem, da de begge er massen af et atom af kul, og jeg tror, at massen af et atom af kulstof er lig med sig selv. Hvad er der galt med det? Det er ikke noget usædvanligt at have enheder udtrykt i form af andre.
- Jeg støtter denne påstand, teknisk set er sammenligningen ikke nøjagtig, jeg ville opfordre dette, hvis der var lidt mere forklaring.
- Det ‘ er som at sammenligne et speedometer og et kilometertæller – de måler 2 forskellige ting. At sige, at en bil er gået 100 miles, er ikke det samme som at sige, at den er gået 100 miles i timen.
Svar
Der er to ting, der rutinemæssigt mystificerer naturfagsstuderende:
-
alt hvad der har at gøre med mængden af stof (nu kaldes “kemisk mængde”), muldvarpen og Avogadro-konstanten (eller Avogadro-nummeret) og
-
alt hvad der har at gøre med den nu-du-ser-mig-nu-du-ikke-radian. Lad mig tale til den første.
Hvis vi har et generelt antal enheder af typen X (f.eks. X er det kemiske symbol) repræsenteret af N (X), angives den tilsvarende kemiske mængde X n (X), som er et aggregat af N (X) enheder.I symboler: n (X) = N (X) ent, hvor ent repræsenterer en mængde af en enhed (atom, molekyle, ion, subatomær partikel, …), dvs. selve enheden.
Avogadro-tallet er (dimensionsløst) forholdet mellem et gram og en “atommasseenhed” (nu kaldet dalton, Da): g / Da. En mol er et Avogadro antal enheder: mol = (g / Da) ent. Således har vi det vigtige forhold: Da / ent = g / mol = kg / kmol, nøjagtigt. Med andre ord, på atomniveau er den passende enhed for mængdespecifik masse (“molær” masse) dalton pr. Enhed – og på grund af moldefinitionen som et Avogadro-antal enheder er dalton pr. Enhed nøjagtigt lig med de makroskopiske enheder gram pr. mol eller kilogram pr. kilomol.
Det kritiske problem er, at IUPAC ikke har et anerkendt symbol for en enhed. Det betragtes undertiden (forkert) som det (dimensionsløse) nummer et. I hvilket tilfælde er “muldvarp” blot et andet navn for Avogadro-nummeret: “mol = g / Da”. I dette tilfælde har vi det (forkerte) forhold: “Da = g / mol”. Tabeller med “atomvægte” viser de numeriske værdier for masser i atomskala i dalton – f.eks. Ar (O) = ma (O) / Da = 16. Den tilsvarende mængdespecifikke masse er M (O) = 16 Da / ent; og dette er (nøjagtigt) lig med 16 g / mol eller 16 kg / kmol.