Har vi den $ \ pu {1 g / mol} = \ pu {1 amu} $?
Fordi vi, for massen av et atom av karbon 12, kaller det $ m (\ ce {^ 12C}) $, at
$$ m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 amu} $$
og videre
$$ \ pu {1 mol} \ cdot m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 g } $$
derfor
$$ m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 amu} = \ pu {12 g / mol} $$
Så til slutt får vi den $ \ pu {1 g / mol} = \ pu {1 amu} $.
Imidlertid forteller kjemilæreren meg at det er to helt forskjellige ting og at jeg er forvirret mellom massen per atom og massen per $ 6,022 \ cdot10 ^ {23} $ atomer. Jeg kan ikke forstå hvordan, og dette er veldig galt, så hjelp er veldig verdsatt.
Merk at dette krever at føflekken skal være et tall (eller en «konstant»), som kan være der jeg «m feil.
Svar
Du har rett, men for å gjøre det litt tydeligere kan du inkludere det antatte» atomet «i nevneren til amu:
$$ \ begin {align} m _ {\ ce {C} ^ {12}} & = \ pu {12amu atom ^ -1} \\ \\ m _ {\ ce {C} ^ {12}} & = \ pu {12g mol ^ -1} \\ \\ \ pu {12amu atom ^ -1} & = \ pu {12g mol ^ -1} \\ \\ \ pu {1amuatom ^ -1 } & = \ pu {1g mol ^ -1} \ end {align} $$
Med andre ord, forholdet mellom amu / atom er det samme som forholdet mellom g / mol. Definisjonene av amu og mol ble med vilje valgt for å få det til å skje ( Jeg overrasket at læreren din ikke forklarte dette, faktisk). Dette gjør at vi enkelt kan relatere massene i atomskalaen til massene på den makroskopiske skalaen.
For å sjekke dette, se på massen til en amu når den konverteres til gram:
$ \ pu {1amu} = \ pu {1.6605E-24 g} $
Nå deler du ett gram med en føflekk:
$ \ pu {1g mol ^ -1} = \ frac {\ pu {1 g}} {\ pu {6.022E23 atom}} = \ pu {1.6605E-24 g atom ^ -1} $
Det er samme nummer! Derfor:
$ \ pu {1g mol ^ -1} = \ pu {1 amu atom ^ -1} $
Kommentarer
- Takk for avklaringen. Vet du kjenner noen anerkjente referanser der dette er oppgitt? Jeg søkte men kunne ikke ‘ t finne noen.
- Jeg tror at en hvilken som helst generell kjemi-lærebok burde ha den – jeg vet at Tro ‘ s Chemistry, 3. utg. har det på side 71.
- Det burde være bemerket at amu som en enhet er utfaset. Nå enhetlig atommasseenhet u bør brukes i stedet.
- @Martin det er et godt poeng, men jeg tror at for det meste ‘ amu ‘ forstås å være den enhetlige atommasseenheten basert på karbon-12, ikke oksygen-16. Jeg har i det minste alltid sett ‘ amu ‘ og ikke ‘ enhetlig amu ‘ i publikasjoner de siste tiårene.
- @thomij Jeg ‘ er veldig glad for at du fremdeles er med oss her, Jeg savnet kvalitetssvarene dine nylig. Forvirringen er en av de verste, og det er alt IUPAC / IUPAP ‘ s feil. De burde ha brukt noe helt annet. Argumentet ditt mister imidlertid ingen verdi gjennom den endringen.
Svar
Du må være mer forsiktig med enhetene dine. Det feilaktige resultatet er at du likestiller en verdi i amu (et mål på masse, som gram) med en verdi i gram per mol (en uforanderlig egenskap til et grunnstoff eller en forbindelse, uavhengig av mengden du har).
Kommentarer
- Jeg likestiller dem siden de begge er massen til et atom av karbon, og jeg tror at massen til et atom av karbon er lik seg selv. Hva er galt med det? Det er ikke noe eksepsjonelt å ha enheter uttrykt i termer av andre.
- Jeg støtter denne påstanden, teknisk sett er sammenligningen ikke nøyaktig, jeg vil anbefale dette, hvis det var litt mer forklaring.
- Det ‘ er som å sammenligne et speedometer og et kilometerteller – de måler 2 forskjellige ting. Å si at en bil har gått 100 miles er ikke det samme som å si at den har gått 100 miles i timen.
Svar
Det er to ting som rutinemessig mystifiserer naturfagsstudenter:
-
alt som har med stoffmengde å gjøre (nå skal det kalles «kjemisk mengde»), føflekken og Avogadro-konstanten (eller Avogadro-nummeret), og
-
hva som helst å gjøre med radianen nå-du-ser-meg-nå-du-ikke. La meg ta den første.
Hvis vi har et generelt antall enheter av typen X (f.eks. X er det kjemiske symbolet) representert av N (X), blir den tilsvarende kjemiske mengden X betegnet med n (X), som er et aggregat av N (X) enheter.I symboler: n (X) = N (X) ent, der ent representerer en mengde av en enhet (atom, molekyl, ion, subatomær partikkel, …), dvs. enheten selv.
Avogadro-tallet er det (dimensjonsløse) forholdet mellom ett gram og en «atommasseenhet» (nå kalt dalton, Da): g / Da. Én mol er et Avogadro antall enheter: mol = (g / Da) ent. Dermed har vi det viktige forholdet: Da / ent = g / mol = kg / kmol, nøyaktig. Med andre ord, på atomnivå, er den riktige enheten for mengdespesifikk masse («molær» masse) dalton per enhet – og på grunn av moldefinisjonen som et Avogadro-antall enheter er dalton per enhet nøyaktig lik makroskopiske enheter gram per mol eller kilogram per kilomol.
Det kritiske problemet er at IUPAC ikke har et anerkjent symbol for en enhet. Det blir noen ganger (feil) tenkt på som den (dimensjonsløse) nummer én. I så fall er «føflekken» bare et annet navn for Avogadro-nummeret: «mol = g / Da». I dette tilfellet har vi (feil) forhold: «Da = g / mol». Tabeller over «atomvekter» viser de numeriske verdiene til masser av atomskala i dalton – f.eks. Ar (O) = ma (O) / Da = 16. Den tilsvarende mengdespesifikke massen er M (O) = 16 Da / ent; og dette er (nøyaktig) lik 16 g / mol eller 16 kg / kmol.