Hebben we dat $ \ pu {1 g / mol} = \ pu {1 amu} $?
Omdat we, voor de massa van een koolstofatoom 12, het $ m (\ ce {^ 12C}) $ noemen, dat
$$ m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 amu} $$
en verder
$$ \ pu {1 mol} \ cdot m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 g } $$
daarom
$$ m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 amu} = \ pu {12 g / mol} $$
Dus eindelijk begrijpen we dat $ \ pu {1 g / mol} = \ pu {1 amu} $.
Maar mijn scheikundeleraar vertelt me dat dit twee totaal verschillende dingen zijn en dat ik in de war ben tussen de massa per atoom en de massa per $ 6,022 \ cdot10 ^ {23} $ atomen. Ik begrijp niet hoe, en dit zit me echt dwars, dus hulp wordt zeer op prijs gesteld.
Houd er rekening mee dat hiervoor de mol een getal (of een constante) moet zijn, en dat kan zijn waar ik “m fout.
Antwoord
Je hebt gelijk, maar om het wat duidelijker te maken kun je het veronderstelde” atoom “in de noemer van amu:
$$ \ begin {align} m _ {\ ce {C} ^ {12}} & = \ pu {12amu atom ^ -1} \\ \\ m _ {\ ce {C} ^ {12}} & = \ pu {12g mol ^ -1} \\ \\ \ pu {12amu atom ^ -1} & = \ pu {12g mol ^ -1} \\ \\ \ pu {1amu atom ^ -1 } & = \ pu {1g mol ^ -1} \ end {align} $$
Met andere woorden, de verhouding van amu / atoom is hetzelfde als de verhouding van g / mol. De definities van amu en mollen zijn bewust gekozen om dat mogelijk te maken ( Het verbaast me dat je leraar dit eigenlijk niet heeft uitgelegd). Dit stelt ons in staat om gemakkelijk massas op atomaire schaal te relateren aan massas op macroscopische schaal.
Om dit te controleren, kijk naar de massa van een amu omgerekend naar grammen:
$ \ pu {1amu} = \ pu {1.6605E-24 g} $
Deel nu één gram door één mol:
$ \ pu {1g mol ^ -1} = \ frac {\ pu {1 g}} {\ pu {6.022E23 atom}} = \ pu {1.6605E-24 g atom ^ -1} $
Het is hetzelfde nummer! Daarom:
$ \ pu {1g mol ^ -1} = \ pu {1 amu atom ^ -1} $
Reacties
- Bedankt voor de verduidelijking. Weet je dat ken je een betrouwbare referentie waar dit wordt vermeld? Ik heb gezocht, maar kon ‘ niet vinden.
- Ik denk dat elk algemeen chemieboek dit zou moeten hebben – ik weet dat Tro ‘ s Chemistry, 3e editie staat op pagina 71.
- Het zou moeten zijn merkte op dat amu als eenheid verouderd is. Nu is de verenigde atomaire massa-eenheid u moet in plaats daarvan worden gebruikt.
- @Martin dat is een goed punt, maar ik denk dat voor het grootste deel ‘ amu ‘ wordt verstaan de verenigde atomaire massa-eenheid op basis van koolstof-12, niet zuurstof-16. Ik heb in ieder geval altijd ‘ amu ‘ gezien en niet ‘ verenigde amu ‘ in publicaties van de afgelopen decennia.
- @thomij Ik ‘ ben echt blij dat je er nog steeds bent, Ik heb je onlangs kwaliteitsantwoorden gemist. De verwarring is een van de ergste, en het is allemaal de fout van IUPAC / IUPAP ‘. Ze hadden iets heel anders moeten gebruiken. Uw argument verliest echter geen waarde door die wijziging.
Antwoord
U moet voorzichtiger zijn met uw eenheden. Het foutieve resultaat is dat je een waarde in amu (een maat voor massa, zoals gram) gelijkstelt aan een waarde in gram per mol (een onveranderlijke eigenschap van een element of verbinding, ongeacht de hoeveelheid die je hebt).
Opmerkingen
- Ik stel ze gelijk omdat ze allebei de massa zijn van een koolstofatoom, en ik geloof echt dat de massa van een atoom van koolstof is gelijk aan zichzelf. Wat is daar mis mee? Het is niets uitzonderlijks om eenheden uitgedrukt te hebben in termen van andere.
- Ik steun deze stelling, technisch gezien is de vergelijking niet nauwkeurig, ik zou dit goedkeuren als er wat meer uitleg was.
- Het ‘ is als het vergelijken van een snelheidsmeter en een kilometerteller – ze meten 2 verschillende dingen. Zeggen dat een auto 160 kilometer heeft gereden, is niet hetzelfde als zeggen dat hij 160 kilometer per uur heeft gereden.
Antwoord
Er zijn twee dingen die bètastudenten routinematig verwarren:
-
alles wat te maken heeft met de hoeveelheid stof (nu “chemische hoeveelheid” genoemd), de mol en de constante van Avogadro (of het Avogadro-nummer), en
-
alles wat te maken heeft met de nu-je-ziet-me-nu-je-niet-radiaal. Laat me de eerste behandelen.
Als we een algemeen aantal entiteiten van soort X hebben (bijv. X is het chemische symbool) weergegeven door N (X), wordt de overeenkomstige chemische hoeveelheid X aangegeven door n (X), dat is een totaal van N (X) -entiteiten.In symbolen: n (X) = N (X) ent, waarbij ent staat voor een hoeveelheid van één entiteit (atoom, molecuul, ion, subatomair deeltje, …..), Dwz de entiteit zelf.
Het Avogadro-getal is de (dimensieloze) verhouding van één gram tot één “atomaire massa-eenheid” (nu dalton, Da genoemd): g / Da. Een mol is een Avogadro-aantal entiteiten: mol = (g / Da) ent. We hebben dus de belangrijke relatie: Da / ent = g / mol = kg / kmol, precies. Met andere woorden, op atomair niveau is de juiste eenheid voor hoeveelheidspecifieke massa (“molaire” massa) dalton per entiteit – en, vanwege de mole-definitie als een Avogadro-aantal entiteiten, is dalton per entiteit exact gelijk aan de macroscopische eenheden gram per mol of kilogram per kilomol.
Het kritieke probleem is dat IUPAC geen herkend symbool heeft voor één entiteit. Het wordt soms (ten onrechte) gezien als de (dimensieloze) nummer één. In dat geval is de “mol” gewoon een andere naam voor het Avogadro-nummer: “mol = g / Da”. In dit geval hebben we de (onjuiste) relatie: “Da = g / mol”. Tabellen met “atoomgewichten” geven een lijst van de numerieke waarden van massas op atomaire schaal in dalton – bijv. Ar (O) = ma (O) / Da = 16. De overeenkomstige hoeveelheidspecifieke massa is M (O) = 16 Da / ent; en dit is (exact) gelijk aan 16 g / mol of 16 kg / kmol.