Temos que $ \ pu {1 g / mol} = \ pu {1 amu} $?

Porque temos, para a massa de um átomo de carbono 12, chamá-lo de $ m (\ ce {^ 12C}) $, que

$$ m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 amu} $$

e além disso

$$ \ pu {1 mol} \ cdot m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 g } $$

portanto

$$ m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 amu} = \ pu {12 g / mol} $$

Então, finalmente, descobrimos que $ \ pu {1 g / mol} = \ pu {1 amu} $.

No entanto, meu professor de química está me dizendo que essas são duas coisas completamente diferentes e que estou confuso entre a massa por átomo e a massa por $ 6,022 \ cdot10 ^ {23} $ átomos. Não consigo entender como, e isso está realmente me incomodando, então a ajuda é muito apreciada.

Observe que isso requer que a toupeira seja um número (ou uma “constante”), que pode ser onde eu “estou errado.

Resposta

Você está correto, mas para deixar um pouco mais claro você pode incluir o átomo” assumido “no denominador de amu:

$$ \ begin {align} m _ {\ ce {C} ^ {12}} & = \ pu {átomo 12amu ^ -1} \\ \\ m _ {\ ce {C} ^ {12}} & = \ pu {12g mol ^ -1} \\ \\ \ pu {átomo 12amu ^ -1} & = \ pu {12g mol ^ -1} \\ \\ \ pu {átomo 1amu ^ -1 } & = \ pu {1g mol ^ -1} \ end {align} $$

Em outras palavras, o a proporção de amu / átomo é a mesma que a proporção de g / mol. As definições de amu e moles foram escolhidas intencionalmente para fazer isso acontecer ( Estou surpreso que seu professor não tenha explicado isso, na verdade). Isso nos permite relacionar facilmente as massas na escala atômica com as massas na escala macroscópica.

Para verificar isso, observe a massa de um amu quando convertido em gramas:

$ \ pu {1amu} = \ pu {1.6605E-24 g} $

Agora divida um grama por um mol:

$ \ pu {1g mol ^ -1} = \ frac {\ pu {1 g}} {\ pu {6.022E23 atom}} = \ pu {1.6605E-24 g átomo ^ -1} $

É o mesmo número! Portanto:

$ \ pu {1g mol ^ -1} = \ pu {1 amu atom ^ -1} $

Comentários

  • Obrigado pelo esclarecimento. Você sabe conhece alguma referência confiável onde isso esteja declarado? Eu pesquisei, mas não ‘ encontrei nenhuma.
  • Acho que qualquer livro de química geral deveria ter – eu sei disso Tro ‘ s Química, 3ª ed. tem na página 71.
  • Deve ser observou que amu como uma unidade está obsoleta. Agora, o unidade de massa atômica unificada u deve ser usada no lugar.
  • @Martin esse é um bom ponto, mas acho que na maior parte ‘ amu ‘ é entendido como a unidade de massa atômica unificada com base no carbono-12, não no oxigênio-16. Eu, pelo menos, sempre vi ‘ amu ‘ e não ‘ amu unificado ‘ em publicações nas últimas décadas.
  • @thomij I ‘ Estou muito feliz por você ainda estar conosco aqui, Eu senti sua falta de respostas de qualidade recentemente. A confusão é uma das piores, e é tudo culpa da IUPAC / IUPAP ‘. Eles deveriam ter usado algo completamente diferente. No entanto, seu argumento não perde nenhum valor com essa mudança.

Resposta

Você precisa ser mais cuidadoso com suas unidades. O resultado incorreto é que você está igualando um valor em amu (uma medida de massa, como gramas) com um valor em gramas por mol (uma propriedade invariável de um elemento ou composto, independentemente da quantidade que você tem).

Comentários

  • Estou igualando-os, pois ambos são a massa de um átomo de carbono e acredito que a massa de um átomo de o carbono é igual a si mesmo. O que há de errado com isso? Não é nada excepcional ter unidades expressas em termos de outros.
  • Apoio esta afirmação, tecnicamente a comparação não é precisa, eu votaria a favor, se houvesse um pouco mais de explicação.
  • É ‘ como comparar um velocímetro e um hodômetro – eles medem 2 coisas diferentes. Dizer que um carro percorreu 160 quilômetros não é o mesmo que dizer que ele percorreu 160 quilômetros por hora.

Resposta

Existem duas coisas que rotineiramente mistificam os estudantes de ciências:

  1. qualquer coisa a ver com a quantidade de substância (agora chamada de “quantidade química”), a toupeira e a constante de Avogadro (ou o número Avogadro) e

  2. qualquer coisa a ver com o radiano agora-você-me-vê-agora-você-não “. Deixe-me abordar o primeiro.

Se tivermos um número geral de entidades do tipo X (por exemplo, X é o símbolo químico) representado por N (X), a quantidade química correspondente de X é denotada por n (X), que é um agregado de entidades N (X).Em símbolos: n (X) = N (X) ent, onde ent representa uma quantidade de uma entidade (átomo, molécula, íon, partícula subatômica,…), Ou seja, a própria entidade.

O número de Avogadro é a razão (adimensional) de um grama para uma “unidade de massa atômica” (agora chamada dalton, Da): g / Da. Um mol é um número Avogadro de entidades: mol = (g / Da) ent. Assim, temos a relação importante: Da / ent = g / mol = kg / kmol, exatamente. Em outras palavras, no nível atômico, a unidade apropriada para a massa específica da quantidade (massa “molar”) é dalton por entidade – e, por causa da definição molar como um número de entidades de Avogadro, dalton por entidade é exatamente igual a as unidades macroscópicas grama por mol ou quilograma por quilomole.

O problema crítico é que a IUPAC não tem um símbolo reconhecido para uma entidade. Às vezes é (incorretamente) considerado como o (sem dimensão) número um. Nesse caso, a “toupeira” é simplesmente outro nome para o número de Avogadro: “mol = g / Da”. Nesse caso, temos a relação (incorreta): “Da = g / mol”. As tabelas de “pesos atômicos” listam os valores numéricos de massas em escala atômica em daltons – por exemplo. Ar (O) = ma (O) / Da = 16. A massa específica da quantidade correspondente é M (O) = 16 Da / ent; e isso é (exatamente) igual a 16 g / mol ou 16 kg / kmol.

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