Avem că $ \ pu {1 g / mol} = \ pu {1 amu} $?
Deoarece, pentru masa unui atom de carbon 12, îl numim $ m (\ ce {^ 12C}) $, că
$$ m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 amu} $$
și mai mult
$$ \ pu {1 mol} \ cdot m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 g } $$
prin urmare
$$ m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 amu} = \ pu {12 g / mol} $$
Deci, în sfârșit, obținem că $ \ pu {1 g / mol} = \ pu {1 amu} $.
Cu toate acestea, profesorul meu de chimie îmi spune că acestea sunt două lucruri complet diferite și că sunt confuz între masa per atom și masa per $ 6.022 \ cdot10 ^ {23} $ atomi. Nu pot să înțeleg cum, iar acest lucru mă deranjează, așa că ajutorul este foarte apreciat.
Rețineți că acest lucru necesită ca alunița să fie un număr (sau o „constantă”), care poate fi locul în care eu „mă înșel.
Răspunde
Ai dreptate, dar pentru a fi puțin mai clar poți include presupusul” atom „în numitorul lui amu:
$$ \ begin {align} m _ {\ ce {C} ^ {12}} & = \ pu {12amu atom ^ -1} \\ \\ m _ {\ ce {C} ^ {12}} & = \ pu {12g mol ^ -1} \\ \\ \ pu {12amu atom ^ -1} & = \ pu {12g mol ^ -1} \\ \\ \ pu {1amu atom ^ -1 } & = \ pu {1g mol ^ -1} \ end {align} $$
Cu alte cuvinte, raportul amu / atom este același cu raportul g / mol. Definițiile amu și mol au fost alese intenționat pentru a face acest lucru M-am mirat că profesorul tău nu a explicat acest lucru, de fapt). Acest lucru ne permite să relaționăm cu ușurință mase la scara atomică cu mase la scară macroscopică.
Pentru a verifica acest lucru, priviți masa unui amu atunci când este convertită în grame:
$ \ pu {1amu} = \ pu {1.6605E-24 g} $
Acum împărțiți un gram la un singur mol:
$ \ pu {1g mol ^ -1} = \ frac {\ pu {1 g}} {\ pu {6.022E23 atom}} = \ pu {1.6605E-24 g atom ^ -1} $
Este „același număr! Prin urmare:
$ \ pu {1g mol ^ -1} = \ pu {1 amu atom ^ -1} $
Comentarii
- Vă mulțumim pentru clarificare. Știți știți vreo referință de încredere în care este menționat acest lucru? Am căutat, dar nu am putut ‘ să găsesc.
- Cred că orice manual de chimie generală ar trebui să o aibă – Știu că Tro ‘ s Chimie, ediția a III-a o are la pagina 71.
- Ar trebui să fie am observat că amu ca unitate este depreciat. Acum ar trebui să se utilizeze unitatea de masă atomică unificată u .
- @Martin este un punct bun, dar cred că în cea mai mare parte ‘ amu ‘ se înțelege a fi unitatea de masă atomică unificată bazată pe carbon-12, nu pe oxigen-16. Cel puțin am văzut întotdeauna ‘ amu ‘ și nu ‘ amu ‘ în publicații din ultimele decenii.
- @thomij Mă ‘ mă bucur că sunteți încă cu noi aici, Mi-a fost dor recent de răspunsuri de calitate. Confuzia este una dintre cele mai grave și este vina IUPAC / IUPAP ‘. Ar fi trebuit să folosească ceva complet diferit. Cu toate acestea, argumentul dvs. nu pierde nicio valoare prin această schimbare.
Răspuns
Trebuie să fiți mai atenți cu unitățile tale. Rezultatul eronat este că echivalați o valoare în amu (o măsură de masă, cum ar fi grame) cu o valoare în grame pe mol (o proprietate invariantă a unui element sau compus, indiferent de cantitatea pe care o aveți).
Comentarii
- Le echivalez întrucât ambele sunt masa unui atom de carbon și cred că masa unui atom de carbonul este egal cu el însuși. Ce este în neregulă cu asta? Nu este nimic excepțional să avem unități exprimate în termeni de alții.
- Susțin această afirmație, din punct de vedere tehnic comparația nu este corectă, aș susține acest lucru, dacă ar exista puțină explicație.
- Este ‘ ca și cum ai compara un vitezometru și un contor de parcurs – măsoară 2 lucruri diferite. A spune că o mașină a parcurs 100 de mile nu este același lucru cu a spune că a parcurs 100 de mile pe oră.
Răspuns
Există două lucruri care mistifică în mod obișnuit studenții din domeniul științei:
-
orice legătură cu cantitatea de substanță (care acum se numește „cantitate chimică”), alunița și constanta Avogadro (sau numărul Avogadro) și
-
orice legătură cu radianul acum-mă-vezi-acum-nu-mi faci. Permiteți-mi să mă adresez primului.
Dacă avem un număr general de entități de tip X (de ex. X este simbolul chimic) reprezentat de N (X), cantitatea chimică corespunzătoare de X este notată cu n (X), care este un agregat de entități N (X).În simboluri: n (X) = N (X) ent, unde ent reprezintă o cantitate de o entitate (atom, moleculă, ion, particulă sub-atomică, …), adică entitatea însăși.
Numărul Avogadro este raportul (adimensional) de un gram la o „unitate de masă atomică” (numită acum dalton, Da): g / Da. Un mol este un număr Avogadro de entități: mol = (g / Da) ent. Astfel avem relația importantă: Da / ent = g / mol = kg / kmol, exact. Cu alte cuvinte, la nivel atomic, unitatea adecvată pentru masa specifică cantității (masa „molară”) este dalton per entitate – și, din cauza definiției moli ca număr Avogadro de entități, dalton per entitate este exact unitățile macroscopice gram pe mol sau kilogram pe kilometru.
Problema critică este că IUPAC nu are un simbol recunoscut pentru o entitate. Uneori este considerat (incorect) numărul unu (adimensional). În acest caz, „alunița” este pur și simplu un alt nume pentru numărul Avogadro: „mol = g / Da”. În acest caz avem relația (incorectă): „Da = g / mol”. Tabelele „greutăților atomice” listează valorile numerice ale maselor la scară atomică în daltoni – de ex. Ar (O) = ma (O) / Da = 16. Masa specifică cantității corespunzătoare este M (O) = 16 Da / ent; iar aceasta este (exact) egală cu 16 g / mol sau 16 kg / kmol.