Har vi den $ \ pu {1 g / mol} = \ pu {1 amu} $?
Eftersom vi för massan av en atom av kol 12 kallar det $ m (\ ce {^ 12C}) $, det
$$ m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 amu} $$
och dessutom
$$ \ pu {1 mol} \ cdot m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 g } $$
därför
$$ m (\ ce {^ 12C}) = \ pu {12 amu} = \ pu {12 g / mol} $$
Så äntligen får vi den $ \ pu {1 g / mol} = \ pu {1 amu} $.
Min kemilärare säger dock att det är två helt olika saker och att jag är förvirrad mellan massan per atom och massan per $ 6,022 \ cdot10 ^ {23} $ atomer. Jag kan inte förstå hur, och det här är verkligen fel på mig, så hjälp uppskattas mycket.
Observera att detta kräver att mullvaden är ett tal (eller en ”konstant”), vilket kan vara där jag ”m fel.
Svar
Du har rätt, men för att göra det lite tydligare kan du inkludera den antagna” atomen ” ”i nämnaren för amu:
$$ \ begin {align} m _ {\ ce {C} ^ {12}} & = \ pu {12am atom ^ -1} \\ \\ m _ {\ ce {C} ^ {12}} & = \ pu {12g mol ^ -1} \\ \\ \ pu {12am atom ^ -1} & = \ pu {12g mol ^ -1} \\ \\ \ pu {1amu atom ^ -1 } & = \ pu {1g mol ^ -1} \ end {align} $$
Med andra ord, förhållandet amu / atom är samma som förhållandet g / mol. Definitionerna av amu och mol valdes avsiktligt för att få det att hända ( Jag är förvånad över att din lärare inte förklarade det faktiskt). Detta gör att vi enkelt kan relatera massor i atomskalan till massorna på den makroskopiska skalan.
För att kontrollera detta, titta på massan av en amu när den omvandlas till gram:
$ \ pu {1amu} = \ pu {1.6605E-24 g} $
Dela nu ett gram med en mol:
$ \ pu {1g mol ^ -1} = \ frac {\ pu {1 g}} {\ pu {6.022E23 atom}} = \ pu {1.6605E-24 g atom ^ -1} $
Det är samma nummer! Därför:
$ \ pu {1g mol ^ -1} = \ pu {1 amu atom ^ -1} $
Kommentarer
- Tack för förtydligandet. Vet du känner till någon ansedd referens där detta anges? Jag sökte men kunde inte ’ inte hitta någon.
- Jag tror att någon allmän kemi-lärobok borde ha den – jag vet att Tro ’ s Chemistry, 3rd ed. har det på sidan 71.
- Det borde vara noterade att amu som en enhet är utfasad. Nu enhetlig atommasseenhet u bör användas istället.
- @Martin det är en bra punkt, men jag tycker att för det mesta ’ amu ’ förstås vara den enhetliga atommasseenheten baserad på kol-12, inte syre-16. Jag har åtminstone alltid sett ’ amu ’ och inte ’ enhetlig amu ’ i publikationer under de senaste decennierna.
- @thomij Jag ’ är verkligen glad att du fortfarande är med oss här, Jag saknade dina kvalitetssvar nyligen. Förvirringen är en av de värsta, och det är allt IUPAC / IUPAP ’ s fel. De borde ha använt något helt annat. Ditt argument tappar dock inget värde genom den ändringen.
Svar
Du måste vara mer försiktig med dina enheter. Det felaktiga resultatet är att du likställer ett värde i amu (ett mått på massa, som gram) med ett värde i gram per mol (en invariant egenskap hos ett element eller en förening, oavsett mängden du har).
Kommentarer
- Jag jämställer dem eftersom de båda är massan av en atom av kol, och jag tror att massan av en atom av kol är lika med sig självt. Vad är fel med det? Det är inget exceptionellt att ha enheter uttryckta i termer av andra.
- Jag stöder detta påstående, tekniskt sett är jämförelsen inte korrekt, jag skulle rekommendera detta om det fanns lite mer förklaring.
- Det är ’ som att jämföra en hastighetsmätare och en vägmätare – de mäter 2 olika saker. Att säga att en bil har gått 100 mil är inte detsamma som att säga att den har gått 100 mil i timmen.
Svar
Det finns två saker som rutinmässigt mystifierar naturvetenskapstudenter:
-
allt som har att göra med mängden ämne (nu kallas ”kemisk mängd”), mullvaden och Avogadro-konstanten (eller Avogadro-numret) och
-
vad som helst med radian nu-du-ser-nu-du-inte. Låt mig ta itu med den första.
Om vi har ett allmänt antal enheter av typen X (t.ex. X är den kemiska symbolen) som representeras av N (X), betecknas motsvarande kemiska mängd X med n (X), som är ett aggregat av N (X) enheter.I symboler: n (X) = N (X) ent, där ent representerar en mängd av en enhet (atom, molekyl, jon, subatomär partikel, …), dvs själva enheten.
Avogadro-talet är det (måttlösa) förhållandet mellan ett gram och en ”atommasseenhet” (nu kallad dalton, Da): g / Da. En mol är ett Avogadro-antal enheter: mol = (g / Da) ent. Således har vi det viktiga förhållandet: Da / ent = g / mol = kg / kmol, exakt. Med andra ord, på atomnivå, är den lämpliga enheten för mängdspecifik massa (”molär” massa) dalton per enhet – och på grund av moldefinitionen som ett Avogadro-antal enheter är dalton per enhet exakt lika med de makroskopiska enheterna gram per mol eller kilogram per kilomol.
Det kritiska problemet är att IUPAC inte har en erkänd symbol för en enhet. Ibland betraktas det (felaktigt) som det (dimensionella) nummer ett. I vilket fall är ”mullvaden” helt enkelt ett annat namn för Avogadro-numret: ”mol = g / Da”. I det här fallet har vi (felaktig) relation: ”Da = g / mol”. Tabeller med ”atomvikter” listar de numeriska värdena för atomskalamassor i dalton – t.ex. Ar (O) = ma (O) / Da = 16. Motsvarande mängdspecifika massa är M (O) = 16 Da / ent; och detta är (exakt) lika med 16 g / mol eller 16 kg / kmol.