MASSA MOLAR: COM ES CALCULA, EXEMPLES I EXERCICIS RESOLTS - QUIMICA - 2026

La massa molar és una propietat intensiva de la matèria que relaciona el concepte de mol amb els mesuraments de massa. Sent més concisos, és la quantitat de massa corresponent a un mol de substància; és a dir, el que "pesa" un nombre d'Avogadro, (6.022 · 10 ²³) de partícules determinades.

Un mol de qualsevol substància contindrà el mateix nombre de partícules (ions, molècules, àtoms, etc.); però, la seva massa variarà a causa de que les seves dimensions moleculars vénen definides pel nombre d'àtoms i els isòtops que integren la seva estructura. Com més màssic sigui l'àtom o la molècula, més gran serà la seva massa molar.

La diferència entre les masses molars de diverses substàncies pot notar-se superficialment per la quantitat aparent de la seva mostra. Font: Gabriel Bolívar.

Per exemple, suposem que es reuneix exactament un mol per a cinc compostos diferents (imatge superior). Utilitzant una balança, s'ha mesurat la massa per a cada cúmul, expressada sota. Aquesta massa correspon a la massa molar. De tots ells, el compost morat és el que té les partícules més lleugeres, mentre que el compost blau fosc, les partícules més pesades.

Cal notar que es mostra una tendència generalitzada i exagerada: a major massa molar, menor és la quantitat de mostra que s'ha de col·locar en la balança. No obstant això, aquest volum de matèria també depèn enormement de l'estat d'agregació de cada compost i de la seva densitat.

Com es calcula la massa molar?

definició

La massa molar es pot calcular partint de la seva definició: quantitat de massa per mol de substància:

M = grams de substància / mol de substància

De fet, g / mol és la unitat en què usualment ve expressada la massa molar, al costat de kg / mol. Així, si coneixem quants mols tenim d'un compost o element, i el pesem, arribarem directament a la seva massa molar aplicant una senzilla divisió.

elements

La massa molar no només s'aplica per als compostos, sinó també per als elements. El concepte de mols no discrimina en l'absolut. Per tant, amb l'ajuda d'una taula periòdica ubiquem les masses atòmiques relatives per a un element d'interès, i multipliquem el seu valor per 1 g / mol; aquesta és, la constant d'Avogadro, M _U.

Per exemple, la massa atòmica relativa d'l'estronci és 87,62. Si volem tenir la seva massa atòmica, seria 87,62 uma; però si el que busquem és la seva massa molar, llavors serà 87,62 g / mol (87,62 · 1 g / mol). I així, les masses molars de tots els altres elements s'obtenen de la mateixa manera, sense necessitat si més no de realitzar aquesta multiplicació.

compostos

La massa molar d'un compost no és més que el sumatori de les masses atòmiques relatives dels seus àtoms multiplicada per M _U.

Per exemple, la molècula d'aigua, H ₂ O, té tres àtoms: dos d'hidrogen i un d'oxigen. Les masses atòmiques relatives de l'H i O són 1,008 i 15,999, respectivament. Així, vam sumar les seves masses multiplicant pel nombre d'àtom presents en la molècula de l'compost:

2 H · (1,008) = 2,016

1 O · (15,999) = 15,999

M (H ₂ O) = (2,016 + 15,999) · 1 g / mol = 18,015 g / mol

És una pràctica bastant comú el ometre M _U a la fin:

M (H ₂ O) = (2,016 + 15,999) = 18,015 g / mol

Es sobreentén que la massa molar té unitats de g / mol.

exemples

Acaba d'esmentar una de les masses molars més conegudes: la de l'aigua, 18 g / mol. Els que es familiaritzen amb aquests càlculs, arriben a un punt en el que són capaços de memoritzar algunes masses molars sense necessitat de buscar-les o calcular-les com es va fer a dalt. Algunes d'aquestes masses molars, que serveixen com a exemples, són les següents:

-O ₂: 32 g / mol

-N ₂: 28 g / mol

-NH ₃: 17 g / mol

-CH ₄: 16 g / mol

-CO ₂: 44 g / mol

-HCl: 36,5 g / mol

-H ₂ SO ₄: 98 g / mol

-CH ₃ COOH: 60 g / mol

-Fe: 56 g / mol

Cal notar que els valors donats estan arrodonits. Per a propòsits més precisos, s'han d'expressar les masses molars amb més decimals i calcular-amb les degudes i exactes masses atòmiques relatives.

exercicis resolts

exercici 1

Mitjançant mètodes analítics, es va estimar que una solució d'una mostra conté 0,0267 mols d'un analit D. Així mateix, se sap que la seva massa correspon a el 14% d'una mostra la massa total és de 76 grams. Calculeu la massa molar d'el supòsit analit D.

Hem de determinar la massa de D que està dissolta en la solució. procedim:

Massa (D) = 76 g · 0,14 = 10,64 g D

És a dir, calculem el 14% dels 76 grams de la mostra, els quals corresponen als grams de l'analit D. Després, i finalment, apliquem la definició de la massa molar, ja que disposem de les dades suficients per calcular:

M (D) = 10,64 g D / 0,0267 mols D

= 398,50 g / mol

El que es tradueix com: un mol (6.022 · 10 ²³) de molècules d'I té una massa igual a 398,50 grams. Gràcies a aquest valor podem saber quant de I volem pesar a la balança en cas que volguéssim, per exemple, preparar una solució d'una concentració molar de 5 · 10 ^-3 M; és a dir, dissoldre 0,1993 grams de I en un litre d'solvent:

5 · 10 ^-3 (mol / L) · (398,50 g / mol) = 0,1993 g I

exercici 2

Calculeu la massa molar d'l'àcid cítric sabent que la seva fórmula molecular és C ₆ H ₈ O ₇.

La mateixa fórmula C ₆ H ₈ O ₇ facilita la comprensió de el càlcul, ja que ens diu d'una vegada el nombre d'àtoms de C, H i O que hi ha en l'àcid cítric. Per tant, repetim el mateix pas realitzat envers l'aigua:

6 C · (12,0107) = 72,0642

8 H · (1,008) = 8,064

7 O · (15,999) = 111,993

M (àcid cítric) = 72,0642 + 8,064 + 111,993

= 192,1212 g / mol

exercici 3

Calculeu la massa molar d'el sulfat de coure pentahidratat, CuSO ₄ · 5H ₂ O.

Coneixem d'abans que la massa molar d'l'aigua és 18,015 g / mol. Això ens serveix per simplificar els càlculs, ja que la ometem de moment i ens enfoquem en la sal anhidra CuSO ₄.

Hem de les masses atòmiques relatives de l'coure i sofre són 63,546 i 32,065, respectivament. Amb aquestes dades, procedim de la mateixa manera que amb l'exercici 2:

1 Cu · (63,546) = 63,546

1 Sa · (32,065) = 32,065

4 O · (15,999) = 63,996

M (CuSO ₄) = 63,546 + 32,065 + 63,996

= 159,607 g / mol

Però ens interessa la massa molar de la sal pentahidratada, no la anhidra. Per a això, hem de sumar-li a l'resultat la massa corresponent de l'aigua:

5 H ₂ O = 5 · (18,015) = 90,075

M (CuSO ₄ · 5H ₂ O) = 159,607 + 90,075

= 249,682 g / mol

referències

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8va ed.). Cengage Learning.
2. Wikipedia. (2020). Molar mass. Recuperat de: en.wikipedia.org
3. Nissa Garcia. (2020). Què és el Molar Mass? Definition, Formula & Examples. Study. Recuperat de: study.com
4. Dr. Kristy M. Bailey. (sf). Stoichiometry Tutorial

   Finding Molar Mass. Recuperat de: occc.edu

5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2 desembre 2019). Molar Mass Example Problem. Recuperat de: thoughtco.com