Magnitude kimikoak

Masa atomikoa

Masa atomikoa elementu jakin bateko atomo batek duen masa da.

NS-k erabiltzen duen unitatea, kilogramoa, handiegia denez, halako masa txikiak neurtzeko unitate egokia aukeratu behar izan zen. Horregatik masa atomikozko unitatea (m.a.u. edo u) erabiltzea erabaki zen.

Masa molekularra

Masa molekularra molekula baten masa da eta unitatea uma=u da. Masa molekularra kalkulatzeko, molekula osatzen duten atomoen masa atomikoaren batura egiten da. Molekularen formulan agertzen diren elementu guztien masa atomiko erlatiboak batu behar dira, horietako bakoitza azaltzen diren aldi bakoitzeko biderkatuta. Adibidez:

CO₂ -aren masa molekularra: 12 u + 2·16 u = 44 u

CaCl₂ -aren masa molekularra: 40,1 u + 2·35,5 u = 111,1 u

H₂O -aren masa molekularra: 2·1 u + 16 u = 18 u

NaCl -aren masa molekularra: 23 u + 35,5 u = 98,5 u

Konposaketa ehundarra

Proportzio finkoen legearen arabera (Proust-en legea) “bi elementu edo gehiago elkar konbinatzen direnean konposatu bat eratzeko, masa proportzio finko eta konstante bakarrean egiten dute".

Konposatu kimiko baten formula ezagutzen denean, konposatu hori osatzen duten elementu bakoitzaren masa portzentajea jakin daiteke, masa atomikoa eta masa molekularra erabiliz.

1go adibidea CaCl₂ -ren ehuneko portzentaia kalkulatu:

Masa atomikoak: Ca = 40 u; Cl = 35,5 u

Masa molekularra: 40 + 2·35,5 = 111 u

(40/111)·100 = %36 Ca

(2·35,5/111)·100 = %64 Ca

2. adibidea Sufre dioxidoaren (SO₂) molekula batek sufre atomo bat eta bi atomo oxigeno ditu.

Molekula horren konposizioaren portzentajea kalkulatu ahal izateko honela egin beharko genuke:

• Masa atomikoaren unitateak erabiliz:

SO₂-ren masa molekularra = (32,1) + (2 · 16) = 64,1 u

Sufre ehunekoa: (32,1/64,1) · 100= %50,1

Oxigeno ehunekoa: (2 · 16 /64,1) · 100= %49,9

• Gramoak erabiliz:

SO₂ (64,1 g) molekularen mol batek sufre atomo mol bat (32,1 g) eta oxigeno atomo 2 mol (16,0 g)

Sufre ehunekoa: (32,1/64,1) · 100= %50,1

Oxigeno ehunekoa: (32/64,1) · 100= %49,9

3. adibidea KOH -ren ehuneko portzentaia kalkulatu:

Masa atomikoak: K = 39 u; O = 16 u; H = 1 u

Masa molekularra: 39 + 16 + 1 = 56 u

(39/56)·100 = %69,6 K

(16/56)·100 = %28,6 O

(1/56)·100 = %1,8 H

Mol-a eta Avogadroren hipotesia

Atomo baten masa, atomoa osatzen duten partikulen masen batura da (protoiak, elektroiak eta neutroiak). Partikula horiek oso masa txikia dutenez, beste unitate bat erabiltzen da atomoen eskalan lan egiteko: 1 mau = 1 u = 1,66^.10^-27 kg (masa atomikoaren unitatea).

Baina laborategian gramo batzuetako masak ditugu. Nola konpara genezake masa atomikoa materia kantitatearekin?

Materia kantitatea edo masa (eskala makroskopikoa) partikula kopuruarekin (eskala atomikoa) erlazionatzeko magnitude berria definitu da: mol-a.

Mol bat karbono-12 isotopoaren 12 gramotan dauden atomo adina oinarrizko partikula dituen (atomoak, molekulak, ioiak edo beste batzuk) substantzia baten kantitatea da. Nazioarteko Sisteman substantzia kantitate izeneko magnitudearen unitatea da.

1811. urtean, Amedeo Avogadro (1776-1856) kimikari italiarrak hipotesi hau egin zuen: edozein substantziaren mol batean partikula kopuru berbera dago beti. Geroago, 1875. urtean John W. Rayleigh britaniar fisikariak mol orotan zenbat partikula dauden kalkulatu zuen, 6,022045 · 10²³ partikula. Kopuru horri Avogadroren zenbakia (N_A) deritzo, italiar kimikariaren omenez eta honetan biribiltzen da: N_A = 6,022 · 10²³.

Beraz, edozein substantziaren mol batek substantzia hori osatzen duten oinarrizko partikulen Avogadroren zenbakiari dagokion kantitatea du. Edo mol-a 6,022.10²³ partikulatan dagoen sustantzia kantitatea da.

1 mol substantzia = 6,022 · 10²³ partikula

1 mol atomo = 6,022 · 10²³ atomo

1 mol konposatu = 6,022 · 10²³ molekula

Masa molarra

Masa molarra mol baten masa da, masa atomikoaren edo molekularraren baliokidea gramotan adierazita.

Magnitude biak zenbaki beraren bidez adierazten dira. Unitateetan besterik ez dira desberdintzen: masa atomikoa eta molekularra u-tan neurtzen dira eta masa molarra (molelulen Avogadroren zenbakiaren masa) gramotan neurtzen da.

1 atomo Fe = 55,8 u --> 1 mol Fe = 55,8 g = 6,022·10²³ atomo Fe

1 atomo Na = 23 u --> 1 mol Na = 23 g = 6,022·10²³ atomo Na

1 atomo S = 32 u --> 1 mol S = 32 g = 6,022·10²³ atomo S

1 atomo Br = 79,9 u --> 1 mol Br = 79,9 g = 6,022·10²³ atomo Br

Substantzia baten mol bat

Konposatuen formulak adierazten digu zenbat atomo dituen konposatuaren molekula osatzen duten elementuetako bakoitzak edo, konposatua kristala bada, molekularen baliokidea osatzen dutenek. Baina molekula bat (edo kristaletan, haren baliokidea) oso substantzia kantitate txikia da eta beraz, mol kontzeptura jo behar dugu.

Substantzia baten mol bat substantzia horren masa molekularra da, gramotan adierazita (molekula-gramo). Substantzia ororen mol batean substantzia horren 6,022 · 10²³ (N_A) molekula daude; substantzia kristala bada, molekularen baliokide den hainbeste.

1 molekula H₂ = 2 u --> 1 mol H₂ = 2 g = 6,022·10²³ molekula H₂ --> 12,044·10²³ atomo H

1 molekula H₂O = 18,0 u --> 1 mol H₂O = 18 g = 6,022·10²³ molekula H₂O --> 6,022·10²³ atomo O eta 12,044·10²³ atomo H

1 molekula SO₃ = 80,06 u --> 1 mol SO₃ = 80,06 g = 6,022·10²³ molekula SO₃ --> 6,022·10²³ atomo S eta 18,066·10²³ atomo O

1 molekula CaCl₂ = 111,1 u --> 1 mol CaCl₂ = 111,1 g = 6,022·10²³ molekula CaCl₂ --> 6,022·10²³ atomo Ca eta 12,044·10²³ atomo Cl

Bolumen molarra

Avogadroren hipotesiaren arabera, gas bolumen berdinek, presio era tenperatura egoera berdinetan, molekula kopuru berdina daukate.

Dena den, edozein gasen mol batek beste edozein gasen mol batek adina molekula dituenez gero, molekula hauek, presio era tenperatura egoera berdinetan, bolumen berdina betetzen dute.

Gas baten bolumen molarra, gas horren mol batek, presio era tenperatura baldintza normalean (1 atm eta 237 K) betetzen duen bolumena da, hau da, 22,4 litro.

Gasa baldintza normaletan ez dagoenean, bolumena zein den kalkulatzeko gas idealen ekuazioa aplika daiteke:

PV=nRT

P = presioa, atmosferatan neurtua

V = bolumena litrotan adierazia

n = mol kopurua

R = gasen konstantea = 0,082 atm.l/K.mol

T = tenperatura, Kelvin-etan adierazia

Lotura interesgarriak

Materia kantitatea - Ariketa

Portzentaje konposizioa eta formula kimikoak

Mol kontzeptua eta Avogadroren zenbakia

¿Qué es exactamente un mol?