מסה ו- מסה מולרית   עודכן לאחרונה!


מסה ו- מסה מולרית

מסה ו- מסה מולרית

בשיעור הקודם הכרנו את המושג 'מוֹלֹ', והבנו שהמול הוא יחידת המנייה (הספירה) של הכימאי, ואף של כל איש מדע שרוצה לדעת מהו מספר החלקיקים שמגיב בין חומר אחד לחומר אחר.

כפי שכבר אמרנו, מול הוא יחידת המנייה לחלקיקים, אבל כשרוצים להגיב בין חומרים, מודדים בגרמים את המסה של החומרים המגיבים, או בליטרים את הנפח שלהם. בהמשך נכיר דרכי מדידה נוספות.

איך מתקשר המושג מול ליחידות המידה המוכרות לנו של מסה ונפח? בשיעור זה נלמד מה הקשר בין המול והמסה.

נתבונן באטום מימן אחד, וניזכר שהוא מורכב מפרוטון אחד ואלקטרון אחד. מסת אטום המימן נקבעת לפי מספר הפרוטונים והניוטרונים ולא לפי האלקטרונים, שכן האלקטרון שוקל בערך פי 2000 פחות מאשר פרוטון או ניוטרון. לעומת זאת, לפרוטון ולניוטרון יש אותה מסה.

מהי המסה של פרוטון אחד?
המסה של פרוטון אחד היא: 1.6X10-24 גרם. זהו מספר קטן מאד, שקשה למדוד אותו, לאמוד אותו ולעבוד אתו. אבל, מסתבר שאם ניקח מול אטומים אחד בדיוק (6.023X1023) של מימן H (הכולל את כל האיזוטופים של מימן כתלות בשכיחותם בטבע) ונשים על המאזניים, (על משקל) המסה שלו תהיה 1.01 גרם, בדיוק כמספר המופיע בטבלה המחזורית, ולכן מספר זה נקרא גם המסה המולרית של אטומי מימן.

מסה מולרית היא המסה של 1 מול חומר (בהמשך נעזר בטבלה המחזורית כדי לחשב את המסה המולרית עבור חומרים שונים).

אם, לעומת זאת, ניקח מול אטומי מימן שכולם יהיו האיזוטופ _{ 1 }^{ 1 }{ H }, המסה שלהם תהיה 1 גרם, אבל היות ש-1 מול אטומי מימן בטבע מכיל בממוצע את כל האיזוטופים השונים של מימן, המסה של אותו 1 מול היא 1.01 גרם, כפי שמצויין בטבלה המחזורית.

המספר שנמצא בטבלה המחזורית מתחת ליסוד אינו מספר שלם, כפי שכבר הסברנו בשיעורים קודמים, כי הוא מבטא ערך משוקלל עבור כל האיזוטופים של אותו היסוד.

מה יקרה אם ניקח 1 מול אטומים של האיזוטופ פחמן _{ 6 }^{ 12 }{ C }, שמכילים, כל אחד בגרעין האטום שלו, 6 פרוטונים ו-6 נויטרונים? מה תהיה המסה שלהם?
התשובה היא 12 גרם.

מדוע?

אם נשווה איזוטופ של אטום מימן אחד עם מספר מסה 1, כלומר אטום מימן המכיל רק פרוטון 1 בגרעין ואין לו נויטרונים בגרעין, לאטום פחמן אחד, שמכיל 6 פרוטונים ו-6 נויטרונים בגרעין, נוכל לומר שאטום הפחמן כבד פי 12 מאטום מימן אחד (נזכור שלפרוטון ולנויטרון אותה מסה, ולכן, מבחינת מסה הדבר דומה למצב בו אטום הפחמן היה מכיל 12 פרוטונים).

נוכל לומר, אם כן, שאם נשווה בין 2 אטומי פחמן (כפי שהוזכרו בדוגמה) ובין 2 אטומי מימן, הם יהיו כבדים פי 12 מ-2 אטומי מימן (כפי שהוזכרו בדוגמה).
וגם אם נשווה 100 אטומי פחמן ל- 100 אטומי מימן, הם יהיו כבדים פי 12 מ-100 אטומי מימן.

לכן, אם ניקח מול (6X1023) אטומי מימן (כפי שהוזכרו בדוגמה), שהמסה שלהם היא 1 גרם, תהיה למול אטומי פחמן (כפי שהוזכרו בדוגמה) מסה גדולה פי 12. כלומר, 12 גרם.

כשמתייחסים לערכים המופיעים בטבלה המחזורית, היות שערכים אלה מביאים לידי ביטוי את האיזוטופים השונים של כל יסוד, ניתן לומר שערכים אלה מבטאים את המסה של 1 מול אטומים עבור אותו היסוד (וזו מביאה לידי ביטוי את כל האיזוטופים של אותו היסוד), ערך זה נקרא גם 'המסה המולרית של היסוד.

דוגמה הטבלה להלן מדגימה את האמור לעיל עבור איזוטופ מסויים של כל יסוד שצויין בטבלה:

היסוד מספר המסה מסה (גרם) מספר המולים מספר החלקיקים
Na 23 23 גרם 1 6X1023
O 16 16 גרם 1
P 31 31 גרם 1
Ar 40 40 גרם 1
I 53 53 גרם 1

בכל אחת מהכמויות הנתונות יש 1 מול, ובכל אחת מהן יש אותו מספר של חלקיקים.
המסה של 1 מול אטומים מאותו הסוג או של כל הרכב מאותו הסוג נקראת:

המסה המולרית

המשך התוכן בעמוד זה למנויים בלבד

אם הינך מנוי/ה אנא הכנס שם משתמש וסיסמא!

לרכישת מנוי לחץ כאן