Masse molaire

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Masse molaire
Symboles communs
M
Unité SI kg / mol
Autres unités
g / mol

En chimie, la masse molaire M est une propriété physique définie comme la masse d'une substance donnée (élément chimique ou composé chimique) divisée par la quantité de substance.[1] L'unité SI de base pour la masse molaire est le kg / mol. Cependant, pour des raisons historiques, les masses molaires sont presque toujours exprimées en g / mol.

A titre d'exemple, la masse molaire de l'eau: M(H2O) .0 18.01488 g / mol.

Masses molaires d'éléments

Articles principaux: Masse atomique relative et masse atomique standard

La masse molaire des atomes d'un élément est donnée par le poids atomique standard de l'élément[2] multiplié par la masse molaire constante, M
tu = 1 × 10−3 kg / mol = 1 g / mol:[3]

M(H) = 1,007 97 (7) × 1 g / mol = 1,007 97 (7) g / mol
M(S) = 32,065 (5) × 1 g / mol = 32,065 (5) g / mol
M(Cl) = 35,453 (2) × 1 g / mol = 35,453 (2) g / mol
M(Fe) = 55,845 (2) × 1 g / mol = 55,845 (2) g / mol.

En multipliant par la constante de masse molaire, le calcul est dimensionnellement correct: les masses atomiques relatives standard sont des quantités sans dimension (c'est-à-dire des nombres purs) alors que les masses molaires ont des unités (ici, grammes / mole).

Certains éléments sont généralement rencontrés sous forme de molécules, par ex. hydrogène (H
2), soufre (S
8), chlore (Cl
2). La masse molaire des molécules de ces éléments est la masse molaire des atomes multipliée par le nombre d'atomes de chaque molécule:

M(H
2) = 2 × 1,007 97 (7) × 1 g / mol = 2,015 88 (14) g / mol
M(S
8) = 8 × 32,065 (5) × 1 g / mol = 256,52 (4) g / mol
M(Cl
2) = 2 × 35,453 (2) × 1 g / mol = 70,906 (4) g / mol.

Masses molaires de composés

La masse molaire d'un composé est donnée par la somme du poids atomique standard (à savoir la masse atomique relative standard) des atomes qui forment le composé multiplié par la masse molaire constante, M
tu:

M(NaCl) = [22,989 769 28 (2) + 35,453 (2)] × 1 g / mol = 58,443 (2) g / mol
M(C
12H
22O
11) = ([12 × 12,0107 (8)] + [22 × 1,007 94 (7)] + [11 × 15,9994 (3)]) × 1 g / mol = 342,297 (14) g / mol.

Une masse molaire moyenne peut être définie pour des mélanges de composés.[1] Ceci est particulièrement important dans la science des polymères, où différentes molécules de polymère peuvent contenir différents nombres d'unités monomères (polymères non uniformes).[4][5]

Masse molaire moyenne des mélanges

La masse molaire moyenne des mélanges peut être calculé à partir des fractions de taupe des composants et de leurs masses molaires :

Il peut également être calculé à partir des fractions de masse des composants:

A titre d'exemple, la masse molaire moyenne d'air sec est de 28,97 g / mol.[6]

Quantités connexes

La masse molaire est étroitement liée à la masse molaire relative (M
r) d'un composé, à l'ancien terme poids de formule (F.W.) et aux masses atomiques standard de ses éléments constitutifs. Cependant, il convient de le distinguer de la masse moléculaire (également appelée masse moléculaire), qui est la masse de un molécule (de toute unique composition isotopique) et n'est pas directement liée à la masse atomique, la masse de un atome (de tout unique isotope). Le dalton, symbole Da, est aussi parfois utilisé comme unité de masse molaire, notamment en biochimie, avec la définition 1 Da = 1 g / mol, en dépit du fait qu'il s'agit strictement d'une unité de masse (1 Da = 1 u = 1,660 538 921 (73) × 10−27 kg).[7][3]

La masse atomique gramme est un autre terme pour la masse, en grammes, d'une mole d'atomes de cet élément. "Atome de Gram" est un terme ancien pour une taupe.

Le poids moléculaire (MW) est un terme plus ancien pour ce que l'on appelle maintenant plus correctement la masse molaire relative (M
r).[8] C'est une quantité sans dimension (c'est-à-dire un nombre pur, sans unités) égale à la masse molaire divisée par la masse molaire constante.[9]

Masse moléculaire

Article principal: Masse moléculaire

La masse moléculaire (m) est la masse d'une molécule donnée: elle est mesurée en unités de masse atomique (u) ou en daltons (Da).[7] Différentes molécules du même composé peuvent avoir des masses moléculaires différentes car elles contiennent différents isotopes d'un élément. La masse molaire est une mesure de la masse moléculaire moyenne de toutes les molécules d'un échantillon et constitue généralement la mesure la plus appropriée pour traiter des quantités macroscopiques (pouvant peser) d'une substance.

Les masses moléculaires sont calculées à partir des poids atomiques standard[10] de chaque nucléide, tandis que les masses molaires sont calculées à partir de la masse atomique de chaque élément. La masse atomique prend en compte la distribution isotopique de l'élément dans un échantillon donné (généralement supposée être "normale"). Par exemple, l'eau a une masse molaire de 18,0153 (3) g / mol, mais les molécules d'eau individuelles ont des masses moléculaires comprises entre 18,010 et 564 6863 (15) u (1H
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