In der Chemie ist die relative Masse eine der Schlüsseleigenschaften von Atomen, Molekülen und anderen chemischen Verbindungen. Die Messung der relativen Masse ermöglicht es Ihnen, die Masse eines Teilchens oder einer Verbindung unter Berücksichtigung der Maßeinheit zu bestimmen und ihre Massen untereinander zu vergleichen. In diesem Artikel betrachten wir die wichtigsten Methoden zur Messung der relativen Masse in der Chemie und die am häufigsten verwendeten Maßeinheiten.
In der Chemie ist es üblich, die Massen von Atomen mit einem speziellen Werkzeug - einem Massenspektrometer - miteinander zu vergleichen. Mit dem Massenspektrometer können Sie die genaue Masse eines Atoms bestimmen, indem Sie seine Ladung und die Stärke des Magnetfeldes messen, das für seine Ausbreitung über eine bestimmte Entfernung erforderlich ist. Anhand der bekannten Daten über die Masse des "Referenzatoms" kann man dann die relative Masse anderer Atome berechnen, indem man das Verhältnis ihrer Masse zur Masse des "Referenzatoms" verwendet.
Es gibt auch Maßeinheiten für relative Masse, die in der chemischen Wissenschaft Standard sind. Eine dieser Einheiten ist die atomare Masseneinheit (a.m.u.) oder Dalton (D). Eine atomare Masseneinheit entspricht einer zwölften Masse eines Kohlenstoffatoms-12. Dies bedeutet, dass die Masse des Kohlenstoff-12-Atoms 12 atomare Masseneinheiten oder Daltons beträgt. Die übrigen Atome mit einer Masse von 12 Daltonen haben eine relative Masse, die gleich eins ist.
Was ist die relative Masse in der Chemie und warum sollte man sie messen
Die Messung der relativen Masse ist ein wichtiges Verfahren in der Chemie, da Sie es ermöglicht, die genaue Menge einer Substanz in einer Reaktion zu bestimmen. Wenn Sie die relative Masse einer Substanz kennen, können Sie ihre Menge in Motten berechnen, was wiederum genaue chemische Berechnungen ermöglicht und das Verhältnis zwischen verschiedenen Substanzen in Reaktionen bestimmt.
Die Messung der relativen Masse erfolgt über spezielle Geräte, die als Massenspektrometer bezeichnet werden. Sie ermöglichen es, die relative Masse jedes Atoms oder Moleküls zu bestimmen, indem Sie die Abweichung ihrer Flugbahn unter dem Einfluss eines Magnetfeldes messen.
Die relative Masse in der Chemie hat auch eine wichtige praktische Anwendung in der Praxis. Es hilft bei der Bestimmung des Reinigungsgrades und der Konzentration von Substanzen in industriellen Prozessen wie der Herstellung von Arzneimitteln und chemischen Verbindungen sowie bei der Forschung und Analyse von Materialien und biologischen Proben.
Methoden zur Messung der relativen Masse
Die relative Masse in der Chemie wird durch verschiedene Methoden gemessen, die auf der Untersuchung der physikalischen und chemischen Eigenschaften einer Substanz basieren. Im Folgenden sind die wichtigsten Methoden zur Messung der relativen Masse aufgeführt:
- Vergleich mit Wasser. Die Methode zum Vergleich mit Wasser kann verwendet werden, um die relative Masse zu messen. Dazu wird das bekannte Volumen des Stoffes genommen und seine Masse bei einer bekannten Temperatur und einem bekannten Druck gemessen. Dann wird die Masse der Substanz mit der Masse des gleichen Volumens von Wasser verglichen, gemessen unter den gleichen Bedingungen. Das Verhältnis von Masse und Volumen einer Substanz zu Masse und Wasservolumen ermöglicht es, die relative Masse einer Substanz zu berechnen.
- Verwendung chemischer Reaktionen. Eine Reaktion mit einer bekannten Menge eines Reagens, das in eine bekannte Menge eines Produkts umgewandelt wird, kann verwendet werden, um die relative Masse zu messen. Durch Messung der Masse von Reagenzien und Reaktionsprodukten und Kenntnis ihres Verhältnisses in der chemischen Gleichung kann die relative Masse berechnet werden.
- Eine Methode zur Analyse von Spektren. Die Methode zur Spektrumanalyse ermöglicht es Ihnen, das Atom- und Molekulargewicht einer Substanz anhand der Untersuchung ihres optischen Spektrums zu messen. Durch den Vergleich der Eigenschaften der Spektren mit bekannten Daten kann die relative Masse einer Substanz bestimmt werden.
- Methoden der quantitativen Analyse. Quantitative Analysen wie Gravimetrie und Titration werden verwendet, um die Masse einer Substanz zu messen. Durch die Messung der Masse der hinzugefügten Reagenzien und die Berechnung ihres Verhältnisses zur Substanz kann ihre relative Masse bestimmt werden.
- Methoden der physikalischen Eigenschaften der Substanz. Einige der physikalischen Eigenschaften eines Stoffes, wie Dichte, Viskosität und Schmelzpunkt, können verwendet werden, um seine relative Masse zu messen. Durch Messen dieser Eigenschaften und Vergleichen mit bekannten Daten können Sie die relative Masse berechnen.
Die Verwendung verschiedener Methoden zur Messung der relativen Masse ermöglicht es Chemikern, genaue und zuverlässige Daten über die Zusammensetzung und Eigenschaften eines Stoffes zu erhalten, was in der chemischen Forschung und praktischen Anwendung wichtig ist.
gravimetrische Methode
Bei der gravimetrischen Methode wird die relative Masse einer Substanz durch Abscheidung eines Stoffes aus einer Lösung oder einer Gasphase aufgrund seiner Löslichkeit oder der Reaktionen der Bildung fester Verbindungen bestimmt. Die Sedimentmasse wird dann mit gravimetrischen Instrumenten, wie beispielsweise analytischen Gewichten, gemessen.
Eine Besonderheit der gravimetrischen Methode ist ihre hohe Genauigkeit und Genauigkeit. Die Sedimentmasse wird mit einer hohen Genauigkeit bestimmt, wodurch diese Methode besonders für die Analyse von niedrig konzentrierten Substanzen nützlich ist. Darüber hinaus ist die gravimetrische Methode zerstörungsfrei, da die gesamte Masse des Stoffes während der Analyse erhalten bleibt und für nachfolgende Messungen oder Analysen verwendet werden kann.
Die durch die gravimetrische Methode erhaltenen Daten können in verschiedenen Maßeinheiten ausgedrückt werden, abhängig vom Zweck der Studie oder den Anforderungen der angewandten Standards. Die gebräuchlichsten Massenmesseinheiten bei der gravimetrischen Methode sind Gramm (g) und Milligramm (mg).
| Maßeinheit | Bezeichnung | Beziehung |
|---|---|---|
| Gramme | g | 1 g = 1000 mg |
| Milligramme | mg | 1 mg = 0,001 g |
Die gravimetrische Methode findet breite Anwendung in verschiedenen Bereichen der chemischen Analyse, einschließlich der Analyse von Lebensmitteln, Wasser, Böden, Arzneimitteln und vielen anderen. Aufgrund seiner hohen Genauigkeit und Zuverlässigkeit bleibt die gravimetrische Methode ein unverzichtbares Werkzeug zur Bestimmung der relativen Masse einer Substanz.
Multiamperometrische Methode
Bei dieser Methode wird ein Vielfachmessgerät verwendet, ein Gerät zur Messung von Strom und Spannung. Zur Durchführung von Messungen mit einem voltamperometrischen Verfahren ist es notwendig, die Substanz an das Voltamperometer anzuschließen und Strom- und Spannungsmessungen durchzuführen.
Die Messungen werden mit konstanten Strom- und Spannungswerten durchgeführt, um genaue Ergebnisse zu erzielen. Die Strom- und Spannungswerte werden dann verwendet, um die relative Masse einer Substanz zu berechnen.
Die multiamperometrische Methode wird in der chemischen Forschung, in der analytischen Chemie und in den Prozessen zur Qualitätskontrolle von Stoffen weit verbreitet eingesetzt. Es ermöglicht Ihnen, genaue und zuverlässige Messergebnisse der relativen Masse zu erhalten.
- Vorteile der multiamperometrischen Methode:
- Genaue Messergebnisse
- Einfache Bedienung
- Messung über einen breiten Strom- und Spannungsbereich möglich
Einheiten der relativen Masse
Ein Mol (Mol) ist eine Maßeinheit, die verwendet wird, um die Menge einer Substanz auszudrücken. Ein Mol einer Substanz enthält so viele Teilchen (Atome, Ionen oder Moleküle) wie Atome 12 Gramm Kohlenstoff-12 enthalten. Ein Mol ist die primäre Maßeinheit in der Chemie und wird verwendet, um das relative Molekulargewicht und die relative Atommasse einer Materie zu berechnen.
Die atomare Masseneinheit (amu) ist die Masse eines Zwölftel der Masse eines Kohlenstoffatoms-12. Amu ist eine sehr kleine Maßeinheit und wird verwendet, um die Masse von Atomen, Ionen oder Molekülen auszudrücken. Zum Beispiel beträgt die Masse eines einzelnen Wasserstoffatoms etwa 1.008 Amu, während die Masse eines einzelnen Wassermoleküls etwa 18.015 Amu beträgt.
Um genaue Berechnungen und Messungen in der Chemie durchzuführen, werden genauere Werte der Partikelmasse in den in der Tabelle der Mendelejew-Elemente aufgezeichneten Masseneinheiten verwendet.
| Wert | Symbol | Ein Beispiel |
|---|---|---|
| Motte | mol | 1 mol der Substanz = 6,022 x 10^23 Partikel |
| Atomare Masseneinheit | amu | Die Masse eines zwölften Teils der Masse eines Kohlenstoffatoms beträgt 12 |
Die Untersuchung und Verwendung dieser Maßeinheiten ermöglicht es Chemikern, genaue Berechnungen, Messungen und Analysen chemischer Reaktionen und Substanzen durchzuführen.
Atomare Masseneinheit
AME ist die primäre Maßeinheit für die Massenmessung in chemischen Berechnungen. Es ermöglicht Ihnen, Unterschiede in der Masse der Elementatome zu berücksichtigen und sie zur Bestimmung der molekularen und atomaren Masse von Verbindungen zu verwenden.
Die Verwendung von AME ermöglicht es Ihnen, das relative Verhältnis der Massen verschiedener Atome und Moleküle festzulegen. Zum Beispiel ist die Masse eines Sauerstoffatoms 16 Mal größer als die Masse eines Wasserstoffatoms, da die Masse eines Sauerstoffatoms ungefähr 16 AME beträgt und die Masse eines Wasserstoffatoms ungefähr 1 AME beträgt.
AME wird auch verwendet, um das Molekulargewicht von Verbindungen zu berechnen. Die Molekülmasse wird in atomaren Masseneinheiten ausgedrückt und entspricht der Summe der Massen der Atome, die das Molekül bilden. Zum Beispiel das Molekulargewicht von Wasser (H2O) entspricht ungefähr 18 AME (2 Massen eines Wasserstoffatoms + 1 Masse eines Sauerstoffatoms).
Ein Beispiel:
Um das Molekulargewicht von Amin C zu erhalten2H5NH2 es ist notwendig, die einzelnen Atom-Massen von Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Stickstoffatomen zu addieren:
Molekulargewicht = (2 Masse des Kohlenstoffatoms + 5 Masse des Wasserstoffatoms + 1 Masse des Stickstoffatoms) = (2 x 12 AME + 5 x 1 AME + 14 AME) = 29 AME.
Die Verwendung von atomaren Masseneinheiten vereinfacht chemische Berechnungen und ermöglicht den Vergleich der Massen verschiedener Atome und Moleküle, um die chemischen Reaktionen und die Zusammensetzung von Substanzen genauer zu untersuchen.
Gramm Molmasse
In der Chemie wird auch der Begriff der Gramm-Molmasse verwendet, um die relative Masse zu messen. Eine Gramm-Molmasse (M) ist die Masse eines einzelnen Moles einer Substanz. Dies ist ein wichtiges Konzept, da es Ihnen ermöglicht, Berechnungen durchzuführen und die Proportionen zwischen Reagenzien und Reaktionsprodukten festzulegen.
Die Gramm-Molmasse wird normalerweise in Gramm pro Mol (g/Mol) gemessen. Zur Vereinfachung der Berechnung und des Vergleichs verschiedener Substanzen kann die Gramm-Molmasse auch in atomaren Masseneinheiten dargestellt werden - Amu (u) oder Dalton (Da).
Um die Gramm-Molmasse zu berechnen, müssen die Atom-Massen aller Atome, die das Molekül einer Substanz bilden, unter Berücksichtigung ihrer Menge addiert werden (wie in der chemischen Formel angegeben). Dieser Wert gibt an, wie viele Gramm in einem Maulwurf dieser Substanz enthalten sind.
Ein Beispiel: die Molmasse von Wasser (H₂O) beträgt 18,015 g/ Mol (oder 18,015 Da). Dies bedeutet, dass ein Maulwurf Wasser 18,015 Gramm enthält.
Molarkoeffizient der Substanz
Der Molkoeffizient einer Substanz wird normalerweise in Einheiten von g / Mol gemessen. Es stellt das Verhältnis der Masse einer Substanz zur Menge einer Substanz in Motten dar. Zum Beispiel beträgt die Molmasse von Wasser etwa 18 g / mol, was bedeutet, dass 1 Mol Wasser eine Masse von etwa 18 g hat.
Der molare Koeffizient einer Substanz ist in chemischen Berechnungen von großer Bedeutung. Es ermöglicht Ihnen, die Menge der Substanz zu bestimmen, die für die Reaktion benötigt wird. Darüber hinaus kann der molare Koeffizient einer Substanz verwendet werden, um stöchiometrische Verhältnisse zwischen verschiedenen Substanzen in einer chemischen Reaktion zu bestimmen.
Für Berechnungen unter Verwendung des molaren Koeffizienten einer Substanz ist es notwendig, die Molmasse der Substanz zu kennen. Es kann durch Addition der Atommassen aller Atome, aus denen das Molekül einer Materie besteht, bestimmt werden. Unter Verwendung der Molmasse und der Menge der Substanz in den Molen können Sie dann die erforderlichen Berechnungen durchführen und Parameter wie die Masse der Substanz und die Anzahl der Moleküle der Substanz bestimmen.
