In der Chemie ist die relative Atommasse (OAM) ein wichtiges Merkmal einer Substanz, die es ermöglicht, die Masse der Atome in einem Molekül im Vergleich zur Masse des Kohlenstoffatoms-12 zu bestimmen. Das Wissen um OAM ermöglicht es Ihnen, verschiedene Berechnungen durchzuführen und die Zusammensetzung und Struktur einer Substanz zu bestimmen.
Die Definition von OAM kann auf zwei grundlegende Arten erfolgen: experimentell und theoretisch. Die experimentelle Methode verwendet verschiedene Instrumente, z. B. ein Massenspektrometer, mit dem das Verhältnis der Masse der Atome eines bestimmten Elements zur Masse des Kohlenstoffatoms-12 gemessen werden kann. Die theoretische Methode basiert auf der Kenntnis der Masse der Atome jedes Elements, das Teil einer Substanz ist, und ihrer Menge.
Um Berechnungen durchzuführen, müssen Sie die chemische Formel des Stoffes, die Atom-Massen aller Elemente, aus denen die Formel besteht, und ihre Anzahl kennen. Zuerst müssen Sie die chemische Formel in einzelne Elemente zerlegen, ihre Masse aus dem Periodensystem bestimmen und mit der Anzahl jedes Elements multiplizieren. Die resultierenden Massen müssen dann gefaltet und auf die gewünschte Anzahl von Dezimalstellen abgerundet werden, was die relative Atommasse der Materie sein wird.
Definition der relativen Atommasse
Es gibt mehrere Möglichkeiten, die relative Atoommasse einer Materie zu bestimmen:
1. Massenmethode: dieses Verfahren basiert auf der Bestimmung der Masse eines Atoms einer Substanz unter Verwendung spezieller elektronischer Geräte wie eines Massenspektrometers. Mit seiner Hilfe ist es möglich, die Masse der Atome eines Elements zu bestimmen und dann mit der Masse des Kohlenstoffatoms-12 zu vergleichen. Das resultierende Verhältnis ist die relative Atom-Masse.
2. Optische Methode: diese Methode basiert auf der Analyse der elektromagnetischen Strahlung, die Atome emittieren, wenn ihre Elektronen von einem Energieniveau auf ein anderes übertragen werden. Durch das Studium der Übergangsspektren können Sie die Massen von Atomen bestimmen und dann die relative Atommasse berechnen.
3. chemisches Verfahren: dieses Verfahren basiert auf chemischen Reaktionen mit bekannten Mengen eines Stoffes, um die Masse der Elementatome relativ zur Masse des Kohlenstoffatoms-12 zu bestimmen. Beispielsweise kann durch Reaktionen mit den Isotopen eines Elements und anschließender Messung der Gewichtsänderung die relative Atommasse berechnet werden.
Es ist wichtig zu beachten, dass die relative Atommasse sowohl eine ganze Zahl als auch eine Dezimalzahl sein kann. Dies liegt an der Anwesenheit von Isotopen des Elements, die unterschiedliche Massen haben.
Der Wert der relativen Atommasse
Die relative Atommasse ist eine dimensionslose Größe und wird in atomaren Einheiten (au) gemessen. Die atomare Masseneinheit, die 1 a.e.m entspricht, wird gleich einem Zwölftel der Masse eines Kohlenstoffatoms-12 (^ 12C) angenommen.
Die relative Atommasse kann anhand des Periodensystems der chemischen Elemente bestimmt werden, in dem die Zahl angegeben ist Die Massenzahl (Z) ist die Anzahl der Protonen im Kern eines Atoms.
Die relative Atommasse wird mit einer Formel berechnet:
Relative Atommasse = die Summe der Massenproduktionen von Elementzahlen auf ihren relativen Materialgehalt.
Wenn man den Wert der relativen Atom-Masse einer Substanz kennt, kann man die Veränderung dieses Wertes bei chemischen Reaktionen verfolgen und das Massenverhältnis der Substanz festlegen, die die Reaktion ein- und auslässt.
Wie man die relative Atommasse einer Materie bestimmt
Die folgenden Schritte können verwendet werden, um die relative Atoommasse zu bestimmen:
- Finden Sie die chemische Formel der Substanz.
- Bestimmen Sie die Anzahl der Atome jedes Elements in der Formel.
- Finden Sie die Atom-Massen jedes Elements im Periodensystem.
- Multiplizieren Sie die Anzahl der Atome jedes Elements mit seiner atomaren Masse.
- Addieren Sie die resultierenden Werke, um die gesamte Atommasse der Materie zu erhalten.
Für Substanz H2O (Wasser) folgen Sie den folgenden Schritten:
- Stoffformel: H2O.
- Anzahl der Atome:
- 2 Wasserstoffatome (H).
- 1 Sauerstoffatom (O).
- Atommasse:
- Wasserstoff (H) ist 1 amu.
- Sauerstoff (O) ist 16 amu.
- Werke:
- 2 Wasserstoffatome: 2 * 1 = 2 amu.
- 1 Sauerstoffatom: 1 * 16 = 16 amu.
- Gesamtatommasse: 2 amu + 16 amu = 18 amu.
Somit ist die relative Atommasse der Substanz H2O ist gleich 18 amu.
Eine chemische Formel studieren
Um die relative Atommasse einer Substanz zu bestimmen, ist es notwendig, ihre chemische Formel zu studieren. Eine chemische Formel ist ein Datensatz, der die Elemente und ihre Anzahl in einer Verbindung angibt.
Die chemische Formel besteht aus Elementsymbolen und Indizes, die die Anzahl der Atome jedes Elements in einer Verbindung angeben. Elementsymbole werden normalerweise mit einem Großbuchstaben geschrieben (z. B. C ist Kohlenstoff, H ist Wasserstoff), und die Indizes werden am unteren Rand der Elementsymbole angezeigt.
Zum Beispiel steht in der Wasserformel (H2O) das Symbol H für Wasserstoff, und der Index 2 zeigt an, dass ein einzelnes Wassermolekül 2 Wasserstoffatome enthält. Das O-Symbol repräsentiert den Sauerstoff, der in der Wasserformel in einer Einheitsmenge vorhanden ist.
Um die relative Atom-Masse einer Substanz zu bestimmen, ist es notwendig, die Masse jedes in der chemischen Formel angegebenen Atoms zu berücksichtigen und mit der Anzahl der Atome jedes Elements zu multiplizieren. Die resultierenden Werte für alle Elemente werden dann addiert, um die relative Atommasse der Materie zu erhalten.
Das Studium der chemischen Formel ist ein wichtiger Schritt bei der Bestimmung der relativen Atom-Masse einer Substanz, daher ist es wichtig, diesem Schritt besondere Aufmerksamkeit zu schenken und sich um die korrekte Aufzeichnung und Interpretation aller Symbole und Indizes in der Formel zu kümmern.
Bestimmung der Molmasse
Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Molmasse zu bestimmen:
- Unter Verwendung des Periodensystems der Elemente: Für jedes Element ist seine relative Atommasse bekannt. Die Molmasse eines Stoffes entspricht der Summe der Massen der Atome, aus denen es besteht.
- Unter Verwendung der chemischen Formel der Substanz: die chemische Formel gibt die Anzahl der Atome jedes Elements an. Basierend auf den bekannten Molmassen der Elemente kann die Molmasse einer Substanz bestimmt werden.
- Mit experimentellen Daten: mit Hilfe von Laborversuchen können Sie die Masse und die Menge der Substanz bestimmen, wodurch die Molmasse berechnet wird.
Um die Probleme bei der Bestimmung der Molmasse zu lösen, müssen Sie Zugang zum periodischen System der Elemente haben und die Berechnungsmethoden kennen. Die Genauigkeit der Bestimmung der Molmasse einer Substanz hängt von der Genauigkeit der in den Berechnungen verwendeten Daten ab.
Berechnung der Anzahl der Motten einer Substanz
Um die Anzahl der Motten einer Substanz zu berechnen, ist es notwendig, die relative Atommasse der Substanz und ihre Masse in Gramm zu kennen. Dazu wird die Formel verwendet:
Anzahl der Motten = Masse der Materie / relative Atommasse
Lassen Sie uns dies anhand eines Beispiels veranschaulichen:
| Substanz | Masse der Substanz (g) | relative Atommasse | Molzahl |
|---|---|---|---|
| Wasser (H2O) | 18 | 18 | 1 |
| Kohlendioxid (CO2) | 44 | 44 | 1 |
| Ammoniak (NH3) | 17 | 17 | 1 |
Wenn wir also 18 g Wasser haben, beträgt die Anzahl der Wassermole 1. Wenn wir 44 g Kohlendioxid oder 17 g Ammoniak haben, beträgt die Anzahl der Motten ebenfalls 1.
Berechnung der relativen Atommasse
Schritte zur Berechnung der relativen Atommasse:
- Finde die Massenanteile jedes der Atome, aus denen die Materie besteht. Der Massenanteil (X) ist das Verhältnis der Masse jedes Atoms (m) zur Masse der Gesamtmenge einer Substanz (M). Der Massenanteil kann durch die Formel gefunden werden: X = m / M.
- Multiplizieren Sie den Massenanteil jedes Atoms mit seiner relativen Atommasse (A). Die relative Atommasse wird im periodischen System der chemischen Elemente angegeben und in au ausgedrückt.
- Addieren Sie die resultierenden Stücke von Massenanteilen und relativen Atommassen. Dadurch erhalten Sie die relative Atommasse der Materie.
Beispiel für die Berechnung der relativen Atommasse:
Angenommen, wir untersuchen Wasser (H2O). Der Massenanteil von Wasserstoff (H) beträgt 11,1% und der Massenanteil von Sauerstoff (O) beträgt 88,9%. Die relative Atommasse von Wasserstoff ist 1 und Sauerstoff 16.
- Massenanteil von Wasserstoff: X(H) = 11,1/100 = 0,111
- Sauerstoff-Massenanteil: X(O) = 88,9/100 = 0,889
- Relative Atommasse von Wasserstoff: A(H) = 1
- Relative Atommasse von Sauerstoff: A(O) = 16
- Relative Atommasse von Wasser: 0,111*1 + 0,889*16 = 14,22 a.e.m.
Somit beträgt die relative Atommasse von Wasser 14,22 a.e.m.
Berechnungsbeispiel
Zur Verdeutlichung führen wir ein Beispiel für die Berechnung der relativen Atom-Masse einer Substanz auf der Grundlage bekannter Daten durch.
Nehmen wir an, wir müssen die relative Atommasse von Sauerstoff (O) bestimmen. Es ist bekannt, dass die Ordnungszahl bei Sauerstoff 8 ist und ihre Massenzahl 16 ist.
Um die relative Atommasse zu berechnen, muss der Anteil der Anzahl der Atome jedes seiner Isotope berücksichtigt werden. Für Sauerstoff ist jedoch nur ein Isotop in der Natur vorherrschend - "Sauerstoff-16", und sein Anteil beträgt 99,76%.
Um die relative Atoommasse von Sauerstoff zu berechnen, müssen wir daher seine Massenzahl mit dem Anteil des Isotops multiplizieren:
Relative Atommasse von Sauerstoff = (16 * 0,9976) = 15,9992
Somit beträgt die relative Atommasse von Sauerstoff ungefähr 15,9992 Masseneinheiten.
