Masa molar

A masa molar (símbolo M) dunha substancia é unha propiedade física que se define como a súa masa por unidade de cantidade de substancia. A unidade de medida no SI é o quilogramo por mol (kg/mol ou kg·mol−1). Non obstante, por razóns históricas a masa molar adoita expresarse en gramos por mol (g/mol). Elementos
A masa molar dos átomos dun elemento vén dada polo peso atómico de cada elemento multiplicado pola constante de masa molar, Mu
1×10−3 kg/mol
1 g/mol. Exemplos: M(H)
1, 00797(7) u × 1 g/mol
1, 00797(7) g/mol
M(S)
32, 065(5) u × 1 g/mol
32, 065(5) g/mol
M(Cl)
35, 453(2) u × 1 g/mol
35, 453(2) g/mol
M(Fe)
55, 845(2) u × 1 g/mol
55, 845(2) g/mol
Algúns elementos adoitan presentarse en forma molecular, como por exemplo o hidróxeno (H2), o xofre (S8) ou o cloro (Cl2). A masa molar das moléculas homonucleares é o número de átomos en cada molécula multiplicado polo peso atómico do elemento constante, multiplicado pola constante de masa molar (Mu). Exemplos: M(H2)
2 × 1, 00797(7) u × 1 g/mol
2, 01588(14) g/mol
M(S8)
8 × 32, 065(5) u × 1 g/mol
256, 52(4) g/mol
M(Cl2)
2 × 35, 453(2) u × 1 g/mol
70, 906(4) g/mol Compostos
A masa molar dun composto vén dada pola suma dos pesos atómicos estándar dos átomos que forman o composto, multiplicado pola constante de masa molar (Mu). Exemplo: M(NaCl)
[22, 98976928(2) + 35, 453(2)] × 1 g/mol
58, 443(2) g/mol
M(C12H22O11)
([12 × 12, 0107(8)] + [22 ×1, 00794(7)] + [11 ×15, 9994(3)]) × 1 g/mol
342, 297 (14) g/mol Mesturas
Pódese definir unha masa molar media para mesturas de compostos. Isto é particularmente importante na ciencia de polímeros, onde as moléculas dun polímero poden ter distinto número de monómeros.
A masa molar media de mesturas M ¯ {\displaystyle {\bar {M}}} pode calcularse mediante as fraccións molares (xi) dos compostos e das súas masas molares (Mi): M ¯
∑ i x i M i {\displaystyle {\bar {M}}
\sum _{i}x_{i}M_{i}} Pódese calcular tamén a partir da fracción de masa (wi) dos compostos: 1 / M ¯
∑ i w i M i {\displaystyle 1/{\bar {M}}
\sum _{i}{\frac {w_{i}}{M_{i}}}} Medición
Non é habitual medir directamente as masas molares. En lugar disto, poden calcularse a partir das masas atómicas estándar, listadas con frecuencia en catálogos de química e fichas de datos de seguridade (FDS).
Densidade do vapor
A medición da masa molar por densidade de vapor baséase no principio enunciado orixinalmente por Amedeo Avogadro, que indica que a iguais volumes de gases, baixo condicións idénticas, estes conteñen a mesma cantidade de partículas. Este principio inclúese na lei dos gases ideais: p V
n R T {\displaystyle pV
nRT\ } onde n é a cantidade de substancia. A densidade de vapor (ρ) dase en térmos de: ρ
n M V {\displaystyle \rho
{{nM} \over {V}}\ } Combinando estas dúas ecuacións obtense a expresión para a masa molar en térmos da densidade de vapor para condicións coñecidas de presión e temperatura: M
R T ρ p {\displaystyle M
{{RT\rho } \over {p}}\ }
Descenso crioscópico
O punto de fusión dunha disolución é inferior que o do solvente puro, e o descenso crioscópico (ΔT) é directamente proporcional á molaridade da disolución. Cando se expresa a composcición como molalidade, a constante proporcional coñécese como a constante crioscópica (Kf) e é característica para cada solvente. Se w representa a concentración porcentual en peso dun soluto en disolución, e supoñendo que o soluto non está disolto, a masa molar vén dada por: M
w K f Δ T {\displaystyle M
{{wK_{f}} \over {\Delta T}}\ }
Aumento ebuloscópico
O punto de ebulición dunha disolución dun soluto non volátil é maior co dun solvente puro, e o aumento ebuloscópico (ΔT) é directamente proporcional á molaridade das disolucións. Cando se expresa a concentración en molalidade, a constante de proporcionalidade coñéces como constante ebuloscópica (Kb) e é característica para cada solvente. Se w representa a concentración porcentual en peso dunha disolución, e supoñendo que o soluto non está disolto, a masa molar vén dada por: M
w K b Δ T. {\displaystyle M
{{wK_{b}} \over {\Delta T}}. \ }