Jak určit relativní atomovou hmotnost látky-podrobný návod

V chemii je relativní atomová hmotnost (OAM) důležitou charakteristikou látky, která umožňuje určit hmotnost atomů v molekule ve srovnání s hmotností atomu uhlíku-12. Znalost OAM umožňuje provádět různé výpočty a určit složení a strukturu látky.

Definice OAM může být provedena dvěma hlavními způsoby: experimentálním a teoretickým. Experimentální metoda používá různé přístroje, jako je hmotnostní spektrometr, který umožňuje měřit poměr hmotnosti atomů určitého prvku k hmotnosti atomu uhlíku-12. Teoretická metoda je založena na znalosti hmotnosti atomů každého prvku, který je součástí látky, a jejich množství.

Pro výpočet je nutné znát chemický vzorec látky, atomové hmotnosti všech prvků, které tvoří vzorec, a jejich množství. Nejprve je nutné rozložit chemický vzorec na jednotlivé prvky, určit jejich hmotnost z periodického systému a vynásobit počtem každého prvku. Výsledné hmoty pak musí být sečteny a zaokrouhleny na požadovaný počet desetinných míst, což bude relativní atomová hmotnost látky.

Určení relativní atomové hmotnosti

Existuje několik způsobů, jak určit relativní atomovou hmotnost látky:

1. Masová metoda: tato metoda je založena na stanovení hmotnosti atomu látky pomocí speciálních elektronických přístrojů, jako je hmotnostní spektrometr. S jeho pomocí je možné určit hmotnost atomů prvku a poté jej porovnat s hmotností atomu uhlíku-12. Výsledný poměr je relativní atomová hmotnost.

2. Optická metoda: tato metoda je založena na analýze elektromagnetického záření, které vydávají atomy, když jejich elektrony přecházejí z jedné energetické úrovně na druhou. Studiem přechodových spektrů lze určit hmotnost atomů a poté vypočítat relativní atomovou hmotnost.

3. Chemická metoda: tato metoda je založena na provádění chemických reakcí se známými množstvími látky, aby se určila hmotnost atomů prvku vzhledem k hmotnosti atomu uhlíku-12. Například provedením reakcí s izotopy prvku a následným měřením změny hmotnosti lze vypočítat relativní atomovou hmotnost.

Je důležité poznamenat, že relativní atomová hmotnost může být celé číslo i desetinné číslo. To je způsobeno přítomností izotopů prvku, které mají různou hmotnost.

Význam relativní atomové hmoty

Relativní atomová hmotnost je bezrozměrná veličina a měří se v atomových jednotkách (a.e.m). Atomová jednotka hmotnosti 1 a. e. m se rovná jednomu dvanáctému podílu hmotnosti atomu uhlíku-12 (^12C).

Relativní atomovou hmotnost lze určit pomocí periodické tabulky chemických prvků, kde je uvedeno číslo hmotnostní číslo (Z) je počet protonů v jádru atomu.

Relativní atomová hmotnost se vypočítá pomocí vzorce:

Relativní atomová hmotnost = součet součinů hmotnostních čísel prvků na jejich relativní obsah látky.

Při znalosti hodnoty relativní atomové hmotnosti látky lze vysledovat změnu této hodnoty při chemických reakcích a stanovit poměr hmotnosti látky, která vstupuje a vychází z reakce.

Jak určit relativní atomovou hmotnost látky

K určení relativní atomové hmotnosti lze použít následující kroky:

1. Najít chemický vzorec látky.
2. Určete počet atomů každého prvku ve vzorci.
3. Najděte atomové hmotnosti každého prvku v periodické tabulce.
4. Vynásobte počet atomů každého prvku jeho atomovou hmotností.
5. Složte výsledná díla, abyste získali celkovou atomovou hmotnost látky.

Pro látku H₂O (voda) postupujte podle následujících kroků:

1. Složení látky: H₂O.
2. Počet atomů:
   • 2 atomy vodíku (H).
   • 1 atom kyslíku (o).
3. Atomová hmotnost:
   • Vodík (H) - 1 amu.
   • Kyslík (O) - 16 AMU.
4. Dílo:
   • 2 atomy vodíku: 2 * 1 = 2 AMU.
   • 1 atom kyslíku: 1 * 16 = 16 AMU.
5. Celková atomová hmotnost: 2 AMU + 16 AMU = 18 AMU.

Relativní atomová hmotnost látky H₂O rovná se 18 AMU.

Studium chemického vzorce

K určení relativní atomové hmotnosti látky je nutné studovat její chemický vzorec. Chemický vzorec je záznam, který uvádí prvky a jejich počet ve sloučenině.

Chemický vzorec se skládá ze symbolů prvků a indexů, které udávají počet atomů každého prvku ve sloučenině. Symboly prvků se obvykle zapisují velkými písmeny (např. C - uhlík, H - vodík) a indexy jsou uvedeny ve spodní části znaků prvků.

Například ve vzorci vody (H2O) symbol H představuje vodík a index 2 označuje, že jedna molekula vody obsahuje 2 atomy vodíku. Symbol O představuje kyslík, který je ve vzorci vody přítomen v jednotkovém množství.

K určení relativní atomové hmotnosti látky je třeba vzít v úvahu hmotnost každého atomu uvedeného v chemickém vzorci a vynásobit jej počtem atomů každého prvku. Výsledné hodnoty se pak sčítají pro všechny prvky, aby se získala celková relativní atomová hmotnost látky.

Studium chemického vzorce je důležitým krokem při určování relativní atomové hmotnosti látky, proto je nutné věnovat této fázi zvláštní pozornost a starat se o správné zaznamenávání a interpretaci všech znaků a indexů ve vzorci.

Stanovení molární hmotnosti

Existuje několik způsobů, jak určit molární hmotnost:

• Pomocí periodického systému prvků: pro každý prvek je známa jeho relativní atomová hmotnost. Molární hmotnost látky se rovná součtu hmotností atomů, které tvoří.
• Pomocí chemického vzorce látky: chemický vzorec udává počet atomů každého prvku. Na základě známých molárních hmotností prvků lze určit molární hmotnost látky.
• Pomocí experimentálních dat: pomocí laboratorních experimentů lze určit hmotnost látky a množství látky, což umožní výpočet molární hmotnosti.

Pro řešení problémů s určením molární hmotnosti je nutné mít přístup k periodickému systému prvků a znát metody výpočtu. Přesnost stanovení molární hmotnosti látky závisí na přesnosti údajů použitých ve výpočtech.

Výpočet počtu molů látky

Chcete-li vypočítat počet molů látky, musíte znát relativní atomovou hmotnost látky a její hmotnost v gramech. K tomu se používá vzorec:

Počet molů = hmotnost látky / relativní atomová hmotnost

Ilustrujeme to na příkladu:

Pokud tedy máme 18 g vody, pak se počet molů vody rovná 1. Podobně, pokud máme 44 g oxidu uhličitého nebo 17 g amoniaku, pak by se počet molů také rovnal 1.

Výpočet relativní atomové hmotnosti

Kroky pro výpočet relativní atomové hmotnosti:

1. Najděte hmotnostní zlomky každého z atomů, které jsou součástí látky. Hmotnostní podíl (X) je poměr hmotnosti každého atomu (m) k hmotnosti celkového množství látky (M). Hmotnostní podíl lze nalézt podle vzorce: X = m / M.
2. Vynásobte hmotnostní podíl každého atomu jeho relativní atomovou hmotností (a). Relativní atomová hmotnost je uvedena v periodickém systému chemických prvků a je vyjádřena v A.E.M.
3. Sečtěte výsledná díla hmotnostních zlomků a relativních atomových hmotností. To vám poskytne relativní atomovou hmotnost látky.

Příklad výpočtu relativní atomové hmotnosti:

Předpokládejme, že studujeme vodu (H2O). Hmotnostní podíl vodíku (H) je 11,1% a hmotnostní podíl kyslíku (o) je 88,9%. Relativní atomová hmotnost vodíku je 1 a kyslíku je 16.

1. Hmotnostní podíl vodíku: X (H) = 11,1/100 = 0,111
2. Hmotnostní podíl kyslíku: X (O) = 88,9/100 = 0,889
3. Relativní atomová hmotnost vodíku: a (H) = 1
4. Relativní atomová hmotnost kyslíku: A(O) = 16
5. Relativní atomová hmotnost vody: 0,111*1 + 0,889*16 = 14,22 a. e. m.

Relativní atomová hmotnost vody je tedy 14,22 AU m.

Příklad výpočtu

Pro názornost provedeme příklad výpočtu relativní atomové hmotnosti hmoty na základě známých údajů.

Předpokládejme, že musíme určit relativní atomovou hmotnost kyslíku (o). Je známo, že kyslík má atomové číslo 8 a jeho hmotnostní číslo je 16.

Pro výpočet relativní atomové hmotnosti je třeba vzít v úvahu poměr počtu atomů každého z jeho izotopů. U kyslíku v přírodě však převládá pouze jeden jeho izotop - "kyslík-16" a jeho podíl je 99,76%.

Abychom tedy vypočítali relativní atomovou hmotnost kyslíku, musíme jeho hmotnostní číslo vynásobit poměrem izotopu:

Relativní atomová hmotnost kyslíku = (16 * 0,9976) = 15,9992

Relativní atomová hmotnost kyslíku je tedy přibližně 15,9992 hmotnostních jednotek.