Единица измерения молекулярной массы абсолютной молекулярной массы

Молекулярная масса — Molecular mass

Молекулярная масса ( м ) масса данной молекулы: она измеряется в дальтон (Da или U). Различные молекулы одного и того же соединения могут иметь разные молекулярные массы, потому что они содержат разные изотопы элемента. Связанная величина относительная молекулярная масса, как определено IUPAC , представляет собой отношение массы молекулы к единой атомной единице массы (также известной как дальтон) и не имеет единицы измерения. Молекулярная масса и относительная молекулярная масса отличаются от молярной массы, но связаны с ней . Молярная масса определяется как масса данного вещества, деленная на количество вещества, и выражается в г / моль. Молярная масса обычно является более подходящей цифрой при работе с макроскопическими (взвешиваемыми) количествами вещества.

Определение молекулярной массы авторитетно является синонимом молекулярной массы; однако в обычной практике он также сильно варьируется, как и единицы, используемые вместе с ним. Многие распространенные подготовительные источники используют г / моль и эффективно определяют его как синоним молярной массы, в то время как более авторитетные источники используют Da или u и более точно согласовывают его определение с молекулярной массой. Даже когда молекулярный вес используется с единицами измерения Da или u, он часто является средневзвешенным значением, аналогичным молярной массе, но с другими единицами измерения. В молекулярной биологии вес макромолекул называется их молекулярной массой и выражается в кДа, хотя численное значение часто является приблизительным и представляет среднее значение.

Термины « молекулярная масса» , « молекулярная масса» и « молярная масса» часто используются взаимозаменяемо в областях науки, где различие между ними бесполезно. В других областях науки различие имеет решающее значение. Молекулярная масса чаще используется, когда относится к массе одной или конкретной четко определенной молекулы, и реже, чем молекулярная масса, когда относится к средневзвешенному значению образца. До переопределения основных единиц СИ в 2019 году количества, выраженные в дальтонах (Да или u), по определению были численно эквивалентны идентичным количествам, выраженным в единицах г / моль, и, таким образом, были строго численно взаимозаменяемыми. После переопределения единиц измерения 20 мая 2019 года это соотношение практически эквивалентно.

Молекулярная масса молекул малого и среднего размера, измеренная с помощью масс-спектрометрии, может использоваться для определения состава элементов в молекуле. Молекулярные массы макромолекул, таких как белки, также можно определить с помощью масс-спектрометрии; однако методы, основанные на вязкости и светорассеянии, также используются для определения молекулярной массы, когда кристаллографические или масс-спектрометрические данные недоступны.

Содержание

Расчет

Молекулярные массы рассчитываются на основе атомных масс каждого нуклида, присутствующего в молекуле, а молярные массы рассчитываются на основе стандартных атомных масс каждого элемента . Стандартный атомный вес учитывает изотопное распределение элемента в данном образце (обычно считается «нормальным»). Например, вода имеет молярную массу 18,0153 (3) г / моль, но отдельные молекулы воды имеют молекулярные массы, которые находятся в диапазоне 18,010 564 6863 (15) Да ( 1 H
2 16 O) и 22.027 7364 (9) Da ( 2 H
2 18 O).

Атомные и молекулярные массы обычно выражаются в дальтонах, которые определяются относительно массы изотопа 12 C (углерода 12), которая по определению равна 12 Да. Например, молярная масса и молекулярная масса метана , молекулярная формула которого CH ₄ , рассчитываются соответственно следующим образом:

Молярная масса или молекулярная масса CH 4
Стандартный атомный вес	Число	Общая молярная масса (г / моль) или молекулярная масса (Да или г / моль)
C	12,011	1	12,011
ЧАС	1,008	4	4,032
CH 4	16,043
Молекулярная масса 12 C 1 H 4
Масса нуклида	Число	Общая молекулярная масса (Da или u)
12 С	12.00	1	12.00
1 ч	1,007825	4	4,0313
CH 4	16.0313

Более формально определенный термин — «относительная молекулярная масса». Определенные значения относительной атомной и молекулярной массы безразмерны . Однако прилагательное «относительный» опускается на практике, поскольку общепринято считать, что атомные и молекулярные массы относятся к массе, равной 12 C. Кроме того, в общей практике используется «единица» Дальтона . Масса 1 моля вещества обозначается как молярная масса . По определению, молярная масса выражается в граммах на моль .

В приведенном выше примере стандартный атомный вес углерода составляет 12,011 г / моль, а не 12,00 г / моль. Это потому, что встречающийся в природе углерод представляет собой смесь изотопов 12 C, 13 C и 14 C, которые имеют массы 12 Да, 13,003355 Да и 14,003242 Да соответственно. Более того, доля изотопов варьируется от образца к образцу, поэтому 12,011 г / моль — это среднее значение для разных мест на Земле. Напротив, количество встречающегося в природе водорода менее вариабельно, поэтому стандартный атомный вес имеет меньшие вариации. Точность определения молярной массы ограничена стандартным атомным весом с наибольшей дисперсией, в данном примере — углеродом. Эта неопределенность не то же самое, что неопределенность в молекулярной массе, которая отражает дисперсию (ошибку) в измерениях, а не естественную дисперсию изотопных содержаний по всему миру. В масс-спектрометрии высокого разрешения массовые изотопомеры 12 C 1 H ₄ и 13 C 1 H ₄ наблюдаются как отдельные молекулы с молекулярными массами приблизительно 16,031 Да и 17,035 Да, соответственно. Интенсивность пиков масс-спектрометрии пропорциональна содержанию изотопов в молекулярных частицах. 12 C 2 H 1 H ₃ также можно наблюдать с молекулярной массой 17 Да.

Определение

Масс-спектрометрии

В масс-спектрометрии молекулярная масса небольшой молекулы обычно указывается как моноизотопная масса , то есть масса молекулы, содержащей только наиболее распространенный изотоп каждого элемента. Обратите внимание, что это также незначительно отличается от молекулярной массы в том, что выбор изотопов определен и, таким образом, представляет собой единую удельную молекулярную массу из множества возможных. Массы, используемые для вычисления моноизотопной молекулярной массы, находятся в таблице изотопных масс и не встречаются в типичной периодической таблице. Средняя молекулярная масса часто используется для более крупных молекул, поскольку молекулы с большим количеством атомов вряд ли будут состоять исключительно из наиболее распространенного изотопа каждого элемента. Теоретическая средняя молекулярная масса может быть рассчитана с использованием стандартных атомных весов, найденных в типичной периодической таблице, поскольку, вероятно, существует статистическое распределение атомов, представляющих изотопы по всей молекуле. Однако средняя молекулярная масса образца обычно существенно отличается от этого, поскольку среднее значение для одного образца не то же самое, что среднее значение для многих географически распределенных образцов.

Гидродинамические методы

В первом приближении, основа для определения молекулярной массы в соответствии с отношениями Марка-Хувинкой является тем фактом , что характеристическая вязкость от растворов (или суспензий ) макромолекула зависит от объемной доли дисперсных частиц в конкретном растворителе. В частности, гидродинамический размер по отношению к молекулярной массе зависит от коэффициента преобразования, описывающего форму конкретной молекулы. Это позволяет описывать кажущуюся молекулярную массу с помощью ряда методов, чувствительных к гидродинамическим эффектам, включая DLS , SEC (также известный как GPC, когда элюент представляет собой органический растворитель), вискозиметрию и диффузионно-упорядоченную спектроскопию ядерного магнитного резонанса (DOSY). Затем кажущийся гидродинамический размер можно использовать для приблизительного определения молекулярной массы с использованием ряда стандартов, специфичных для макромолекул. Поскольку для этого требуется калибровка, его часто называют методом определения «относительной» молекулярной массы.

Статическое рассеяние света

Также возможно определить абсолютную молекулярную массу непосредственно по светорассеянию, традиционно используя метод Зимма . Это может быть достигнуто либо с помощью классического статического рассеяния света, либо с помощью детекторов многоуглового рассеяния света . Молекулярные массы, определенные этим методом, не требуют калибровки, отсюда и термин «абсолютные». Единственное необходимое внешнее измерение — это приращение показателя преломления , которое описывает изменение показателя преломления с концентрацией.

Источник

Молекулярная масса

Молекулярная масса (устаревшее название — молекулярный вес) — масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Численно равна молярной массе, выраженной в г/моль. Однако следует чётко представлять разницу между молярной массой и молекулярной массой, понимая, что они равны лишь численно и различаются по размерности.

Относительные молекулярные массы сложных молекул можно определить, просто складывая относительные атомные массы входящих в них элементов. Например, молекулярная масса воды (H₂O) есть

Mr — молекулярная масса; Ar — атомная масса.

Молярные массы сложных молекул можно определить, суммируя молярные массы входящих в них элементов. Например, молярная масса воды (H₂O) есть M(H₂O) = 2 M(H) +M(O) = 2·1+16 = 18 (г/моль). Стоит отметить, что, например, молярная масса кислорода как [атома] элемента = 16 (г/моль), а вещества — (O₂) = 32 (г/моль).

См. также

Ссылки

Что такое wiki2.info Вики является главным информационным ресурсом в интернете. Она открыта для любого пользователя. Вики это библиотека, которая является общественной и многоязычной.

Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License.

Wikipedia® — зарегистрированный товарный знак организации Wikimedia Foundation, Inc. wiki2.info является независимой компанией и не аффилирована с Фондом Викимедиа (Wikimedia Foundation).

Источник

МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА

сумма масс атомов, входящих в состав данной молекулы; выражается в атомных единицах массы (а. е. м.). Поскольку 1 а. е. м. (иногда называемая дальтон, D) равна 1 / 12 массы атома нуклида 12 С и в единицах массы СИ составляет 1,66057 . 10 -27 кг, то умножение М. м. на 1,66057 . 10 -27 дает абс. массу молекулы в килограммах. Чаще пользуются безразмерной величиной М отн -относительной М. м.: М отн x /D,> где М х -> масса молекулы x, выраженная в тех же единицах массы (кг, г или др.), что и D. М. м. характеризует среднюю массу молекулы с учетом изотопного состава всех элементов, образующих данное хим. соединение. Иногда М. м. определяют для смеси разл. в-в известного состава, напр. для воздуха «эффективную» М. м. можно принять равной 29.

Абс. массами молекул удобно оперировать в области физики субатомных процессов и радиохимии, где путем измерения энергии частиц, согласно теории относительности, определяют их абс. массы. В химии и хим. технологии необходимо применять макроскопич. единицы измерения кол-ва в-ва. Число любых частиц (молекул, атомов, электронов или мысленно выделяемых в в-ве групп частиц, напр. пар ионов Na + и Сl — в кристаллич. решетке NaCl), равное Авогадро постоянной N А = 6,022 . 10 23 , составляет макроскопич. единицу кол-ва в-ва-моль. Тогда можно записать: М отн = x . N A /(D . N A ),T.е. относительная М. м. равна отношению массы моля в-ва к N A D. Если в-во состоит из молекул с ковалентными связями между составляющими их атомами, то величина x . N A представляет собой м о л я рн у ю м а с с у этого в-ва, единицы измерения к-рой кг-моль (киломоль, кМ). Для в-в, не содержащих молекул, а состоящих из атомов, ионов или радикалов, определяется ф о р-м у л ь н а я м о л я р н а я м а с с а, т. е. масса N A частиц, соответствующих принятой формуле в-ва (однако в СССР часто и в этом случае говорят о М. м., что неверно).

Ранее в химии использовали понятия грамм-молекула, грамм-атом, грамм-ион, теперь-моль молекул, моль атомов, моль ионов, подразумевая под этим N A молекул, атомов, ионов и соотв. их молярные массы, выраженные в граммах или килограммах. Традиционно употребляют в качестве синонима термин «молекулярный (молярный) вес», т. к. определение массы производится с помощью весов. Но, в отличие от веса, зависящего от географич. координат, масса является постоянным параметром кол-ва в-ва (при обычных скоростях движения частиц в условиях хим. р-ций), поэтому правильнее говорить «молекулярная масса».

Большое число устаревших терминов и понятий, касающихся М. м., объясняется тем, что до эры космич. полетов в химии не придавали значения различию между массой и весом, к-рое обусловлено разностью значений ускорения своб. падения на полюсах (9,83 м . с -2 ) и на экваторе (9,78 м . с -2 ); при расчетах силы тяжести (веса) обычно пользуются средним значением, равным 9,81 м . с -2 . Кроме того, развитие понятия молекулы (как и атома) было связано с исследованием макроскопич. кол-в в-ва в процессах их хим. (реакции) или физ. (фазовые переходы) превращений, когда не была разработана теория строения в-ва (19 в.) и предполагалось, что все хим. соед. построены только из атомов и молекул.

Методы определения. Исторически первый метод (обоснованный исследованиями С. Канниццаро и А. Авогадро) предложен Ж. Дюма в 1827 и заключался в измерении плотности газообразных в-в относительно водородного газа, молярная масса к-рого принималась первоначально равной 2, а после перехода к кислородной единице измерений молекулярных и атомных масс-2,016 г. След. этап развития эксперим. возможностей определения М. м. заключался в исследовании жидкостей и р-ров нелетучих и недиссоциирующих в-в путем измерения коллигативных св-в (т. е. зависящих только от числа растворенных частиц) — осмотич. давления (см. Осмометрия), понижения давления пара, понижения точки замерзания (криоскопия )и повышения точки кипения (эбулиоскопия )р-ров по сравнению с чистым р-рителем. При этом было открыто «аномальное» поведение электролитов.

Понижение давления пара над р-ром зависит от молярной доли растворенного в-ва (закон Рауля): [( р — р 0 )/р] = N, где р 0 -> давление пара чистого р-рителя, р- давление пара над р-ром, N- молярная доля исследуемого растворенного в-ва, N =( т х / М х )/[( т х / М х ) +(m 0 /M 0 )], x и М х -соотв. навеска (г) и М. м. исследуемого в-ва, m 0 и М 0 -то же для р-рителя. В ходе определений проводят экстраполяцию к бесконечно разб. р-ру, т. е. устанавливают для р-ров исследуемого в-ва и для р-ров известного (стандартного) хим. соединения. В случае криоскопии и эбулиоскопии используют зависимости соотв. Dt 3 = Кс и Dt к = Еc, где Dt 3 -понижение т-ры замерзания р-ра, Dt к — повышение т-ры кипения р-ра, К и Е- соотв. криоскопич. и эбулиоскопич. постоянные р-рителя, определяемые по стандартному растворенному в-ву с точно известной М. м., с-моляльная концентрация исследуемого в-ва в р-ре ( с = М х т х . 1000/m 0 ). М. м. рассчитывают по ф-лам: М х = т х К . 1000/m 0 Dt 3 или М х = т х Е . 1000/m 0 Dt к . Методы характеризуются достаточно высокой точностью, т. к. существуют спец. термометры (т. наз. термометры Бекмана), позволяющие измерять весьма малые изменения т-ры.

Для определения М. м. используют также изотермич. перегонку р-рителя. При этом пробу р-ра исследуемого в-ва вносят в камеру с насыщ. паром р-рителя (при данной т-ре); пары р-рителя конденсируются, т-ра р-ра повышается и после установления равновесия вновь понижается; по изменению т-ры судят о кол-ве выделившейся теплоты испарения, к-рая связана с М. м. растворенного в-ва. В т. наз. изопиестич. методах проводят изотермич. перегонку р-рителя в замкнутом объеме, напр. в Н-образном сосуде. В одном колене сосуда находится т. наз. р-р сравнения, содержащий известную массу в-ва известной М. м. (молярная концентрация C 1 ), в другом-р-р, содержащий известную массу исследуемого в-ва (молярная концентрация С 2 неизвестна). Если, напр., С 1 > С 2 ,> р-ритель перегоняется из второго колена в первое, пока молярные концентрации в обоих коленах не будут равны. Сопоставляя объемы полученных изопиестич. р-ров, рассчитывают М. м. неизвестного в-ва. Для определения М. м. можно измерять массу изопиестич. р-ров с помощью весов Мак-Бена, к-рые представляют собой две чашечки, подвешенные на пружинках в закрытом стеклянном сосуде; в одну чашечку помещают исследуемый р-р, в другую-р-р сравнения; по изменению положения чашечек определяют массы изопиестич. р-ров и, следовательно, М. м. исследуемого в-ва.

Осн. методом определения атомных и мол. масс летучих в-в является масс-спектрометрия. Для исследования смеси соед. эффективно использование хромато-масс-спектромет-рии. При малой интенсивности пика мол. иона применяют эффузиометрич. приставки к масс-спектрометрам. Эффузио-метрич. способ основан на том, что скорость вытекания газа в вакуум из камеры через отверстие, диаметр к-рого значительно меньше среднего пути своб. пробега молекулы, обратно пропорциональна квадратному корню из М. м. в-ва; скорость вытекания контролируют по изменению давления в камере. М. м. летучих соед. определяют также методами газовой хроматографии с газовыми весами Мартина. Последние измеряют скорость перемещения газа в канале, соединяющем трубки, по к-рым текут газ-носитель и газ из хроматографич. колонки, что позволяет определять разницу плотностей этих газов, зависящую от М. м. исследуемого в-ва.

М. м. измеряют для идентификации хим. соед., для установления содержания отдельных нуклидов в соед., напр. в воде, используемой в атомных энергетич. установках, а также при исследовании и синтезе высокомол. соед., св-ва к-рых существенно зависят от их М. м. (см. Молекулярная масса полимера). Средние значения М. м. полимеров устанавливают с помощью перечисленных выше методов, основанных на коллигативных св-вах разбавленных р-ров, по числу двойных связей («мягким» озонолизом) или функц. групп (методами функцион. анализа), а также по таким св-вам их р-ров, как вязкость, светорассеяние. Средние значения мол. масс полимеров высокой степени полимеризации определяют по их реологич. характеристикам.

Лит.: Рафиков С. Р., Павлова С. А., Твердохлебова И. И., Методы определения молекулярных весов и полидисперсности высокомолекулярныхсоединений, М., 1963; Полинг Л., Полинг П., Химия, пер. с англ., М., 1978; Вилков Л. В., Пентин Ю. А., Физические методы исследования в химии, М., 1987. Ю. А. Клячко.

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . Под ред. И. Л. Кнунянца . 1988 .

Смотреть что такое «МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА» в других словарях:

МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА — значение массы молекулы, выраженное в атомных единицах массы. Практически М. м. равна сумме масс входящих в неё атомов (см. АТОМНАЯ МАССА). Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983 … Физическая энциклопедия

МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА — (молекулярный вес) масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Практически равна сумме масс всех атомов, из которых состоит молекула. Величины молекулярной массы используются в химических, физических и химико технических расчетах … Большой Энциклопедический словарь

МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА — (масса моля), термин ранее использовался для обозначения ОТНОСИТЕЛЬНОЙ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ … Научно-технический энциклопедический словарь

Молекулярная масса М м — Молекулярная масса, М. м. * малекулярная маса, М. м. * molecular mass or M. m. масса молекулы, не имеющая собственных единиц измерения, поэтому обычно в этом смысле используют термин «молекулярный вес» (см.) … Генетика. Энциклопедический словарь

молекулярная масса — — [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN molecular mass … Справочник технического переводчика

Молекулярная масса — – относительная величина, отношение массы молекулы данного вещества к 1/12 части массы атома Изотопа углерода С12. [Ушеров Маршак А. В. Бетоноведение: лексикон. М.: РИФ Стройматериалы. 2009. – 112 с.] Рубрика термина: Общие термины… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

молекулярная масса — santykinė molekulinė masė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Molekulės vidutinės masės arba tiksliai apibrėžto medžiagos darinio masės ir nuklido ¹²C atomo masės 1/12 dalies dalmuo. atitikmenys: angl. molecular mass;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

молекулярная масса — santykinė molekulinė masė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Molekulę sudarančių atomų santykinių atominių masių suma, skaitine verte lygi medžiagos molio masei. atitikmenys: angl. molecular mass; molecular weight;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

молекулярная масса — santykinė molekulinė masė statusas T sritis chemija apibrėžtis Molekulę sudarančių atomų santykinių atominių masių suma, skaitine verte lygi vieno medžiagos molio masei. atitikmenys: angl. molecular mass; molecular weight; relative molecular mass … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

молекулярная масса — (молекулярный вес), масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Практически равна сумме масс всех атомов, из которых состоит молекула. Величины молекулярной массы используются в химических, физических и химико технологических расчётах. * … Энциклопедический словарь

Источник

МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА

сумма масс атомов, входящих в состав данной молекулы; выражается в атомных единицах массы (а. е. м.). Поскольку 1 а. е. м. (иногда называемая дальтон, D) равна 1 / 12 массы атома нуклида 12 С и в единицах массы СИ составляет 1,66057 . 10 -27 кг, то умножение М. м. на 1,66057 . 10 -27 дает абс. массу молекулы в килограммах. Чаще пользуются безразмерной величиной М отн -относительной М. м.: М отн x /D,> где М х -> масса молекулы x, выраженная в тех же единицах массы (кг, г или др.), что и D. М. м. характеризует среднюю массу молекулы с учетом изотопного состава всех элементов, образующих данное хим. соединение. Иногда М. м. определяют для смеси разл. в-в известного состава, напр. для воздуха «эффективную» М. м. можно принять равной 29.

Абс. массами молекул удобно оперировать в области физики субатомных процессов и радиохимии, где путем измерения энергии частиц, согласно теории относительности, определяют их абс. массы. В химии и хим. технологии необходимо применять макроскопич. единицы измерения кол-ва в-ва. Число любых частиц (молекул, атомов, электронов или мысленно выделяемых в в-ве групп частиц, напр. пар ионов Na + и Сl — в кристаллич. решетке NaCl), равное Авогадро постоянной N А = 6,022 . 10 23 , составляет макроскопич. единицу кол-ва в-ва-моль. Тогда можно записать: М отн = x . N A /(D . N A ),T.е. относительная М. м. равна отношению массы моля в-ва к N A D. Если в-во состоит из молекул с ковалентными связями между составляющими их атомами, то величина x . N A представляет собой м о л я рн у ю м а с с у этого в-ва, единицы измерения к-рой кг-моль (киломоль, кМ). Для в-в, не содержащих молекул, а состоящих из атомов, ионов или радикалов, определяется ф о р-м у л ь н а я м о л я р н а я м а с с а, т. е. масса N A частиц, соответствующих принятой формуле в-ва (однако в СССР часто и в этом случае говорят о М. м., что неверно).

Ранее в химии использовали понятия грамм-молекула, грамм-атом, грамм-ион, теперь-моль молекул, моль атомов, моль ионов, подразумевая под этим N A молекул, атомов, ионов и соотв. их молярные массы, выраженные в граммах или килограммах. Традиционно употребляют в качестве синонима термин «молекулярный (молярный) вес», т. к. определение массы производится с помощью весов. Но, в отличие от веса, зависящего от географич. координат, масса является постоянным параметром кол-ва в-ва (при обычных скоростях движения частиц в условиях хим. р-ций), поэтому правильнее говорить «молекулярная масса».

Большое число устаревших терминов и понятий, касающихся М. м., объясняется тем, что до эры космич. полетов в химии не придавали значения различию между массой и весом, к-рое обусловлено разностью значений ускорения своб. падения на полюсах (9,83 м . с -2 ) и на экваторе (9,78 м . с -2 ); при расчетах силы тяжести (веса) обычно пользуются средним значением, равным 9,81 м . с -2 . Кроме того, развитие понятия молекулы (как и атома) было связано с исследованием макроскопич. кол-в в-ва в процессах их хим. (реакции) или физ. (фазовые переходы) превращений, когда не была разработана теория строения в-ва (19 в.) и предполагалось, что все хим. соед. построены только из атомов и молекул.

Методы определения. Исторически первый метод (обоснованный исследованиями С. Канниццаро и А. Авогадро) предложен Ж. Дюма в 1827 и заключался в измерении плотности газообразных в-в относительно водородного газа, молярная масса к-рого принималась первоначально равной 2, а после перехода к кислородной единице измерений молекулярных и атомных масс-2,016 г. След. этап развития эксперим. возможностей определения М. м. заключался в исследовании жидкостей и р-ров нелетучих и недиссоциирующих в-в путем измерения коллигативных св-в (т. е. зависящих только от числа растворенных частиц) — осмотич. давления (см. Осмометрия), понижения давления пара, понижения точки замерзания (криоскопия )и повышения точки кипения (эбулиоскопия )р-ров по сравнению с чистым р-рителем. При этом было открыто «аномальное» поведение электролитов.

Понижение давления пара над р-ром зависит от молярной доли растворенного в-ва (закон Рауля): [( р — р 0 )/р] = N, где р 0 -> давление пара чистого р-рителя, р- давление пара над р-ром, N- молярная доля исследуемого растворенного в-ва, N =( т х / М х )/[( т х / М х ) +(m 0 /M 0 )], x и М х -соотв. навеска (г) и М. м. исследуемого в-ва, m 0 и М 0 -то же для р-рителя. В ходе определений проводят экстраполяцию к бесконечно разб. р-ру, т. е. устанавливают для р-ров исследуемого в-ва и для р-ров известного (стандартного) хим. соединения. В случае криоскопии и эбулиоскопии используют зависимости соотв. Dt 3 = Кс и Dt к = Еc, где Dt 3 -понижение т-ры замерзания р-ра, Dt к — повышение т-ры кипения р-ра, К и Е- соотв. криоскопич. и эбулиоскопич. постоянные р-рителя, определяемые по стандартному растворенному в-ву с точно известной М. м., с-моляльная концентрация исследуемого в-ва в р-ре ( с = М х т х . 1000/m 0 ). М. м. рассчитывают по ф-лам: М х = т х К . 1000/m 0 Dt 3 или М х = т х Е . 1000/m 0 Dt к . Методы характеризуются достаточно высокой точностью, т. к. существуют спец. термометры (т. наз. термометры Бекмана), позволяющие измерять весьма малые изменения т-ры.

Для определения М. м. используют также изотермич. перегонку р-рителя. При этом пробу р-ра исследуемого в-ва вносят в камеру с насыщ. паром р-рителя (при данной т-ре); пары р-рителя конденсируются, т-ра р-ра повышается и после установления равновесия вновь понижается; по изменению т-ры судят о кол-ве выделившейся теплоты испарения, к-рая связана с М. м. растворенного в-ва. В т. наз. изопиестич. методах проводят изотермич. перегонку р-рителя в замкнутом объеме, напр. в Н-образном сосуде. В одном колене сосуда находится т. наз. р-р сравнения, содержащий известную массу в-ва известной М. м. (молярная концентрация C 1 ), в другом-р-р, содержащий известную массу исследуемого в-ва (молярная концентрация С 2 неизвестна). Если, напр., С 1 > С 2 ,> р-ритель перегоняется из второго колена в первое, пока молярные концентрации в обоих коленах не будут равны. Сопоставляя объемы полученных изопиестич. р-ров, рассчитывают М. м. неизвестного в-ва. Для определения М. м. можно измерять массу изопиестич. р-ров с помощью весов Мак-Бена, к-рые представляют собой две чашечки, подвешенные на пружинках в закрытом стеклянном сосуде; в одну чашечку помещают исследуемый р-р, в другую-р-р сравнения; по изменению положения чашечек определяют массы изопиестич. р-ров и, следовательно, М. м. исследуемого в-ва.

Осн. методом определения атомных и мол. масс летучих в-в является масс-спектрометрия. Для исследования смеси соед. эффективно использование хромато-масс-спектромет-рии. При малой интенсивности пика мол. иона применяют эффузиометрич. приставки к масс-спектрометрам. Эффузио-метрич. способ основан на том, что скорость вытекания газа в вакуум из камеры через отверстие, диаметр к-рого значительно меньше среднего пути своб. пробега молекулы, обратно пропорциональна квадратному корню из М. м. в-ва; скорость вытекания контролируют по изменению давления в камере. М. м. летучих соед. определяют также методами газовой хроматографии с газовыми весами Мартина. Последние измеряют скорость перемещения газа в канале, соединяющем трубки, по к-рым текут газ-носитель и газ из хроматографич. колонки, что позволяет определять разницу плотностей этих газов, зависящую от М. м. исследуемого в-ва.

М. м. измеряют для идентификации хим. соед., для установления содержания отдельных нуклидов в соед., напр. в воде, используемой в атомных энергетич. установках, а также при исследовании и синтезе высокомол. соед., св-ва к-рых существенно зависят от их М. м. (см. Молекулярная масса полимера). Средние значения М. м. полимеров устанавливают с помощью перечисленных выше методов, основанных на коллигативных св-вах разбавленных р-ров, по числу двойных связей («мягким» озонолизом) или функц. групп (методами функцион. анализа), а также по таким св-вам их р-ров, как вязкость, светорассеяние. Средние значения мол. масс полимеров высокой степени полимеризации определяют по их реологич. характеристикам.

Лит.: Рафиков С. Р., Павлова С. А., Твердохлебова И. И., Методы определения молекулярных весов и полидисперсности высокомолекулярныхсоединений, М., 1963; Полинг Л., Полинг П., Химия, пер. с англ., М., 1978; Вилков Л. В., Пентин Ю. А., Физические методы исследования в химии, М., 1987. Ю. А. Клячко.

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . Под ред. И. Л. Кнунянца . 1988 .

Смотреть что такое «МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА» в других словарях:

МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА — значение массы молекулы, выраженное в атомных единицах массы. Практически М. м. равна сумме масс входящих в неё атомов (см. АТОМНАЯ МАССА). Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983 … Физическая энциклопедия

МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА — (молекулярный вес) масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Практически равна сумме масс всех атомов, из которых состоит молекула. Величины молекулярной массы используются в химических, физических и химико технических расчетах … Большой Энциклопедический словарь

МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА — (масса моля), термин ранее использовался для обозначения ОТНОСИТЕЛЬНОЙ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ … Научно-технический энциклопедический словарь

Молекулярная масса М м — Молекулярная масса, М. м. * малекулярная маса, М. м. * molecular mass or M. m. масса молекулы, не имеющая собственных единиц измерения, поэтому обычно в этом смысле используют термин «молекулярный вес» (см.) … Генетика. Энциклопедический словарь

молекулярная масса — — [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN molecular mass … Справочник технического переводчика

Молекулярная масса — – относительная величина, отношение массы молекулы данного вещества к 1/12 части массы атома Изотопа углерода С12. [Ушеров Маршак А. В. Бетоноведение: лексикон. М.: РИФ Стройматериалы. 2009. – 112 с.] Рубрика термина: Общие термины… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

молекулярная масса — santykinė molekulinė masė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Molekulės vidutinės masės arba tiksliai apibrėžto medžiagos darinio masės ir nuklido ¹²C atomo masės 1/12 dalies dalmuo. atitikmenys: angl. molecular mass;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

молекулярная масса — santykinė molekulinė masė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Molekulę sudarančių atomų santykinių atominių masių suma, skaitine verte lygi medžiagos molio masei. atitikmenys: angl. molecular mass; molecular weight;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

молекулярная масса — santykinė molekulinė masė statusas T sritis chemija apibrėžtis Molekulę sudarančių atomų santykinių atominių masių suma, skaitine verte lygi vieno medžiagos molio masei. atitikmenys: angl. molecular mass; molecular weight; relative molecular mass … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

молекулярная масса — (молекулярный вес), масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Практически равна сумме масс всех атомов, из которых состоит молекула. Величины молекулярной массы используются в химических, физических и химико технологических расчётах. * … Энциклопедический словарь

Источник

Молекулярная масса — Molecular mass

Молекулярная масса ( м ) масса данной молекулы: она измеряется в дальтон (Da или U). Различные молекулы одного и того же соединения могут иметь разные молекулярные массы, потому что они содержат разные изотопы элемента. Связанная величина относительная молекулярная масса, как определено IUPAC , представляет собой отношение массы молекулы к единой атомной единице массы (также известной как дальтон) и не имеет единицы измерения. Молекулярная масса и относительная молекулярная масса отличаются от молярной массы, но связаны с ней . Молярная масса определяется как масса данного вещества, деленная на количество вещества, и выражается в г / моль. Молярная масса обычно является более подходящей цифрой при работе с макроскопическими (взвешиваемыми) количествами вещества.

Определение молекулярной массы авторитетно является синонимом молекулярной массы; однако в обычной практике он также сильно варьируется, как и единицы, используемые вместе с ним. Многие распространенные подготовительные источники используют г / моль и эффективно определяют его как синоним молярной массы, в то время как более авторитетные источники используют Da или u и более точно согласовывают его определение с молекулярной массой. Даже когда молекулярный вес используется с единицами измерения Da или u, он часто является средневзвешенным значением, аналогичным молярной массе, но с другими единицами измерения. В молекулярной биологии вес макромолекул называется их молекулярной массой и выражается в кДа, хотя численное значение часто является приблизительным и представляет среднее значение.

Термины « молекулярная масса» , « молекулярная масса» и « молярная масса» часто используются взаимозаменяемо в областях науки, где различие между ними бесполезно. В других областях науки различие имеет решающее значение. Молекулярная масса чаще используется, когда относится к массе одной или конкретной четко определенной молекулы, и реже, чем молекулярная масса, когда относится к средневзвешенному значению образца. До переопределения основных единиц СИ в 2019 году количества, выраженные в дальтонах (Да или u), по определению были численно эквивалентны идентичным количествам, выраженным в единицах г / моль, и, таким образом, были строго численно взаимозаменяемыми. После переопределения единиц измерения 20 мая 2019 года это соотношение практически эквивалентно.

Молекулярная масса молекул малого и среднего размера, измеренная с помощью масс-спектрометрии, может использоваться для определения состава элементов в молекуле. Молекулярные массы макромолекул, таких как белки, также можно определить с помощью масс-спектрометрии; однако методы, основанные на вязкости и светорассеянии, также используются для определения молекулярной массы, когда кристаллографические или масс-спектрометрические данные недоступны.

Содержание

Расчет

Молекулярные массы рассчитываются на основе атомных масс каждого нуклида, присутствующего в молекуле, а молярные массы рассчитываются на основе стандартных атомных масс каждого элемента . Стандартный атомный вес учитывает изотопное распределение элемента в данном образце (обычно считается «нормальным»). Например, вода имеет молярную массу 18,0153 (3) г / моль, но отдельные молекулы воды имеют молекулярные массы, которые находятся в диапазоне 18,010 564 6863 (15) Да ( 1 H
2 16 O) и 22.027 7364 (9) Da ( 2 H
2 18 O).

Атомные и молекулярные массы обычно выражаются в дальтонах, которые определяются относительно массы изотопа 12 C (углерода 12), которая по определению равна 12 Да. Например, молярная масса и молекулярная масса метана , молекулярная формула которого CH ₄ , рассчитываются соответственно следующим образом:

Молярная масса или молекулярная масса CH 4
Стандартный атомный вес	Число	Общая молярная масса (г / моль) или молекулярная масса (Да или г / моль)
C	12,011	1	12,011
ЧАС	1,008	4	4,032
CH 4	16,043
Молекулярная масса 12 C 1 H 4
Масса нуклида	Число	Общая молекулярная масса (Da или u)
12 С	12.00	1	12.00
1 ч	1,007825	4	4,0313
CH 4	16.0313

Более формально определенный термин — «относительная молекулярная масса». Определенные значения относительной атомной и молекулярной массы безразмерны . Однако прилагательное «относительный» опускается на практике, поскольку общепринято считать, что атомные и молекулярные массы относятся к массе, равной 12 C. Кроме того, в общей практике используется «единица» Дальтона . Масса 1 моля вещества обозначается как молярная масса . По определению, молярная масса выражается в граммах на моль .

В приведенном выше примере стандартный атомный вес углерода составляет 12,011 г / моль, а не 12,00 г / моль. Это потому, что встречающийся в природе углерод представляет собой смесь изотопов 12 C, 13 C и 14 C, которые имеют массы 12 Да, 13,003355 Да и 14,003242 Да соответственно. Более того, доля изотопов варьируется от образца к образцу, поэтому 12,011 г / моль — это среднее значение для разных мест на Земле. Напротив, количество встречающегося в природе водорода менее вариабельно, поэтому стандартный атомный вес имеет меньшие вариации. Точность определения молярной массы ограничена стандартным атомным весом с наибольшей дисперсией, в данном примере — углеродом. Эта неопределенность не то же самое, что неопределенность в молекулярной массе, которая отражает дисперсию (ошибку) в измерениях, а не естественную дисперсию изотопных содержаний по всему миру. В масс-спектрометрии высокого разрешения массовые изотопомеры 12 C 1 H ₄ и 13 C 1 H ₄ наблюдаются как отдельные молекулы с молекулярными массами приблизительно 16,031 Да и 17,035 Да, соответственно. Интенсивность пиков масс-спектрометрии пропорциональна содержанию изотопов в молекулярных частицах. 12 C 2 H 1 H ₃ также можно наблюдать с молекулярной массой 17 Да.

Определение

Масс-спектрометрии

В масс-спектрометрии молекулярная масса небольшой молекулы обычно указывается как моноизотопная масса , то есть масса молекулы, содержащей только наиболее распространенный изотоп каждого элемента. Обратите внимание, что это также незначительно отличается от молекулярной массы в том, что выбор изотопов определен и, таким образом, представляет собой единую удельную молекулярную массу из множества возможных. Массы, используемые для вычисления моноизотопной молекулярной массы, находятся в таблице изотопных масс и не встречаются в типичной периодической таблице. Средняя молекулярная масса часто используется для более крупных молекул, поскольку молекулы с большим количеством атомов вряд ли будут состоять исключительно из наиболее распространенного изотопа каждого элемента. Теоретическая средняя молекулярная масса может быть рассчитана с использованием стандартных атомных весов, найденных в типичной периодической таблице, поскольку, вероятно, существует статистическое распределение атомов, представляющих изотопы по всей молекуле. Однако средняя молекулярная масса образца обычно существенно отличается от этого, поскольку среднее значение для одного образца не то же самое, что среднее значение для многих географически распределенных образцов.

Гидродинамические методы

В первом приближении, основа для определения молекулярной массы в соответствии с отношениями Марка-Хувинкой является тем фактом , что характеристическая вязкость от растворов (или суспензий ) макромолекула зависит от объемной доли дисперсных частиц в конкретном растворителе. В частности, гидродинамический размер по отношению к молекулярной массе зависит от коэффициента преобразования, описывающего форму конкретной молекулы. Это позволяет описывать кажущуюся молекулярную массу с помощью ряда методов, чувствительных к гидродинамическим эффектам, включая DLS , SEC (также известный как GPC, когда элюент представляет собой органический растворитель), вискозиметрию и диффузионно-упорядоченную спектроскопию ядерного магнитного резонанса (DOSY). Затем кажущийся гидродинамический размер можно использовать для приблизительного определения молекулярной массы с использованием ряда стандартов, специфичных для макромолекул. Поскольку для этого требуется калибровка, его часто называют методом определения «относительной» молекулярной массы.

Статическое рассеяние света

Также возможно определить абсолютную молекулярную массу непосредственно по светорассеянию, традиционно используя метод Зимма . Это может быть достигнуто либо с помощью классического статического рассеяния света, либо с помощью детекторов многоуглового рассеяния света . Молекулярные массы, определенные этим методом, не требуют калибровки, отсюда и термин «абсолютные». Единственное необходимое внешнее измерение — это приращение показателя преломления , которое описывает изменение показателя преломления с концентрацией.

Источник

Формула молекулярной массы

Определение и формула молекулярной массы

Массы атомов и молекул очень малы, поэтому в качестве единицы измерения удобно выбрать массу одного из атомов и выражать массы остальных атомов относительно нее. Именно так и поступал основоположник атомной теории Дальтон, который составил таблицу атомных масс, приняв массу атома водорода за единицу.

До 1961 года в физике за атомную единицу массы (а.е.м. сокращенно) принимали 1/16 массы атома кислорода 16 О, а в химии – 1/16 средней атомной массы природного кислорода, который является смесью трех изотопов. Химическая единица массы была на 0,03% больше, чем физическая.

В настоящее время за в физике и химии принята единая система измерения. В качестве стандартной единицы атомной массы выбрана 1/12 часть массы атома углерода 12 С.

1 а.е.м. = 1/12 m( 12 С) = 1,66057×10 -27 кг = 1,66057×10 -24 г.

Относительная атомная и молекулярная масса элемента

При расчете относительной атомной массы учитывается распространенность изотопов элементов в земной коре. Например, хлор имеет два изотопа 35 Сl (75,5%) и 37 Сl (24,5%).Относительная атомная масса хлора равна:

A_r(Cl) = (0,755×m( 35 Сl) + 0,245×m( 37 Сl)) / (1/12×m( 12 С) = 35,5.

Из определения относительной атомной массы следует, что средняя абсолютная масса атома равна относительной атомной массе, умноженной на а.е.м.:

m(Cl) = 35,5 ×1,66057×10 -24 = 5,89×10 -23 г.

Относительная молекулярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы, например:

Абсолютная масса молекулы равна относительной молекулярной массе, умноженной на а.е.м.

Число атомов и молекул в обычных образцах веществ очень велико, поэтому при характеристике количества вещества используют специальную единицу измерения – моль.

Моль – это количество вещества, которое содержит столько же частиц (молекул, атомов, ионов, электронов), сколько атомов углерода содержится в 12 г изотопа 12 С.

Масса одного атома 12 С равна 12 а.е.м., поэтому число атомов в 12 г изотопа 12 С равно:

N_A = 12 г / 12 × 1,66057×10 -24 г = 1/1,66057×10 -24 = 6,0221×10 -23 .

Таким образом, моль вещества содержит 6,0221×10 -23 частиц этого вещества.

Физическую величину N_A называют постоянной Авогадро, она имеет размерность [N_A] = моль -1 . Число 6,0221×10 -23 называют числом Авогадро.

Молярная масса вещества

Легко показать, что численные значения молярной массы М и относительной молекулярной массы M_r равны, однако первая величина имеет размерность [M] = г/моль, а вторая безразмерна:

Это означает, что если масса некоторой молекулы равна, например, 44 а.е.м., то масса одного моля молекул равна 44 г.

Постоянная Авогадро является коэффициентом пропорциональности, обеспечивающим переход от молекулярных отношений к молярным.

Примеры решения задач

Задание	Укажите, у какого вещества тяжелее молекула: BaO, P2O5, Fe2O3?
Решение	Для того, чтобы определить, какая из предложенных молекул тяжелее необходимо рассчитать их молярные массы. Как известно, молярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы. Тогда,

M(BaO) = Ar(Ba) + Ar(O) = 137,5 + 15,9994 = 153,4994 г/моль;

M(P₂O₅) = 61,94752 + 79,997 = 141,94452 г/моль;

M(Fe₂O₃) = 117,8664 + 47,9982 = 165,8646 г/моль.

Самой тяжелой молекулой является молекула оксида железа (III).

Источник