Базы данных
База данных понятий
Сумма масс атомов, входящих в состав данной молекулы. Выражается в атомных единицах массы (а.е.м.). 1 а.е.м. равна массе 1/12 изотопа 12C и в единицах СИ составляет 1,66057·10-27 кг. Молекулярная масса характеризует среднюю массу молекулы с учетом изотопного состава всех элементов, образующих данное химическое соединение. Иногда молекулярную массу определяют для смесей веществ известного состава, например для воздуха молекулярную массу можно принять равной 29.
Абсолютными массами молкул удобно оперировать в области физики элементарных частиц и радиохимии. В химии и химической технологии применяют макроскопические единицы измерения количества вещества. Молярная масса умноженная на постоянную Авогадро дает молярную массу, то есть массу 1 моля вещества. Для веществ, не содержащих молекул, а состоящих из атомов, ионов или радикалов определяется формульная молярная масса, то есть масса 1 моля частиц, соответствующих принятой формуле вещества (однако в СССР часто и в этом случае говорят о молярной массе, что неверно).
Ранее в химии использовали понятия грамм-молекула, грамм-атом, грамм-ион, теперь - моль молекул, моль атомов, моль ионов, подразумевая под этим число Авогадро молекул, атомов ионов и соответствующие молярные массы. Традиционно употребляют в качестве синонима термин "молекулярный (молярный) вес", т.к. определение массы производится с помощью весов. Но, в отличие от веса, зависящего от географических координат (т.е. от ускорения свободного падения в данной местности), масса является постоянным параметром количества вещества, поэтому правильнее говорить "молекулярная масса".
Методы определения молекулярной массы.
Исторически первый метод предложен Ж. Дюма в 1827 и заключался в измерении плотности газообразных веществ относительно газообразного водорода, молярная масса которого принималась первоначально равной 2, а после перехода к кислородной единице измерений молекулярных и атомных масс - 2,016 г. Следующий этап заключался в исследовании жидкостей и растворов нелетучих и недиссоциирующих веществ путем измерения коллигативных свойств (т.е. зависящих только от числа растворенных частиц) - осмотического давления, понижения давления пара, понижение точки замерзания и повышения точки кипения растворов по сравнению с чистым растворителем. При этом было открыто "аномальное" поведение электролитов.
Понижение давления пара над раствором зависит от молярной доли растворенного вещества (закон Рауля) N = (mx/Mx)/[(mx/Mx) + (m0/M0)], где mx и Mx - навеска и молярная масса исследуемого вещества, m0 и M0 - то же для растворителя. В ходе определения проводят экстраполяцию к бесконечно разбавленному раствору.
В случае криоскопии и эбулиоскопии используют зависимости Δtзам = Kc и Δtкип = Ec, где Δtзам - понижение температуры замерзания раствора, Δtкип - повышение температуры кипения раствора, K и E - соответственно криоскопические и эбулиоскопические постоянные растворителя, c - моляльная концентрация исследуемого вещества в растворе. Молекулярную массу рассчитывают по формулам: Mx = mx * K * 1000 / (m0 * Δtзам) или Mx = mx * E * 1000 / (m0 * Δtкип). Методы характеризуются достаточно высокой точностью, так как существуют специальные термометры (т.н. термометры Бекмана), позволяющие измерять весьма малые изменения температуры.
Основным методом определения атомных и молекулярных масс летучих веществ является масс-спектроскопия. Для исследования смеси веществ эффективно использование хромато-масс-спектрометрии. Молекулярные массы летучих соединений определяют также методами газовой хроматографии с газовыми весами Мартина. Последние измеряют скорость перемещения газа в канале, соединяющем трубки, по которым текут газ-носитель и газ из хроматографической колонки, что позволяет определять разницу плотностей этих газов, зависящую от молекулярной массы исследуемого вещества.
Молекулярную массу измеряют для идентификации химических соединений, для установления содержания отдельных нуклидов в соединении, при исследовании и синтезе высокомолекулярных соединений.