Как найти молярную массу водорода
Водород – первый элемент таблицы Менделеева и самый распространенный во Вселенной, поскольку именно из него, главным образом, состоят звезды. Он входит в состав жизненно необходимого для биологической жизни вещества – воды. Водород, как и любой другой химический элемент, обладает специфическими характеристиками, в том числе молярной массой.
Инструкция
Вспомните, что такое молярная масса? Это – масса одного моля вещества, то есть такого его количества, в котором находится примерно 6,022*10^23 элементарных частиц вещества (атомов, молекул, ионов). Это колоссальное число носит называние «число Авогадро», и названо так в честь известного ученого Амедео Авогадро. Молярная масса вещества численно совпадает с его молекулярной массой, но имеет другую размерность: не атомные единицы массы (а.е.м.), а грамм/моль. Зная это, определить молярную массу водорода проще простого.
Какой состав имеет молекула водорода? Она двухатомная, с формулой Н2. Сразу уточним: рассматривается молекула, состоящяя из двух атомов самого легкого и распространенного водородного изотопа, протия, а не из более тяжелого дейтерия или трития. Какова атомная масса одного атома водорода-протия? Она равна 1,008 а.е.м. Для простоты вычислений округлите ее до 1. Следовательно, масса молекулы водорода будет равна 2 а.е.м. То есть молярная масса водорода будет равна 2 грамма/моль.
А можно ли вычислить молярную массу водорода каким-то другим путем? Да, можно. Для этого вам надо вспомнить универсальное уравнение Менделеева-Клапейрона, которое очень часто используется в физике и химии. Оно названо в честь двух выдающихся ученых, и описывает состояние идеального газа при условиях, близких к нормальным. Выглядит это уравнение так: PV = MRT/m. Где, P – давление газа в паскалях, V – его объем в кубических метрах, M – фактическая масса газа, m – молярная масса газа, R – универсальная газовая постоянная, Т – температура газа в градусах Кельвина.
Вы видите, что молярная масса газа m легко вычисляется: m = MRT/PV. Подставив в эту формулу все известные вам величины, вы легко вычислите молярную массу водорода.
Полезный совет
Точно таким же образом можно вычислить молярную массу любого другого газа.
Войти на сайт
или
Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Задачи из школьного курса химии довольно часто предлагают самостоятельно обращаться к справочникам постоянных величин. Так учащиеся получают навыки самостоятельной работы со справочной литературой и учатся получать информацию из комбинированных источников. Так, старшеклассникам предлагается самостоятельно узнать, чему равна молярная масса водорода, или попытаться определить ее самостоятельно. Для решения подобных задач нужно четко понимать, что такое молярная масса, как она определяется и для чего это нужно.
Определение
Впервые понятие молярной массы было введено в обращение непосредственно после признание меры «моль» в качестве меры количества вещества. Измеряется эта величина в [г /моль]. Таким образом, молярная масса водорода – это определенная его масса, заключенная в одном моле данного элемента.
Поскольку в молях измеряется количество, выраженное в количестве самых малых частиц исследуемого вещества, разницы между молекулярной и молярной массой нет. эти единицы тождественны.
Молекулярная и молярная масса водорода
Абсолютными значениями молекулярных масс, в силу их чрезвычайно малой величины, пользоваться очень затруднительно. Например, абсолютная масса атома водорода, выраженная в стандартах системы СИ, составляет 1,67 × 10 -24 грамм.
Поэтому в химии используют относительную атомную массу. Ее величина составляет 1/12 массы атома углерода. В этой шкале водород имеет наименьший молекулярный вес, так как его атом – самый легкий среди всех существующих элементов.
Определение молярной массы
Молярная масса водорода может быть легко определена при помощи периодической таблицы. Внизу возле каждого химического элемента обозначена величина его относительной атомной массы. Так, возле водорода стоит значение 1,0079.
Из курса неорганической химии известно, что водород в атомарном состоянии в естественных условиях практически не встречается. Атомы этого элемента в свободном состоянии стремятся объединиться в молекулы. Поскольку валентность водорода равна 1, атом Н может присоединить к себе еще только один атом другого элемента. Таким образом, молекула водорода выглядит так:
А в химических записях формула молекулы водорода имеет вид Н2. Зная формулу элемента, легко вычислить его относительную молекулярную (а значит, и молярную) массу. Из полученных данных легко вычисляется молярная масса водорода:
1,00 × 2 = 2,00 г/моль. Точное химическое взвешивание дает значение 2,016 г/моль.
Моль — условное количество вещества
Добавлено: 3 октября 2021 в 12:58
Химия — наука, изучающая взаимодействие веществ на атомном и молекулярном уровнях. Эти процессы значительно отличаются от привычного нам макроуровня и поэтому требуют специфических подходов, в том числе к «подсчету» и «взвешиванию».
Школьный курс химии включает понятия «моль» и «молярной массы». Они кажутся сложными, но если разобраться, то вы без труда поймете сущность этих понятий и научитесь ими пользоваться при решении задач.
Моль
Понятие «моль» попытаемся разобрать и, самое главное, понять на примере всем знакомой реакции взаимодействия кислорода и водорода. Когда одна молекула O2 соединяется с двумя молекулами H2, получается две молекулы H2O:
- O2 + 2H2 = 2H2O
То есть, чтобы максимально полно провести химическую реакцию, мы должны взять на каждую молекулу кислорода две молекулы водорода. Итак, у нас есть 100 г кислорода.
Сколько понадобится водорода для протекания процесса? И тут возникает первый вопрос: сколько молекул в 100 г кислорода? Наверное, миллиарды или даже миллиарды миллиардов? И сколько их в 100 г водорода? Уж точно в не в 2 раза меньше.
Как вообще подсчитать молекулы, ведь они бывают совершенно разными, «тяжелыми» и «легкими». Этими вопросами задавались и люди, закладывавшие основу современной химической науки.
Был найден простой выход, который помогает легко и изящно решить проблему. Химики решили взять за единицу измерения не одну молекулу, а определенное их количество, причем очень большое. Таким образом эта единица измерения приводит микроуровень к макроуровню. Она называется «моль».
Моль — это количество вещества из 6,02214076⋅1023 атомов или молекул. Оно не имеет физического смысла и изначально было привязано к массе определенного количества (12 граммов) углерода-12, но позже переопределено, как и многие другие единицы системы СИ.
В школьных расчетах количество структурных единиц в моле, которое также называется постоянной Авогадро, обычно округляют до 6,022⋅1023 и обозначают NA.
С этой величиной связано другое химическое понятие — «количество вещества», то есть количество структурных единиц в определенной его порции. Оно обозначается буквой ν (ню).
Примеры
В стакане содержится 2 моль воды. Сколько молекул воды находится в стакане?
- N = ν⋅ NA =2 ⋅ 6,022⋅1023 = 12,044⋅1023 молекул воды.
Также можно решить обратную задачу. Сколько молей вещества составляют 24,088⋅1023 молекул воды?
- ν⋅ = N / NA = 24,088⋅1023 / 6,022⋅1023 = 4 моля.
Что называется молярной массой
Итак, мы поняли, что моль — условное количество вещества, выбранное для удобства химиков. Это даже не миллиарды миллиардов, как мы предположили ранее, а миллиарды триллионов, что никак не облегчает задачу подсчета этих структурных единиц.
Как же все-таки узнать, сколько атомов или молекул в 100 граммах того или иного вещества? Теперь хорошо бы связать количество вещества и его массу, ведь это не одно и то же. Нам поможет «молярная масса» — 1 моль вещества или 6,022⋅1023 структурных единиц этого вещества.
Итак, масса вещества равна массе порции вещества m к количеству молекул ν в его порции:
- М = m / ν.
Вооружившись этим знанием, мы можем переводить граммы в число молекул и наоборот. При этом следует учесть, что молярная масса численно идентична молекулярной массе (то есть массе молекулы), выраженной в атомных единицах массы, и относительной молекулярной массе.
Пример
Найдем массу 5 моль воды.
Чтобы решить эту задачу, обратимся к формуле молярной массы и выразим из нее массу:
- m = М ⋅ ν
В этой формуле мы знаем количество вещества ν = 5 моль, а молярную массу сложной молекулы нужно определить, как сумму молярных масс составляющих ее химических элементов:
- M (H2O) = 2 ⋅M (H) + M (O)
Где взять молярные массы кислорода и водорода (в соединение входит два атома водорода, поэтому его молярную массу умножаем на 2)?
Для этого нам понадобится таблица Менделеева и значение «относительной атомной массы», которая, как мы уже знаем, идентична молекулярной. Это значение приведено для каждого химического элемента и для водорода равно 1,00797 (то есть близко к 1), для углерода — близко к 6, для кислорода — около 16.
Подставим соответствующие значения в исходную формулу и получим:
- M (H2O) = 2 ⋅M (H) + M (O) = 2 ⋅ 1 + 16 = 18 г/моль.
То есть вес 1 моль воды составляет 18 граммов. Теперь можем подсчитать массу 5 моль воды:
- m = М ⋅ ν = 18 ⋅ 5 = 90 г.
Аналогичным образом мы можем подсчитать количество вещества, которое содержится в определенном образце заданной массы. Для примера возьмем оксид алюминия Al2O3 и узнаем, сколько моль в 400 граммах этого вещества. Для этого выразим количество вещества через молярную массу и подставим исходные данные:
- ν = m / М = 400 / (2 ⋅ М (Al) + 3 ⋅ (O)) = 400 / (2 ⋅ 75 + 3 ⋅ 16) = 400 / (150 + 48) = 400 / 198 ≈ 2,02 моль.
Занимайтесь на курсах ЕГЭ и ОГЭ в паре TwoStu и получите максимум баллов на экзамене:
Эксперт по подготовке к ЕГЭ, ОГЭ и ВПР
Задать вопрос
Закончил Московский физико-технический институт (Физтех) по специальности прикладная физика и математика. Магистр физико-математических наук. Преподавательский стаж более 13 лет. Соучредитель курсов ЕГЭ и ОГЭ в паре TwoStu.
Читайте также:
← Молярная и молекулярная масса
- Относительная молекулярная масса H: 1.00794
- Молярная масса H: 1.00794 г/моль (0.00101 кг/моль)
| Элемент | Всего атомов | Атомная масса, а.е.м. | Общая масса атомов, а.е.м. |
|---|---|---|---|
| H (водород) | 1 | 1.00794 | 1.00794 |
| 1.00794 |
Расчёт молярной и относительной молекулярной массы H
- Mr[H] = Ar[H] = 1.00794 = 1.00794
- Молярная масса (в кг/моль) = Mr[H] : 1000 = 1.00794 : 1000 = 0.00101 кг/моль
Электронная конфигурация атома водорода
Калькулятор массы
Химическая формула соединения
Рассчитать
Поделитесь информацией с друзьями
Скачать перечень калькуляторов
Относительные молекулярные массы других соединений
CrO4Rb2 [286.9293]
H2O3Si [78.09958]
Калькулятор молекулярной массы
Download Article
Download Article
Atoms are too small to allow meaningful measurement of chemical substances. To work with meaningful amounts of substances, scientists group them into units called moles. A mole is defined as the number of carbon atoms in 12 grams of the isotope carbon-12,[1]
which is roughly 6.022 x 1023 atoms. This number is called Avogadro’s number or Avogadro’s constant.[2]
This constant is used as the number of atoms given by one mole for any substance, and the mass of 1 mole of a substance is its molar mass.
-
1
Understand molar mass. Molar mass is the mass (in grams) of one mole of a substance.[3]
Using the atomic mass of an element and multiplying it by the conversion factor grams per mole (g/mol), you can calculate the molar mass of that element. -
2
Find the relative atomic mass of the element. An element’s relative atomic mass is the average mass, in atomic units, of a sample of all its isotopes.[4]
This information can be found on the periodic table of elements. Locate the element and find the number underneath the symbol for the element. It will not be a whole number, but will have decimals.- For example, for hydrogen, the relative atomic mass is 1.007; for carbon, it is 12.0107; for oxygen, it is 15.9994; and for chlorine, it is 35.453.
Advertisement
-
3
Multiply the relative atomic mass by the molar mass constant. This is defined as 0.001 kilogram per mole, or 1 gram per mole. This converts atomic units to grams per mole, making the molar mass of hydrogen 1.007 grams per mole, of carbon 12.0107 grams per mole, of oxygen 15.9994 grams per mole, and of chlorine 35.453 grams per mole.[5]
- Some elements are only found in molecules of 2 atoms or more. This means that if you want to find the molar mass of elements that are composed of 2 atoms, such as hydrogen, oxygen, and chlorine, then you’ll have to find their relative atomic masses. Multiply them by the molar mass constant, and then multiply the result by 2.
- For H2: 1.007 x 2 = 2.014 grams per mole; for O2: 15.9994 x 2 = 31.9988 grams per mole; and for Cl2: 35.453 x 2 = 70.096 grams per mole.
- One mnemonic device for remembering diatomic elements (molecules of 2 atoms) is: Have No Fear Of Ice Cold Beverages (Hydrogen, Nitrogen, Fluorine, Oxygen, Iodine, Chlorine, Bromine).[6]
Advertisement
-
1
Find the chemical formula for the compound. This is the number of atoms in each element that makes up the compound. (This information is given in any chemistry reference book.) For example, the formula for hydrogen chloride (hydrochloric acid) is HCl; for glucose, it is C6H12O6. Using this formula, you can identify the number of atoms of each element that makes up the compound.[7]
- For HCl, there is one atom of hydrogen and one atom of chlorine.
- For C6H12O6, there are 6 carbon atoms, 12 hydrogen atoms, and 6 oxygen atoms.
-
2
Find the relative atomic mass of each element in the compound. Using the periodic table, locate the relative atomic mass for each element. It is the number located beneath the symbol for the element.[8]
As we did in the first method of calculating the molar mass of an element, we will also multiply these masses by 1 gram/mole.- The relative atomic masses of the elements in hydrochloric acid are: hydrogen, 1.007 g/mol and chlorine, 35.453 g/mol.
- The relative atomic masses of the elements in glucose are: carbon, 12.0107 g/mol; hydrogen, 1.007 g/mol; and oxygen, 15.9994 g/mol.
-
3
Calculate the molar mass of each element in the compound. Multiply the element’s atomic mass by the number of atoms of that element in the compound. This will give you the relative amount that each element contributes to the compound.[9]
- For hydrogen chloride, HCl, the molar mass of each element is 1.007 grams per mole for hydrogen and 35.453 grams per mole for chlorine.
- For glucose, C6H12O6, the molar mass of each element is: carbon, 12.0107 x 6 = 72.0642 g/mol; hydrogen, 1.007 x 12 = 12.084 g/mol; and oxygen, 15.9994 x 6 = 95.9964 g/mol.
-
4
Add the molar masses of each element in the compound. This determines the molar mass for the entire compound. Take the products you obtained in the previous step and add them all together to calculate the molar mass of the compound.[10]
- For hydrogen chloride, the molar mass is 1.007 + 35.453 = 36.460 g/mol. 36.46 grams is the mass of one mole of hydrogen chloride.
- For glucose, the molar mass is 72.0642 + 12.084 + 95.9964 = 180.1446 g/mol. 180.14 grams is the mass of one mole of glucose.
Advertisement
Calculator, Practice Problems, and Answers
Add New Question
-
Question
What is the molar mass of Helium?
Bess Ruff is a Geography PhD student at Florida State University. She received her MA in Environmental Science and Management from the University of California, Santa Barbara in 2016. She has conducted survey work for marine spatial planning projects in the Caribbean and provided research support as a graduate fellow for the Sustainable Fisheries Group.
Environmental Scientist
Expert Answer
-
Question
What is the molecular mass of oxygen and hydrogen as a mixture?
Oxygen with Hydrogen gives you WATER (H2O). The relative atomic mass for Oxygen is 16, while Hydrogen is 1 since Hydrogen (H2) have two molecules you multiply by 2 1*2=2. Oxygen (O) being 16*1=16. Add up your answers to get 18, and the molecular mass of Oxygen and Hydrogen which is water gives you 18.
-
Question
How do you calculate the molar mass of water?
Water’s chemical formula is H2O, this means it is composed of 2 Hydrogen atoms and 1 Oxygen atom. To find the molar mass, find the atomic mass of all the components of a chemical. You can either memorize it, or find all of the atomic masses located on the periodic table of elements. In this case, hydrogen has an atomic mass of 1, and oxygen has an atomic mass of 16. The equation is therefore: 1(2) + 16(1) = 18. Therefore, the molar mass of water, is 18.
See more answers
Ask a Question
200 characters left
Include your email address to get a message when this question is answered.
Submit
Advertisement
-
While most relative atomic masses are known to a precision of 1 part in 10 thousand (4 decimal places), in most laboratory work, molar masses are normally quoted to 2 decimal places and fewer for particularly large masses. Thus, in the laboratory, the molar mass for hydrogen chloride would be given as 36.46 grams per mole and that of glucose as 180.14 grams per mole.
Advertisement
Things You’ll Need
- Chemistry reference book or periodic table of the elements
- Calculator
References
About This Article
Article SummaryX
When you’re measuring extremely tiny amounts of a substance, it can be helpful to use molar mass. According to the International System of Units, a mole is the amount of any substance that contains the same number of elementary entities—typically atoms or molecules—as there are atoms in 12 grams of the isotope carbon-12. Molar mass is the mass in grams of 1 mole of any given substance. To find an element’s molar mass, start by checking the periodic table for the relative atomic mass of the element. This is usually located under the symbol and name of the element. For instance, the relative atomic mass of zirconium (Zr) is 91.22. Next, multiply the atomic mass by the molar mass constant, which is equal to 1 gram per mole. For most elements, this means that the relative atomic mass is equal to the molar mass. For instance, zirconium has a molar mass of 91.22 x 1 g/mol, or 91.22 g/mol. However, some elements, such as hydrogen, nitrogen, and oxygen, only occur naturally in molecules of 2 or more atoms. In these cases, you’ll need to multiply the relative atomic mass of the element by the number of atoms in the molecule, then multiply the result by the molar mass constant. For example, the molar mass of H2 is 1.007 x 2 x 1 g/mol, or 2.014 g/mol. Finding the molar mass of a compound is a little more complicated. First, you’ll need to find the chemical formula for the compound. For example, if you’re calculating the molar mass of water, you’d start with the formula H2O. Then, calculate the molar mass of each element in the compound. Don’t forget to take into account the number of atoms of each element when you make your calculation. In this case, the molar mass of the two hydrogen atoms is 2.014 g/mol, while the single oxygen atom is 15.999 g/mol. Add them together to get the total molar mass of 18.013 g/mol. To see specific examples for how to calculate molar mass, read on!
Did this summary help you?
Thanks to all authors for creating a page that has been read 1,271,049 times.
Reader Success Stories
-
Sesame Makgasane
Aug 2, 2016
«The steps helped me understand really quickly. I am writing an examination tomorrow, and this really helped me.»
