Calculați masa atomică medie

Masa atomică medie nu este o măsurare directă a unui singur atom. Dimpotrivă, este masa medie pe atom dintr-o anumită cantitate dintr-un element dat. Dacă puteți măsura masa de miliarde de atomi individuali, puteți calcula această valoare în același mod ca și media. Din fericire, există o metodă mai practică care depinde de informațiile observate despre raritatea izotopilor diferiți.

conținut

Pași
Partea 1calculul masei atomice medii
Partea 2utilizarea rezultatului
Sfaturi
Avertismente
Accesorii

pași

Partea 1
Calculul masei atomice medii

Imaginea intitulată Găsiți masa medie atomică pasul 1

Să înțeleagă izotopii și masele atomice. Cele mai multe elemente apar în mod natural în forme sau izotopi multiple. Singura diferență dintre două izotopi ale aceluiași element este numărul de neutroni pe atom și masa atomică. Masa atomică medie a unui element ia în considerare aceste variații și vă oferă masa medie pe atom într-o anumită cantitate a acelui element.

De exemplu, elementul argint (Ag) are doi izotopi naturali: Ag-107 și Ag-109 (sau ¹⁰⁷Ag și ¹⁰⁹Ag). Izotopii sunt numiți după "numărul de masă" sau suma protonilor și neutronilor dintr-un atom. Aceasta înseamnă că Ag-109 are doi neutroni suplimentari per atom, comparativ cu Ag-107, și, prin urmare, puțin mai multă masă.

Imagine intitulată Găsiți masa medie atomică pas 2

Găsiți masa fiecărui izotop. Aveți nevoie de două tipuri de informații de la fiecare izotop, pe care le puteți căuta într-o carte de referință sau într-o sursă online, cum ar fi webelements.com. Prima este masa atomică sau masa atomului fiecărui izotop. Izotopii cu mai mulți neutroni au mai multă masă.

De exemplu: De exemplu, izotopul Ag-107 (argint) are o masă atomică de 106,90509 amu (unitate de masă atomică). Izotopul Ag-109 este ușor mai greu, cu o masă de 108.90470.

Ultimele câteva zecimale pot fi ușor diferite în funcție de sursă. Nu includeți numere care sunt în paranteze după masă.

Imaginea intitulată Găsiți masa medie atomică Pasul 3

Observați măsura în care apare fiecare izotop. Acest nivel vă arată cât de normal este izotopul (ca procent din toți atomii elementului). Puteți găsi acest lucru în aceeași sursă ca și în cazul în care ați găsit masa. Numărul de izotopi trebuie să fie de 100% (deși poate fi puțin diferit datorită erorilor de rotunjire).

Izotopul Ag-107 are un procent de 5,86%. AG-109 este puțin mai general, cu un procent de 48,14%. Aceasta înseamnă că o cantitate specifică de argint conține 51,86% Ag-107 și 48,14% Ag-109.

Ignorați toți izotopii fără a menționa procentajul. Acești izotopi nu se găsesc în mod natural pe pământ.

Imaginea intitulată Găsiți masa medie atomică pasul 4

Transformați procentajele la zecimale. Împărțiți procentul unui izotop cu 100 pentru valoarea zecimal.

În exemplul respectiv, procentele sunt: 51,86 / 100 = 0.5186 și 48,14 / 100 = 0.4814.

Imagine intitulată Găsiți masa medie atomică pas 5

Determinați media ponderată a masei. Masa atomică medie a unui element cu n izotopi este egal cu (masa_{izotop 1} * procentaj_{izotop 1}) + (mas_{izotopul 2} * procentaj_{izotopul 2}) + ... + (masa_{izotopic n} * procentaj_{izotopic n}. Acesta este un exemplu de "medie ponderată", ceea ce înseamnă că masele mai obișnuite (mai abundente) au un efect mai mare asupra rezultatului. Iată cum se utilizează această formulă pentru argint:

Masa atomică medie_Ag = (mas_Ag-107 * procentaj_Ag-107) + (mas_Ag-109 * procentaj_Ag-109)
= (106,90509 * 0,5186) + (108,90470 * 0,4814)
= 55,4410 + 52,4267
= 107,8677 amu.

Căutați elementul din tabelul periodic pentru a verifica răspunsul. Masa atomică medie este de obicei scrisă sub simbolul elementului.

Partea 2
Utilizarea rezultatului

Imaginea intitulată Găsiți masa medie atomică pas 6

Convertiți masa la numărul de atomi. Masa atomică medie vă indică relația dintre masa și numărul atomilor într-o anumită cantitate a elementului. Acest lucru este util în chimia experimentală, deoarece este aproape imposibil să numărați atomii individuali, ci pur și simplu să măsurați masa. De exemplu, puteți cântări o mostră de argint și puteți prezice că fiecare masă de 107,8677 amu conține un atom de argint.

Imaginea intitulată Găsiți masa medie atomică pasul 7

Conversia în masa molară. Unitățile de masă atomică sunt foarte mici, deci chimiștii cântăresc, de obicei, cantități de atomi în grame. Din fericire, acești termeni au fost definiți pentru a face conversia cât mai ușoară posibil. Trebuie să multiplicați masa atomică medie cu 1 g / mol (constanta masei moleculare) pentru un răspuns în g / mol. De exemplu, 107,8677 grame de argint conțin în medie un mol de atomi de argint.

Determinați masa moleculară medie. Deoarece o moleculă este pur și simplu o colecție de atomi, puteți adăuga masele atomilor împreună pentru a determina masa moleculei. Dacă utilizați masa atomică medie (în loc de masa unui izotop dat), răspunsul este masa moleculară medie așa cum se găsește într-o cantitate naturală. Iată un exemplu:

O moleculă de apă are formula chimică H₂O și astfel conține doi atomi de hidrogen (H) și un atom de oxigen (O).

Hidrogenul are o masă atomică medie de 1,00794 amu. Atomii de oxigen au o masă medie de 15.9994 amu.

Masa medie a unei molecule H₂O este egal cu (1,00794) (2) + 15,9994 = 18,01528 amu, echivalent cu 18,01528 g / mol.

sfaturi

Termenul de masă atomică relativă este uneori folosit ca sinonim pentru masa atomică medie. Cu toate acestea, există o mică diferență, deoarece masa atomică relativă nu are unități - este o măsură a masei relativ la atomul de carbon C-12. Atâta timp cât utilizați unități de masă atomică în calculul masei medii, cu toate acestea, cele două valori sunt identice numeric.
Numărul în paranteze după o masă atomică este incertitudinea numărului final. De exemplu: O masă atomică de 1,0173 (4) înseamnă că eșantioanele tipice au o marjă de eroare de ± 0,0004. Nu trebuie să țineți cont de acest lucru, decât dacă problema o cere.
Cu excepția unor excepții rare, elementele mai târzii din tabelul periodic au o masă medie mai mare decât elementele anterioare. Aceasta este o modalitate rapidă de a verifica dacă răspunsurile dvs. sunt sensibile.
1 unitate de masă atomică este definită ca 1/12 din masa unui atom de carbon C-12.
Gradul de abundență al izotopilor se bazează pe probe care se găsesc în mod natural pe pământ. Substanțele neobișnuite, cum ar fi un meteorit sau o probă realizată într-un laborator, pot avea raporturi diferite pentru izotopi și deci o altă masă atomică medie.

avertismente

Masele atomice sunt aproape întotdeauna reprezentate ca unități atomice de masă (amu sau u) (numite și Dalton sau Da). Nu puneți niciodată o altă unitate de masă (cum ar fi kg) în spatele unui număr, fără ao converti.