- 中文名
- 摩尔质量
- 外文名
- molar mass
- 单 位
- g/mol或kg/mol
- 符 号
- M
- 学科归属
- 化学,物理学
- 面对对象
- 微观基本单元
来源
物质的量是物理量,表示含有一定数目粒子的集合体,符号为
n
。物质的量的单位为摩尔(mol)。科学上把含有
阿伏伽德罗常数
(约6.02×10
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)个粒子的集体作为一个单位,叫
摩尔
。1mol不同物质中所含的粒子数是相同的,但由于不同粒子的质量不同,1mol不同物质的质量也不同。
1971年第十四届
国际计量大会
关于摩尔的定义有如下两段规定:“摩尔是一系统的物质的量,该系统中所包含的
基本单元
数与0.012kg碳-12的原子数目相等。”“在使用摩尔时应予以指明基本单元,它可以是
原子
、
分子
、
离子
、
电子
及其他
粒子
,或是这些粒子的特定组合。”上两段话应该看做是一个整体。0.012kg碳-12所包含的
碳原子
数目就是阿伏伽德罗常数(
N
A
),实验测得的近似数值为
N
A
=6.021687126645×10
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。摩尔跟一般的单位不同,它有1个特点:它计量的对象是微观基本单元,如离子,而不能用于计量物质。
1mol物质以阿伏加德罗数为计量单位,不是以个数来计量分子、原子等
微粒
的数量。也可以用于计量
微观粒子
的特定组合,例如,用摩尔计量硫酸的物质的量,即1mol硫酸含有6.02×10
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个硫酸分子。摩尔是化学上应用最广的计量单位,如用于化学反应方程式的计算,溶液中的计算,溶液的配制及其稀释,有关化学平衡的计算,
气体摩尔体积
及热化学中都离不开这个基本单位。
摩尔质量是物质的质量除以物质的量,单位是克每摩尔(g/mol),摩尔体积是物质的体积除以物质的量,单位是立方米每摩尔(m
3
/mol)。
摩尔质量、摩尔体积是物质的量的导出量,应用时必须指明基本单元,对于同一物质规定的基本单元不同,摩尔质量、摩尔体积就不同。
定义
单位
用例
对于某一纯净物来说,它的摩尔质量是固定不变的,而物质的质量则随着物质的量不同而发生变化。例如,1mol O
2
的质量是32 g,2 mol O₂的质量是64 g,但O
2
的摩尔质量并不会发生任何变化,还是32 g/mol。根据科学实验的精确测定,知道0.012kg 碳-12原子含有的碳原子数约6.02×10
23
(
阿伏加德罗常数
)。
[2]
推理证明
对于分子来说,1mol任何分子的质量都是以克为单位,在数值上等于该种分子的
相对分子质量
(式量)。例如,O₂的相对分子质量为32,1molO₂的质量为32g; NaCl的相对分子质量为58.5,1mol NaCl的质量为58.5g。
离子是原子得到或失去电子而生成的。由于电子的质量很小,因此,原子在得到或失去电子后的质量仍然近似等于原子的质量。所以,对简单离子来讲,1mol任何离子的质量都是以克为单位,在数值上等于形成该种离子的原子的相对原子质量。例如,可以推知:Na⁺的相对原子质量为23,1mol Na⁺的质量为23g; Clˉ的相对原子质量为35.5,1mol Clˉ的质量为35.5g。
对于较复杂的离子,如原子团来说,1mol任何原子团的质量都是以克为单位,在数值上等于构成该原子团的原子的相对原子质量之和。例如, SO₄²ˉ的相对原子质量之和为96,1mol SO₄²ˉ的质量为96g;
NH₄⁺的相对原子质量之和为18,1mol NH₄⁺的质量为18g。
通过上述分析,我们不难看出,当单位为克时,1mol任何粒子或物质的质量在数值上都与该粒子相对原子质量或相对分子质量相等。我们将单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量。也就是说,物质的摩尔质量是该物质的质量与该物质的物质的量之比。摩尔质量的符号为
M
,常用的单位为g/mol或kg/mol。
对于上面所举例子来说,它们的摩尔质量分别为:
O的摩尔质量为16g/mol;
Na的摩尔质量为23g/mol;
O₂的摩尔质量为32g/mol;
NaCl的摩尔质量为58.5g/mol;
Na⁺的摩尔质量为23g/mol;
Cl的摩尔质量为35.5g/mol;
同理:C-12的摩尔质量为12g/mol。
物质的量(
n
)、物质的质量(
m
)和物质的摩尔质量(
M
)之间存在着下式所表示的关系:
n
=
m
/
M
。
[1]