Jisim molar

Dalam kimia, jisim molar M ialah sifat fizikal. Ia ditakrifkan sebagai jisim bahan tertentu (unsur atau sebatian kimia) dibahagi dengan jumlah bahan tersebut.^[1] Unit SI asas bagi jisim molar ialah kg/mol, namun disebabkan sejarah, ia lebih kerap dinyatakan dalam g/mol.

Sebagai contoh, jisim molar bagi air ialah kira-kira M(H₂O) ≈ 18 g⋅mol^-1

Jisim molar unsur kimia

Rencana utama: Jisim atom relatif

Jisim molar atom-atom suatu unsur bersamaan dengan jisim atom unsur tersebut^[2] didarabkan dengan pemalar jisim molar, M_u = 1×10^-3 kg/mol = 1 g/mol:^[3]

M(H) = 1.007 97(7) × 1 g/mol = 1.007 97(7) g/mol

M(S) = 32.065(5) × 1 g/mol = 32.065(5) g/mol

M(Cl) = 35.453(2) × 1 g/mol = 35.453(2) g/mol

M(Fe) = 55.845(2) × 1 g/mol = 55.845(2) g/mol

Dengan mendarabkan jisim atom dengan pemalar jisim molar, pengiraan yang dilakukan akan tepat dimensinya: berat atom adalah kuantiti tidak berdimensi (dengan erti kata lain, ia adalah angka tulen) manakala jisim molar mempunyai unit (dalam kes ini, gram/mol).

Sesetengah unsur didapati dalam bentuk molekul seperti hidrogen (H₂), sulfur (S₈) dan klorin (Cl₂). Jisim molar molekul unsur-unsur ini bersamaan dengan jisim molar atom didarabkan dengan bilangan atom dalam setiap molekul:

M(H₂) = 2 × 1.007 97(7) × 1 g/mol = 2.015 88(14) g/mol

M(S₈) = 8 × 32.065(5) × 1 g/mol = 256.52(4) g/mol

M (Cl₂) = 2 × 35.453(2) × 1 g/mol = 70.906(4) g/mol

Jisim molar sebatian

Jisim molar sebatian kimia bersamaan dengan hasil tambah jisim atom setiap atom yang membentuk sebatian tersebut didarabkan dengan pemalar jisim molar, M_u:

M(NaCl) = [22.989 769 28(2) + 35.453(2)] × 1 g/mol = 58.443(2) g/mol

M(C₁₂H₂₂O₁₁) = ([12 × 12.0107(8)] + [22 ×1.007 94(7)] + [11 ×15.9994(3)]) × 1 g/mol = 342.297(14) g/mol

Jisim molar purata boleh ditakrifkan bagi campuran sebatian-sebatian.^[1] Ini boleh jadi penting dalam bidang sains polimer, di mana molekul polimer berbeza boleh mengandungi bilangan unit monomer berbeza (polimer tidak seragam).^[4][5]

Jisim molar purata campuran

Jisim molar purata campuran ${\displaystyle {\bar {M}}}$ boleh dikira dengan pecahan mol ${\displaystyle x_{i}}$ komponen-komponen dan jisim-jisim molar setiap komponen ${\displaystyle M_{i}}$:

${\displaystyle {\bar {M}}=\sum _{i}x_{i}M_{i}\,}$

Ia juga boleh dikira daripada pecahan jisim ${\displaystyle w_{i}}$ setiap komponen:

${\displaystyle 1/{\bar {M}}=\sum _{i}{\frac {w_{i}}{M_{i}}},}$

Sebagai contoh, jisim molar purata bagi udara kering ialah 28.97 g/mol.^[6]

Kuantiti berkaitan

Jisim molar berkait rapat dengan jisim molar relatif (M_r) suatu sebatian, dengan istilah berat formula yang sudah lama, dan juga kepada jisim atom standard unsur-unsur yang membentuk satu sebatian. Namun, ia perlu dibezakan daripada jisim molekul (juga dikenali sebagai berat molekul), jisim satu molekul (dengan satu jenis komposisi isotop) dan tidak berkait secara terus dengan jisim atom, jisim satu atom (daripada satu isotop). Dalton (Da), kadang kala digunakan sebagai unit jisim molar, terutamanya dalam biokimia, dengan takrifan 1 Da = 1 g/mol, meskipun unit ini sebenarnya unit untuk jisim (1 Da = 1 u = 1.660 538 921(73)×10^-27 kg).^[7]Templat:CODATA2010

Berat molekul dan berat formula adalah istilah lama bagi jisim molar relatif (M_r).^[8] Ini adalah kuantiti tanpa dimensi (dengan erti kata lain, ia adalah angka tulen tanpa unit) yang bersamaan dengan jisim molar dibahagi dengan pemalar jisim molar.^[9]

Jisim molekul

Rencana utama: Jisim molekul

Jisim molekul (m) ialah jisim sesuatu molekul: ia diukur dalam unit jisim atom (u) atau dalton (Da). Molekul berbeza bagi sebatian yang sama mungkin mempunyai jisim molekul berbeza kerana setiap satu mengandungi isotop berbeza suatu unsur. Jisim molar ialah ukuran purata jisim molekul bagi setiap molekul dalam satu sampel, dan biasanya merupakan ukuran yang lebih sesuai jika melibatkan kuantiti bahan makroskopik (boleh ditimbang).

Jisim molekul dikira daripada jisim atom relatif^[10] setiap nuklid, sementara jisim molar dikira daripada jisim atom setiap unsur kimia. Jisim atom mengambil kira taburan isotop unsur tersebut dalam sesuatu sampel (biasanya dianggap sebagai "normal"). Misalnya, air mempunyai jisim molar 18.0153(3) g/mol, tetapi setiap satu molekul air mempunyai jisim molekul daripada 18.010 564 6863(15) u (¹H₂¹⁶O) sehingga 22.0277 7364(9) u (D₂¹⁸O).

Perbezaan antara jisim molar dengan jisim molekul ini penting kerana jisim molekul relatif boleh diukur secara terus melalui spektroskopi jisim, selalunya tepat sehingga beberapa bahagian per sejuta. Angka ini cukup tepat untuk menentukan secara terus formula kimia satu molekul.^[11]

Rujukan

1. Templat:GreenBookRef
2. Templat:AtWt 2005
4. International Union of Pure and Applied Chemistry (1984). "Note on the terminology for molar masses in polymer science". J. Polym. Sci., Polym. Lett. Ed. 22 (1): 57. Bibcode:1984JPoSL..22...57.. doi:10.1002/pol.1984.130220116.
5. Metanomski, W. V. (1991). Compendium of Macromolecular Nomenclature. Oxford: Blackwell Science. m/s.  47–73. ISBN 0-632-02847-5.
6. The Engineering ToolBox Molecular Mass of Air
7. Templat:SIbrochure8th
8. Kesatuan Kimia Tulen dan Gunaan Antarabangsa. "relative molar mass". Ringkasan Terminologi Kimia Edisi Internet.
9. Takrifan teknikal bagi jisim molar relatif ialah jisim molar yang diukur pada skala di mana jisim bagi atom karbon-12 tidak terikat, dalam keadaan rehat dan dalam keadaan elektronik dasar, ialah 12. Takrifan ringkas yang diberikan di sini serupa dengan takrifan penuh disebabkan cara pemalar jisim molar sendiri ditakrifkan.
10. "Atomic Weights and Isotopic Compositions for All Elements". NIST. Dicapai pada 2007-10-14.
11. "Author Guidelines – Article Layout". RSC Publishing. Dicapai pada 2007-10-14.