A moláris tömeg vagy móltömeg az intenzív mennyiségek közé tartozik. A kémiában általában egy adott kémiai elemből vagy vegyületből álló „minta” tömegének és anyagmennyiségének hányadosaként gondolnak rá, de pl. elektronokra és keverékekre is általánosítható. Jele: M, mértékegysége: kg/mol, de a kémiai gyakorlatban leginkább a g/mol egységet használják, mert ennek számértéke jól közelíti a Dalton által bevezetett atomsúlyt. A mértékegység elárulja, hogy a moláris tömeg valójában nem tömeg (mely extenzív mennyiség), ezért tulajdonképpen nem helyes az a definíció, miszerint egy mólnyi kémiai elem vagy vegyület tömegét jelentené, noha a kettő számértéke azonos. A moláris tömeg jele után indexben vagy zárójelben mindig meg kell adni annak a legkisebb alkotóegységnek (atom, molekula, ion, gyök stb.) vegyjelét vagy képletét, esetleg nevét, amely meghatározza az illető anyagfajtát.
Jele: Ar és Mr
Mértékegység: 1 (egy), ez a kg/kg-ból származik
Egy kémiai elem relatív atomtömege, ill. egy vegyület relatív molekulatömege az adott elem átlagos atomtömegének, ill. a vegyület molekulatömegének és az u egységes atomi tömegegységnek a hányadosa. Az egységes atomi tömegegységet (mely a 12C szénizotóp egyetlen atomjának tömege osztva az izotóp 12-es tömegszámával; 1 u = 1 Da = 1,660 54·10−27) sokan a IUPAC és a IUPAP ajánlásával ellentétben még ma is amu-nak (ill. magyarul ATE-nek) jelölik, noha ez az elavult jelölés még arra az időre nyúlik vissza, amikor a fizikusok és a vegyészek nem pontosan ugyanazt értették alatta, ezért a számértékek kissé függtek attól, hogy ki, melyik definíciót használta. Azt viszont pontosan lehet tudni, hogy a daltonnak (Da) is nevezett egységes atomi tömegegység (u) mindenki számára ugyanazt jelenti. E definíció alapján minden relatív atom- és molekulatömeg dimenziómentes szám.
A relatív atomtömeg fogalmát nemcsak elemekre, hanem azok egyes izotópjaira (ill. általában nuklidokra) is használják, csak akkor nincs szükség átlagolásra, mert minden atom tömege azonos. Az u egység megválasztásával a 12C szénizotóp relatív atomtömege természetesen pontosan 12-nek adódik, amennyinek Mengyelejev a szén Dalton-féle atomsúlyát (vagy egy másik elavult kifejezéssel élve: grammatomsúlynyi mennyiségét) gondolta. Nagyjából egész szám a többi elem egyes izotópjainak relatív atomtömege is, de nem pontosan, hiszen a csillagokban zajló magfúziót – mely közönséges hidrogénből (1H) héliumot (4He) termel a Napban, a nehezebb csillagokban pedig a héliummagokat közönséges szénné (12C) egyesíti és így tovább egészen a vasig – éppen a tömeg relatív (egy nukleonra eső) csökkenése „hajtja”. Például a természetes hidrogén zömét kitevő 1H izotóp atomtömege 1,00783 u (más szóval Ar = 1,00783). Ez 12 db 1H atomra ~12,09 u-t tesz ki, ami csaknem 1%-kal nagyobb a 12C atomtömegénél. (1% tömegkülönbség kicsi ugyan, de az mc2 energia-egyenértéke nagyon nagy, amit a Nap és a csillagok melege is szemléltet.)
Számos kémiai elem izotópok elegyeként fordul elő a természetben, s egy elem relatív atomtömegének kiszámításánál az adott elem természetes izotópjainak előfordulási gyakoriságát is figyelembe veszik (gyakoriságokkal súlyozott átlag). Például a hidrogén relatív atomtömege megközelítőleg 1,00794, mert a természetben a hidrogén izotópok elegyeként található, azaz kis koncentrációban stabil deutérium (2H: Ar = 2,0136) és rövid (12,32 év) felezési idejű radioaktív trícium is előfordul. (Az utóbbi kozmikus sugárzás hatására termelődik újra folyamatosan a légköri nitrogénből (14N), mely gyors neutronokkal bombázva 12C szénizotóppá és 3H tríciummá esik szét.)
A molekulák is természetes izotópelegy formájában tartalmazzák az elemeket, ezért a vegyületek relatív molekulatömegei is súlyozott átlagértékek. (Kivéve a speciálisan készített izotópjelzett vegyületeket.)
Jele: A és M
Mértékegysége: kg/mol, gyakrabban g/mol
A moláris tömeg általánosított értelemben bármilyen anyagféleségre (atom, ion, molekula, elektron stb.) vonatkoztatható. Ha valamely részecskéből 6,022·1023 darabot (Avogadro-szám), azaz egy mólnyit tekintünk, akkor ezek összes tömege 1 móllal osztva éppen az illető anyag moláris tömegét adja.
Jele: M (rendszerint indexbe írjuk az anyag nevét)
Mértékegysége: kg/mol, gyakrabban g/mol
Az összetett anyagi rendszerek számos tulajdonsága függ az anyagmennyiségtől és a benne lévő komponensek moláris tömegétől. Mivel a moláris tömeg intenzív fizikai mennyiség, a két- vagy a többkomponensű rendszerekben a moláris tömeg kiszámítása nem additív módon, hanem a móltörtekkel való súlyozással történik. Például a levegő moláris tömege a táblázat adatai alapján, ha csak a négy legnagyobb arányban előforduló komponenst vesszük figyelembe:
Mlevegő = 0,781·28,013 g/mol + 0,209·31,999 g/mol + 0,009·39,948 g/mol + 0,0003·44,010 g/mol = 28,96 g/mol
Szabványos SI mértékegységben: Mlevegő = 0,028 96 kg/mol
| Komponens | Térfogattört százalékban | tömegtört | Móltört, x | Moláris tömeg, g/mol |
|---|---|---|---|---|
| N2 | 78,095 | 0,755 | 0,78046 | 28,0134 |
| O2 | 20,939 | 0,232 | 0,20995 | 31,9988 |
| Ar | 0,933 | 0,0128 | 0,00928 | 39,9481 |
| CO2 | 0,003 | 0,000 46 | 0,00030 | 44,0095 |
Hasonlóan számítható más többkomponensű rendszer átlagos moláris tömege is. Például a polimerek különböző lánchosszúságú molekulákból állnak, a polimerizáció mértékétől függően. Ennek jellemzésére is – többek között – az átlagos moláris tömeget használják.
- Magyar Elektronikus Könyvtár: A legfontosabb fizikai mennyiségek
- Műszeroldal: Mérésügyi törvény első számú melléklet
- Csengeri Pintér, Péter. Mennyiségek, Mértékegységek. Budapest: Műszaki Könyvkiadó (1987). ISBN 963-10-7099-9
- MSz 4900-8 Fizikai mennyiségek neve és jele. Fizikai kémia és molekuláris fizika. Magyar Szabványügyi Testület (1979)
- A mól definíciója angolul
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
