Magnus Ehingers undervisning

Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete m.m.

Substansmängd, molmassa och massa

Substansmängd, molmassa och massaVideogenomgång (flippat klassrum)

Substansmängd

Demo: Försök med "molapparat"

"Molapparat". "Molapparat". 4M HCl i rundkolven

Snabbt ner med 0,1g Mg i den

Hur långt rör sig cylindern?

För tillbaka cylindern

Gör samma sak med 0,1g Mn

Fråga eleverna, varför blir det olika?

  • För att det är olika mängd atomer i 0,1g Mg och 0,1g Mn!

Substansmängden anger hur många som finns av något

Fråga eleverna, hur många atomer finns i 120u kol?

  • 10st

Gör tabell!

Kom ihåg:

  • 1u = 1,6605·10-24g,
  • 1g = 6,022·1023u

12u 12C

1 atom

1,9926·10-23 g

120u 12C

10 atomer

1,9926·10-22 g

240u 12C

20 atomer

3,9852·10-22 g

120 000 000u 12C

10 000 000 atomer

1,9926·10-16 g

6,022·1017u 12C

5,0186·1016 atomer

0,000001 g

7,227·1017u 12C

6,022·1023 atomer

12 g

Fråga eleverna, hur många atomer finns i 63,5u koppar?

  • 1 st

Gör tabell!

63,5u Cu

1 atom

1,0544·10-22 g

635u Cu

10 atomer

1,0544·10-21 g

1270u Cu

20 atomer

2,1088·10-21 g

635 000 000u Cu

10 000 000 atomer

1,0544·10-14 g

6,022·1017 u Cu

9,4839·1015 atomer

0,000001 g

3,8241·1025 u Cu

6,022·1023 atomer

63,5 g

I tabellerna ovan ser vi att:

 

Annons

 
  1. I 120u kol finns lika många atomer som i 635u koppar. (10 st)
  2. I 12g kol finns lika många atomer som i 63,5g koppar (6,022·1023 st)

Detta antal, 6,022·1023, är 1 mol. Vi kallar den Avogadros konstant, NA = 6,022·1023

Sålunda: i 12g 12C finns exakt 1 mol atomer

I 63,5g Cu finns 1 mol atomer

Fråga eleverna:

  1. Hur många mol Fe-atomer finns i 55,8g Fe?
  2. Hur många mol Zn-atomer finns i 130,8g Zn?
  3. Hur många mol Au-atomer finns i 98,5g Au?

Mol = ett ANTAL

1 mol järn, 1 mol svavel och 1 mol vatten. 1 mol järn, 1 mol svavel och 1 mol vatten. Andra antalsord:

  • 1 par = 2 st
  • 1 triss = 3 st
  • 1 dussin = 12 st
  • 1 tjog = 20 st.
  • 1 gross = 144 st.
  • Kan eleverna komma på fler?

Substansmängden svarar på frågan "Hur många mol?"

Tecknas \(n\), har enheten mol.

Exempel: \(n_{\text{Cu}} = 82,1\text{mol}\)

Molmassa

Molekylmassa = massan av en molekyl (i enheten u)

Molmassa = massan av en mol (i enheten g)

Vi har ju redan "smakat" på detta!

  • Fråga eleverna, hur många gram väger 1 mol 12C?
  • Hur många gram väger 1 mol silver? (107,9g)
  • Hur många gram väger 0,5 mol natrium? (11,5g)
  • Hur många gram väger 2 mol aluminium? (54g)

Ett matematiskt samband

Eftersom molmassan anger hur mycket 1 mol av något väger, kan vi skriva:

\[\text{molmassa} = \frac {\text{massa}}{\text{substansmängd}}\]

Om vi tecknar molmassan \(M\), massan \(m\) och substansmängden \(n\), kan vi istället skriva:

\[M = \frac {m}{n}\]

Några exempel

På vanlig svenska kan vi säga att molmassan för 12C är 12g/mol.

Uttryckt på matematiska kan vi skriva: \(M_{^{12}\text{C}} = 12\text{g/mol}\)

För silver kan vi säga: \(M_{\text{Ag}} = 107,9\text{g/mol}\)

Fråga eleverna, vilken är molmassan för syre?

  • \(M_{\text{O}} = 16,0\text{g/mol}\)

Fråga eleverna, vilken är molmassan för syrgas, O2?

  • \(M_{\text{O}_2} = 32,0\text{g/mol}\)

Molmassan för vätgas, H2?

  • \(M_{\text{H}_2} = 1,008\text{g/mol} \cdot 2 = 2,016\text{g/mol}\)

Ett räknexempel: Hur stor substansmängd är 36,0 g vatten?

Vi kan börja med att räkna ut molmassan för vatten:

\[M_{\text{H}_2\text{O}} = 1,008\text{g/mol} \cdot 2 + 16,0 \text{g/mol} = 18,016\text{g/mol} \approx\]

\[\approx 18,0\text{g/mol}\]

Molmassan anger hur mycket 1 mol av ett ämne väger. Eftersom 1 mol vatten väger 18,0 g, måste 36,0 g vatten måste då vara 2,00 mol

Men vi kan också räkna ut det genom att använda sambandet \(M = \frac {m}{n}\):

\[M = \frac {m}{n} \Leftrightarrow\]

\[n \cdot M = n \cdot \frac {m}{n} \Leftrightarrow\]

\[n \cdot M = m \Leftrightarrow\]

\[\frac {n \cdot M}{M} = \frac {m}{M} \Leftrightarrow\]

\[n = \frac {m}{M} = \frac {36,0\text{g}}{18,0\text{g/mol}} = 2,00\text{mol}\]

Hur många vattenmolekyler finns det i 36,0g vatten?

1 mol är 6,022·1023 st. Alltså måste 2,00 mol vara 2 × 6,022·1023 st ≈ 1,20×1024 st.

Hur många syreatomer finns där?

Där finns lika många syreatomer som det finns vattenmolekyler, alltså 1,20×1024 st.

Hur många väteatomer finns där?

Där finns dubbelt så många väteatomer som det finns vattenmolekyler, alltså 2,40×1024 st.

 

   
[Ingen än…]