كيفية حساب الكتلة المولية في الكيمياء

الكاتب : سماح محمد

التعليم

26 أكتوبر 2024

منذ 4 أسابيع

عناصر الموضوع

1- كيفية حساب الكتلة الذرية

2- حساب الكتلة المولية للعنصر

3- كيفية حساب الكتلة المولية للمركبات

4- الفرق بين الكتلة المولية والكتلة الجزيئية

5- إستخدامات الكتلة المولية

عناصر الموضوع

1- كيفية حساب الكتلة الذرية

2- حساب الكتلة المولية للعنصر

3- كيفية حساب الكتلة المولية للمركبات

4- الفرق بين الكتلة المولية و الكتلة الجزيئية

5- استخدمات الكتلة المولية

تُعدّ المواد ملموسة، أي أنها تشغل حيزًا وتتمتع بكتلة. في التجارب قد تتطلب المواد التي تتكون من جزيئات دقيقة قياسًا دقيقًا للغاية. لقياس هذه المواد الصغيرة بدقة، نستخدم مفهوم الكتلة المولية، الكتلة المولية هي كتلة العنصر أو المركب الكيميائي بوحدة الغرام مقسومة على كمية المادة بوحدة المول. بمعنى آخر، هي نسبة كتلة الجزيء إلى وحدة الكتلة الذرية، والتي يمكن استخراجها من الجدول الدوري. تُعبّر عنها بوحدة غرام/مول، لاحظ أن الكتلة المولية هي نفسها الكتلة الذرية القياسية للعنصر.

1- كيفية حساب الكتلة الذرية

يُمكن حساب الكتلة الذرية لعنصر أو جزيء من خلال فهم مكوناته الأساسية:

البروتونات والنيوترونات والإلكترونات:
الكتلة الذرية: هي مجموع كتلة البروتونات والنيوترونات والإلكترونات في ذرة أو جزيء واحد.
كتلة الإلكترونات: تُعد كتلة الإلكترونات صغيرة جدًا مقارنةً بكتلة البروتونات والنيوترونات، لذا يتم تجاهلها عمليًا عند حساب الكتلة الذرية.
الكتلة الذرية النسبية: هي متوسط الكتلة الذرية لجميع نظائر عنصر معين.
وحدة الكتلة الذرية (amu):

تقاس الكتلة الذرية بالوزن الذري (amu) حيث 1 (amu) يساوي 1/12 من كتلة الكربون-12 هذه الوحدة تستخدم لتمثيل الكتلة بدقة.

الجدول الدوري:

الجدول الدوري الذي يضم العناصر يحتوي على الكتل الذرية لكل عنصر، تكتب هذه القيمة عادةً تحت رمز العنصر في الجدول, وتمثل متوسط الكتلة لجميع النظائر.

حساب الكتلة الذرية:
العدد الذري: هو رقم البروتونات اللي في ذرة العنصر وهو دائماً ثابت.
عدد النيوترونات: يختلف عدد النيوترونات في ذرات العنصر الواحد، مما يؤدي إلى وجود نظائر مختلفة.
حساب الكتلة الذرية: يمكن حساب الكتلة الذرية للذرة الواحدة عن طريق جمع عدد البروتونات وعدد النيوترونات في ذرة معينة.

الأعداد الذرية مهمة: تستخدم الأعداد الذرية في كثير من الاستخدامات الكيميائية مثل حساب الوزن المولي وتحديد الكتلة وحساب سرعة التفاعلات الكيميائية.[1]

مثال: الحديد (Fe): الكتلة الذرية للحديد هي 26 بروتون، والكتلة الذرية للحديد 55.845 وهذا يعني أن ذرة الحديد الواحدة بها 26 بروتون و29.845 نيوترون في المتوسط والكتلة المولية للحديد 55.845 جم لكل مول.

2- حساب الكتلة المولية للعنصر

الكُتلة المُولية هي الكُتلة لمول واحد من شيء ما، ووحدتها هي غرام لكل مول (غ/مول أو g/mol) تساوي الكُتلة المولية لأي شيء، بالجرام لكل مول عدديًا كُتلة ذلك الشيء مُعبّرةً بوحدات الكتلة الذرية.

كيفية إيجاد الكتلة المولية:

الجدول الدوري: تُوجد الكتلة الذرية لكل عنصر في الجدول الدوري، أسفل رمز العنصر، تساوي الكتلة المولية لأي عنصر عدديًا الكتلة الذرية له. [2]

مثال: الكتلة الذرية للأكسجين في الجدول الدوري هي 16 وحدة كتلة ذرية. لذلك، فإن الكتلة المولية للأكسجين هي 16 غ/مول.

3- كيفية حساب الكتلة المولية للمركبات

خطوات حساب الكتلة المولية لمركب:

الكتلة المولية لكل عنصر: ابحث عن الكتلة المولية لكل عنصر في المركب في الجدول الدوري.
عدد الذرات: حدد عدد ذرات كل عنصر في المركب.
قانون حساب الكتلة المولية: الكتلة المولية للمركب = (عدد ذرات العنصر1 × الكتلة المولية له) + (عدد ذرات العنصر2 × الكتلة المولية له) …الخ
الكتلة المولية للخلائط والسبائك:

تُحسب الكتلة المولية للسبائك والخلائط كنسبة قريبة فقط، حيث تُستخدم النسب المختلفة للعناصر، مثال: سبيكة (CuZn): الكتلة المولية = 128.9260 غ/مول (Cu=63.546 غ/مول وZn=65.38 غ/مول). [3]

4- الفرق بين الكتلة المولية والكتلة الجزيئية

الوزن الجزيئي والكتلة المولية هما خواص فيزيائية وصفية، غالبًا ما ترتبط ببعضها البعض لتكوين مركبات كيميائية تعتبر ضرورية لتحديد الوزن الجزيئي والكتلة المولية للمركبات لأسباب كيميائية، وهو أمر عملي وبالتالي تختلف مفاهيم الكتلة المولية والوزن الجزيئي، ولكن يتم إعطاء نفس القيمة ويقاس الوزن الجزيئي بوحدة الكتلة الذرية، ويرمز لها بالرمز (amu)، بينما الكتلة المولية هي مول واحد وهو مادة محددة، ويقاس كل جزيء بالجرام، والرمز (g/mol) هو وزن رمز الماء، يجب أولا تحديد تركيبه الكيميائي (H2O)، ثم طرح عدد ذرات الهيدروجين التي وزن ذرتها يساوي 1.008 ثم حذف عدد ذرات الأكسجين التي تساوي الوزن الذري، ثم جمعها عدد الذرات يساوي الوزن الذري 18.02.

يتم حساب الوزن المولي عن طريق قسمة وزن المادة على كتلتها بالمولات، فمثلا عند حساب الكتلة المولية للأكسجين يجب معرفة الوزن بالجرام وهو ما يساوي 15.9 جرام مقسوما على عدد الشامات. الكتلة المولية تساوي 15.9 جرامًا لكل جزيء محسوبة أكثر من الكتلة المولية. [4]

5- إستخدامات الكتلة المولية

كثيراً ما نُقيّم المنتجات الغذائية من ناحية النوع وكمية الوزن. في لغة الكيمياء، يُطلق على هذا الكتلة المولية. يمكن استخدام الكتلة المولية كأداة لتحويل الوحدات، ربط فكرة الكتلة المولية بالحياة اليومية هو أمر نفعلّه بشكلٍ مستمر دون تفكير. على سبيل المثال، لديك مجموعة متنوعة من الحلوى في وعاء. يأتي إليك ثلاثة أطفال ويطلبون منك بعض الحلوى. هل تزن الحلوى وتُعطي الأطفال الثلاثة كميات متساوية الوزن؟ لا. سيكون ذلك غير عملي وربما فوضويًا بعض الشيء ، بدلاً من ذلك، نقرر فقط إعطاء قطعة حلوى واحدة لكل طفل.

يمكن استخدام الكتلة المولية للتحويل بين كميات المواد بطريقة بسيطة ومباشرة كما يمكن استخدامها في الحسابات الكيميائية لتحديد كمية المواد الكيميائية والتفاعلات، وأيضا لتحديد وتحديد التركيب الجزيئي للمركبات، خصائص المواد الكيميائية المركبات الكيميائية .

وبالتالي فإن الكتلة المولية للمادة هي وحدة كتلة كتلة المواد أو مخاليط المواد التي تحتوي على كتلة H معبراً عنها بالجرام، ويمكن تحضير المحاليل بكميات واقعية باستخدام الكتلة المولية المحسوبة، إذا كانت لدينا كتلة مولية معروفة لمركب كيميائي ونحتاج إلى تحضير محلول بتركيز معين، فيمكننا استخدام هذه المعلومات لتقدير كمية المواد المضافة في العينة، يمكن استخدام الكتلة المولية لتحويل البيانات من الوزن إلى الكتلة الجزيئية والعكس، وعند إنشاء مواد جديدة يتم استخدام حسابات الكتلة المولية لتكوين جزيئات المادة ودراسة وجودها كيميائياً وطبيعياً على الأرض.

وأخيرًا وليس آخراً، يعد حساب الكتلة المولية للمادة الكيميائية تقديراً مهماً لعدد المكونات المشاركة في التفاعل الكيميائي، ويتم ذلك عن طريق جمع الأوزان الذرية الخاصة بكل عنصر وتحويلها إلى جرام لكل مول، وتلعب النماذج الكمية دوراً مهماً في تفسير التركيبات الكيميائية والتنبوء بسلوكها الكيميائي في العلوم الصيدلانية وغيرها.