Багато завдання хімії пов'язані з обчисленням молярної маси речовини, з яких проводяться досліди. В статті розглянемо один з прикладів таких завдань і знайдемо, чому дорівнює молярна маса сульфату барію. Також розглянемо, в яких областях людської діяльності використовується ця речовина.
Що таке сульфат барію?
Перш ніж розглядати питання молярної маси сульфату барію, познайомимося ближче з цією речовиною. Воно, з хімічної точки зору, являє собою сіль, утворену сульфат-аніоном та катіоном барію. Його формулу можна записати наступним чином: BaSO 4 . Сульфат барію є білим порошком, який володіє високою хімічною інертністю. Так, він не тільки не розчиняється у воді, але і не реагує з багатьма лугами і кислотами. Розчиняється він тільки в концентрованої сірчаної кислоти, а також відновлюється до оксиду барію при нагріванні вище 1600 o C.
У природі сульфат барію зустрічається у багатьох рудах цього металу, наприклад, він є основною речовиною мінералу барит. Завдяки своєму білому кольору і хімічної інертності, ця сіль застосовується в якості спеціальної "каші", яку вживає в їжу пацієнт під час рентгенівського дослідження шлунка (важкі атоми барію добре поглинають рентгенівські промені), а також використовується при виробництві білих барвників в пластмасах.
Цікаво відзначити, що майже всі солі барію є отруйними і при попаданні в організм викликають сильні отруєння. Сульфат барію в цьому плані нешкідливий завдяки його нерозчинність у кислому середовищі нашого шлунка.
Поняття про молярної маси
Перш ніж відповісти на питання про те, що таке молярна маса сульфату барію, необхідно розібратися з цим поняттям. Молярна маса являє собою відношення маси речовини до кількості молей цього речовини, тобто масу одного моля речовини
Слово "моль" є однією із семи основних або базових одиниць вимірювання в системі СІ, яка була додана до неї в 1971 році. Ця величина означає кількість елементів, яке становить розглянутий матеріал. Це можуть бути атоми, молекули, іони, електрони, у загальному випадку будь-які частинки, на які можна розділити об'єкт. Значення 1 моль прийнято вважати рівним числу Авогадро (N A = 6022 * 10 23 ). Звідки взялося це число? Все просто, воно точно відповідає числу атомів в 2 грамах газоподібного водню (H 2 ), тобто 1 грам атомарного водню (H) так само буде містити 1 моль частинок. Використання цієї одиниці у фізиці і хімії є зручним, внаслідок малих розмірів атомів і молекул і їх великої кількості.
Як розрахувати молярную масу сульфату барію?
Тепер, коли розібрано поняття молярної маси, можна переходити безпосередньо до теми статті. Як можна зрозуміти з попереднього пункту, щоб розрахувати масу 1 моль розглянутої солі, необхідно знати, скільки важить одна її молекула, тобто BaSO 4 . Згідно з хімічною формулою, розглянута молекула складається з одного атома барію, одного атома сірки і чотирьох атомів кисню. Ідея розрахунку її маси полягає в підсумовуванні атомних мас відповідних елементів. Необхідні дані можна знайти в періодичній системі Менделєєва Д. І
Використання таблиці Менделєєва: атомні молярні маси
Якщо звернутися до періодичної системи хімічних елементів, то можна побачити, що в кожній клітині, що являє собою хімічний елемент, наводиться інформація про заряд ядра його атома (порядковий номер), конфігурація зовнішніх електронних оболонок, а також деяке число, яке відображає молярную масу атомів відповідного елемента. З таблиці отримуємо необхідні молярні маси:
M(Ba): 137327; M(S): 32065; M(O): 15999. Всі наведені значення мають розмірність грам на моль (г/моль). Зазначимо, що ці цифри є усередненим значенням між масами різних ізотопів одного хімічного елемента, ядра атомів якого містять постійне кількість протонів, але число нейтронів може змінюватися. Так, барій насправді є сумішшю з 6 ізотопів, які можуть вважатися відносно стабільними, оскільки мають великі значення періодів напіврозпаду. Отримані з таблиці Менделєєва значення для окремих атомів можна використовувати, щоб визначити, чому дорівнює молярна маса сульфату барію.
Молярна маса BaSO4
Щоб розрахувати молярную масу сульфату барію 2 (цифра вказує валентність, яку проявляє атом металу в хімічному з'єднанні), необхідно скласти відповідні величини для кожного елемента, враховуючи їх кількість в даній молекулі солі. Так, з'єднання BaSO 4 утворено 6-ма атомами: по одному атому Ba і S і 4 атома O. Молярна маса з'єднання дорівнює: M(BaSO 4 ) = 1 * M(Ba) + 1 * M(S) + 4 * M(O) = 1 * 137327 + 1 * 32065 + 4 * 15999 = 233388 г/моль. Справедливості заради слід зазначити, що утворення стійких хімічних сполук з окремих атомів супроводжується виділенням деякої кількості енергії. Згідно з рівнянням Ейнштейна E = m*c 2 ), втрата енергії еквівалентна втрати маси. Тому насправді молярна маса з'єднання BaSO 4 матиме менше значення, ніж порахована величина, однак, ця поправка настільки незначна, що їй нехтують. Розглянутий на прикладі сульфату барію спосіб розрахунку молярної маси можна застосовувати абсолютно до будь-яким з'єднанням. Для цього важливо лише знати їх хімічні формули.
