Молекулярная масса воздуха - определение

Молекулярная масса выражается суммой масс атомов, входящих в молекулу вещества. Обычно она выражается в а.е.м., (атомных единицах массы), иногда еще называется дальтон и обозначается D. За 1 а.е.м. сегодня принимается 1/12 массы С¹² атома углерода, что в единицах массы равно 1,66057.10^-27 кг.

Таким образом, атомная масса водорода, равная 1, показывает, что атом водорода H¹ в 12 раз легче атома углерода C¹². Умножив молекулярную массу химического соединения на 1,66057.10^-27, получаем значение массы молекулы в килограммах.

На практике, однако, пользуются более удобной величиной Мотн = M/D, где М - масса молекулы в тех же единицах массы, что и D. Молекулярная масса кислорода, выраженная в углеродных единицах, равна 16 х 2 = 32 (молекула кислорода двухатомна). Таким же образом в химических расчетах просчитываются и молекулярные массы других соединений. Молекулярная масса водорода, у которого молекула также двухатомна, равна, соответственно, 2 х 1 = 2.

Молекулярная масса - это характеристика средней массы молекулы, она учитывает изотопный состав всех элементов, которые образуют данное химическое вещество. Этот показатель можно определить и для смеси нескольких веществ, состав которых известен. В частности, молекулярная масса воздуха может быть принята равной 29.

Ранее в химии пользовались понятием грамм-молекула. Сегодня это понятие заменено на моль - количество вещества, содержащее число частиц (молекул, атомов, ионов), равное постоянной Авогадро (6,022 х 10²³). До сегодняшнего дня традиционно употребляется также термин "молярный (молекулярный) вес". Но, в отличие от веса, который зависит от географических координат, масса – это постоянный параметр, поэтому все же правильнее пользоваться именно этим понятием.

Молекулярная масса воздуха, как и других газов, может быть найдена при помощи закона Авогадро. Этот закон гласит, что при одинаковых условиях в одинаковых объемах газов присутствует одинаковое число молекул. Вследствие этого при определенных температуре и давлении моль газа будет занимать одинаковый объем. Учитывая, что этот закон строго выполняется для идеальных газов, моль газа, содержащий 6,022 х 10²³ молекул, занимает при 0° С и давлении в 1 атмосферу объем, равный 22,414 л.

Молекулярная масса воздуха или любых других газообразных веществ находится следующим образом. Определяется масса некоторого известного объема газа при определенных давлении и температуре. Затем вводятся поправки на неидеальность реального газа и  при помощи уравнения Клапейрона PV = RT приводится объем к условиям давления в 1 атмосферу и 0° С. Далее, зная объем и массу при этих условиях для идеального газа, легко просчитать и массу 22,414 литра исследуемого газообразного вещества, то есть его молекулярную массу. Таким образом и определялась молекулярная масса воздуха.

Этот метод дает достаточно точные значения молекулярных масс, которые иногда используются даже для определения атомных масс химических соединений. Для приблизительной оценки молекулярной массы обычно газ считается идеальным, и никаких дополнительных поправок не делается.

Вышеописанный метод часто применяется и для определения молекулярных масс летучих жидкостей.