28.1.4 Molaire massa

De molaire massa van een stof is gedefinieerd als de massa (in gram) van een mol atomen of moleculen. De eenheid van molaire massa is g/mol.

Het getal van Avogadro is zo gekozen, dat 1 mol deeltjes met een massa 1 u een totale massa heeft van 1 gram. Hierdoor kan men van de “kleinschalige” atoommassa (in u/deeltje) omschakelen naar de “grootschalige” molaire massa (in g/mol) zonder een berekening uit te voeren.

Voorbeeld: Een watermolecuul heeft een massa van 18,02 u (per molecuul); de molaire massa van water is dus 18,02 g/mol.

• Molaire massa van een specifiek atoom. Hierbij gaan we uit van een specifiek isotoop. Het massagetal A is dan bekend. Dit getal is vrijwel precies gelijk aan de molaire massa van het atoom in g/mol.

Voorbeeld: Wat is de molaire massa van een koolstofatoom met 7 neutronen?

Het atoomgetal van koolstof is 6, dus hebben wij 6 protonen en 7 neutronen. Het massagetal is daarom A = 13. De molaire massa van koolstof-13 atomen is 13,0 g/mol.

• Molaire massa van een atoomsoort. In de natuur komt elk atoomsoort voor als een mengsel van verschillende isotopen. De verhoudingen zijn echter vrijwel constant, zodat we kunnen spreken van de gemiddelde atoommassa van een atoomsoort. Dit is een gewogen gemiddelde, berekend aan de hand van de abundanties van de verschillende isotopen.

$$A_{gem} = f_1 A_1 + f_2 A_2 + …$$

De abundanties f₁, f₂, … zijn fracties/percentages waarvan de som gelijk is aan 1.

Voorbeeld: Chroom komt in de natuur voor als vier isotopen: 4,3% chroom-50; 83,8% chroom-52; 9,5% chroom-53; 2,4% chroom-54. Wat is de (gemiddelde) atoommassa van chroom?

$$A_{gem} = 0,043 \cdot 50 + 0,030 \cdot 52 + 0,095 \cdot 53 + 0,024 \cdot 54 = 52,1 \; \text{u} \; \text{of} \; 52,1 \text{g/mol}.$$

Deze gemiddelde atoommassa kan men ook aflezen uit de meeste periodieke systemen.

• Molaire massa van een verbinding. Tel de (gemiddelde) atoommassa’s op van alle atomen die in de formule voorkomen. Voorbeeld: de molaire massa van H₃PO₄:

  • $\text{H}:$       $3 \cdot 1,008 = 3,024$

    $\text{P}:$       1 $\cdot 30,974 = 30,974$

    $\text{O}:$       4 $\cdot 15,999 = 63,996.$

    Totaal = 97,994 g/mol.

Soms worden de atoommassa’s afgerond gegeven: H = 1, P = 31, O = 16. De berekening blijft wezenlijk hetzelfde: $3 \cdot 1 + 1 \cdot 31 + 4 \cdot 16 = 98 \; \text{g/mol}.$