الحسابات الكيميائية - Chemical Calculations
أولا- الكتلة الذرية Atomic Mass :
وهي معدل كتلة ذرات العنصر بالنسبة لكتلة ذرة الكربون -12 (الكربون -12 هو النظير الذي يحوي ستة بروتونات وستة نيترونات ) والتي حددت ب12 وحدة كتل ذري atomic mass unit (amu)
- أهم الجسميات المكونة للذرة هما البروتون والنيترون ، وتختلف العناصر فيما بينها وبشكل رئيسي بأختلاف أعداد مافيها من بروتونات ونيترونات ، وهذه الجسيمات هي المسؤولة فقط عن كتلة الذرة .
- النظائر isotopes :
هي ذرات لها عدد البروتونات (العدد الذري) نفسه وتختلف بعدد النيترونات .
مع العلم أن أختلاف عدد النيترونات للعنصر نفسه لايغير مز خواص العنصر الكيميائية أطلاقا ، كما أنه لايغير في الكثير من خواصه الفيزيائية .
- وجد أن وحدة الكتل الذرية تتناسب مع الكتل الفعلية للذرات ، وأن وحدة الكتل الذرية تساوي :
1amu = 1.661 × 10-24 g
ثانيا - معدل الكتلة الذرية Average Atomic Mass
وهي معدل كتلة ذرات مخلوط النظائر التي يتألف منها العنصر .
- وهي الكتل الذرية التي نشاهدها في الجدول الدوري ويطلق عليها أحيانا الأوزان الذرية .
ثالثا - المول وعدد أفوغادرو Mole and Avogadro
نظرا لصغر الذرة وصعوبة التعامل مع هذه الأرقام الصغيرة جدا ، كان لابد من تضخيم هذه الاعداد ، لذلك تم أختيار المول( وهي كلمة لاتينية تعني مقدار او كومة )
المول بحسب النظام الدولي للوحدات SI هو كمية المادة التي تحتوي على عدد من الذرات يساوي عدد ذرات نظير الكربون 12 الموجودة في كتلة من الكربون12 تساوي 12غ (أو 0.012كغ) .
وجد تجريبيا ان العدد الحقيقي للذرات الموجودة في 12غ من الكربون 12 تساوي23+ 10× 6.0221
ويدعى هذا الرقم عدد أفوغادرو .
أذا المول هو الكمية التي تحتوي على عدد أفوغادرو من للذرات أو الجزيئات أو الأيونات أو أي دقيقة أو جسيم .
رابعا - الكتلة الجزيئية Molecular Mass
وهي مجموع حاصل جداء عدد كل ذرة تدخل في تركيب الجزيء بالكتلة الذرية لهذه الذرة معبرا عنها بالamu.
اي : مجموع (عدد ذرات كل ذرة من المركب × الكتلة الذرية لهذه الذرة) = الكتلة الجزيئية
مثال :
حساب الكتلة الجزيئية للكافئين (Caffeine) C8H10N4O2
الكتلة الجزيئية ل(C8H10N4O2) = 8×(12.01amu) +10×(1.008 amu) +4×(14.01amu) +2×(16.00amu) = 194.20 amu
خامسا - الكتلة المولية Molar Mass
يمكننا من الكتلة الجزيئية أن نحدد الكتلة المولية للجزيء أو المركب ، وذلك لأن القيمة العددية للكتلة المولية للمركب (بالغرام) تساوي عدديا القيمة العددية للكتلة الجزيئية له (بالamu) .
فمثلا تبلغ الكتلة الجزيئية للماء 18.02 amu , وبالتالي كتلته المولية 18.02 غرام .
ويحوي 1مول من الماء كتلته 18.02غرام على 6.02 × 10اس23 جزيء H2O , مثله في ذلك مثل عنصر الكربون الذي يحوي 1مول منه على 6.02 ×10اس23 ذرة كربون .
سادسا - عدد المولات The number of Moles
يحسب عدد المولات لعنصر أو مركب (يرمز له غالبا n ) بقسمة كتلة المادة مقدرة بالغرام (ويرمز لها غالبا بالرمز m) على الكتلة المولية للمادة (M) (ويرمز لها أيضا Mw)
مثال :
حساب عدد المولات الميتان CH4 الموجودة في 6.07 غرام من غاز الميتان ؟
نحسب اولا الكتلة المولية :
M = 12.01 + 4×1.008 = 16.04 g/ mol
ثم نحسب عدد مولات الميتان :
n = m/M = 6.07/16.04 = 0.378 mol