3.5-Molecular Mass

3.5-Molecular Mass Important Formulae

You are currently studying
Grade 9 → Science → Atoms and Molecules → 3.5-Molecular Mass

After successful completion of this topic, you should be able to:

  • Identify ionic compounds whose formula unit mass can be calculated.
  • Calculate the relative molecular mass of commonly known chemical compounds.
  • Calculate the number of moles, mass, atoms and molecules using Avogadro’s number.

Molecular mass, also known as molecular weight, is an important concept in chemistry that refers to the mass of a molecule expressed in atomic mass units (amu). It is calculated as the sum of the atomic masses of all the atoms in a molecule. Understanding molecular mass is essential for various applications in chemistry, including stoichiometry and reaction calculations.

1. Definition of Molecular Mass:

Molecular mass is defined as the total mass of a molecule, calculated by adding the atomic masses of the constituent atoms. It is represented in atomic mass units (amu), where 1 amu is defined as one twelfth of the mass of a carbon-12 atom. The formula for calculating molecular mass is given by: $$ \text{Molecular Mass} = \sum (\text{Number of atoms} \times \text{Atomic mass}) $$

2. Determining Molecular Mass:

To determine the molecular mass of a compound, follow these steps:

  • Identify the chemical formula of the compound.
  • Determine the atomic mass of each element from the periodic table.
  • Count the number of atoms of each element in the formula.
  • Multiply the atomic mass of each element by the number of atoms and sum the results.

3. Examples of Molecular Mass Calculation:

Here are a few examples to illustrate how to calculate molecular mass:

  • Water ($\text{H}_2\text{O}$):
    • Hydrogen (H): 1 amu, 2 atoms
    • Oxygen (O): 16 amu, 1 atom
    • Calculation: $$ \text{Molecular Mass} = (2 \times 1) + (1 \times 16) = 2 + 16 = 18 \, \text{amu} $$
  • Carbon Dioxide ($\text{CO}_2$):
    • Carbon (C): 12 amu, 1 atom
    • Oxygen (O): 16 amu, 2 atoms
    • Calculation: $$ \text{Molecular Mass} = (1 \times 12) + (2 \times 16) = 12 + 32 = 44 \, \text{amu} $$
  • Glucose ($\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6$):
    • Carbon (C): 12 amu, 6 atoms
    • Hydrogen (H): 1 amu, 12 atoms
    • Oxygen (O): 16 amu, 6 atoms
    • Calculation: $$ \text{Molecular Mass} = (6 \times 12) + (12 \times 1) + (6 \times 16) = 72 + 12 + 96 = 180 \, \text{amu} $$

4. Importance of Molecular Mass:

Molecular mass is crucial in various fields of chemistry:

  • Stoichiometry: It allows chemists to calculate the amounts of reactants and products in chemical reactions.
  • Concentration Calculations: It is used to determine molar concentrations in solutions.
  • Thermochemistry: Molecular mass plays a role in calculating energy changes during reactions.

5. Relation to Molar Mass:

Molecular mass is closely related to molar mass, which is the mass of one mole of a substance expressed in grams per mole (g/mol). The numerical value of molar mass is numerically equal to molecular mass but expressed in different units. For example, if the molecular mass of water is 18 amu, its molar mass is 18 g/mol.

Understanding molecular mass is essential for mastering various concepts in chemistry, particularly in understanding reactions, calculating yields, and preparing solutions. It serves as a foundation for advanced topics in chemical science.


Yulo1985, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

3.5-मॉलिक्यूलर मास (Molecular Mass)

मॉलिक्यूलर मास किसी रासायनिक यौगिक का उस यौगिक के अणुओं का कुल भार होता है। इसे मॉलिक्यूल का कुल परमाणु भार कहा जा सकता है। यह एक मोल के अणुओं का भार बताता है, जिसे ग्राम में मापा जाता है। मॉलिक्यूलर मास का गणना करने के लिए उस यौगिक के सभी परमाणु भारों का योग किया जाता है।

मॉलिक्यूलर मास की परिभाषा:

  • मॉलिक्यूलर मास = यौगिक के अणुओं के कुल परमाणु भारों का योग।

उदाहरण के तौर पर, जल (H2O) का मॉलिक्यूलर मास निकालते हैं। जल में 2 हाइड्रोजन (H) और 1 ऑक्सीजन (O) परमाणु होते हैं। हाइड्रोजन का परमाणु भार 1 ग्राम/मोल और ऑक्सीजन का परमाणु भार 16 ग्राम/मोल होता है।

इस प्रकार, जल का मॉलिक्यूलर मास होगा:

$ \text{मॉलिक्यूलर मास} = (2 \times 1) + (1 \times 16) = 18 \, \text{ग्राम/मोल} $

मॉलिक्यूलर मास का उपयोग रासायनिक अभिक्रियाओं में सामग्री के अनुपात की गणना में किया जाता है। इसके माध्यम से हम किसी पदार्थ के मोल की संख्या का निर्धारण कर सकते हैं, जो बाद में रासायनिक अभिक्रियाओं के लिए आवश्यक होता है।

मॉलिक्यूलर मास और परमाणु मास का अंतर:

  • परमाणु मास एक तत्व के एक परमाणु का भार है, जबकि मॉलिक्यूलर मास एक यौगिक के अणु का कुल भार होता है।
  • परमाणु मास की इकाई ग्राम/मोल होती है, और मॉलिक्यूलर मास की भी वही इकाई होती है।

उदाहरण के लिए, यदि हमें क्लोरीन गैस (Cl2) का मॉलिक्यूलर मास निकालना है, तो इसमें 2 क्लोरीन परमाणु होते हैं। क्लोरीन का परमाणु भार 35.5 ग्राम/मोल है।

इसलिए क्लोरीन गैस का मॉलिक्यूलर मास होगा:

$ \text{मॉलिक्यूलर मास} = 2 \times 35.5 = 71 \, \text{ग्राम/मोल} $

इसी तरह, मॉलिक्यूलर मास का उपयोग हम किसी भी रासायनिक यौगिक के लिए कर सकते हैं। इसके द्वारा हम उस यौगिक की मात्रा का अंदाजा लगा सकते हैं जो किसी रासायनिक प्रतिक्रिया में शामिल होगी।

मॉलिक्यूलर मास के उपयोग:

  • मॉलिक्यूलर मास का उपयोग मोलारिटी, मोलर मास, और रासायनिक अभिक्रियाओं की गणना में किया जाता है।
  • इससे हमें यह पता चलता है कि किसी यौगिक में कितने अणु मौजूद हैं और उन अणुओं का कुल भार कितना होगा।

इस प्रकार, मॉलिक्यूलर मास किसी रासायनिक यौगिक के अणु के भार को मापने के लिए एक महत्वपूर्ण अवधारणा है।

1. Calculate the molecular masses of H$_2$, O$_2$, Cl$_2$, CO$_2$, CH$_4$, C$_2$H$_6$, C$_2$H$_4$, NH$_3$, CH$_3$OH.

2. Calculate the formula unit masses of ZnO, Na$_2$O, K$2$CO$_3$, given atomic masses of Zn = 65u, Na=23u, K=39u, C=12u, and O = 16 u.

Solution:

Molecular Masses Calculation

H2: 2 × 1 = 2 u
O2: 2 × 16 = 32 u
Cl2: 2 × 35.5 = 71 u
CO2: 12 + 2 × 16 = 44 u
CH4: 12 + 4 × 1 = 16 u
C2H6: 2 × 12 + 6 × 1 = 30 u
C2H4: 2 × 12 + 4 × 1 = 28 u
NH3: 14 + 3 × 1 = 17 u
CH3OH: 12 + 4 × 1 + 16 = 32 u

Formula Unit Masses Calculation

ZnO: 65 + 16 = 81 u
Na2O: 2 × 23 + 16 = 62 u
K2CO3: 2 × 39 + 12 + 3 × 16 = 138 u