Masa cząsteczkowa

Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Zobacz także: Masa molowa

Względna masa cząsteczkowa lub masa cząsteczkowa jest masą cząsteczki. Oblicza się ją jako sumę ciężarów atomowych każdego elementu składowego pomnożoną przez liczbę atomów tego pierwiastka we wzorze cząsteczkowym. Masa cząsteczkowa małych i średnich cząsteczek, mierzona za pomocą spektrometrii mas, determinuje stechiometrię. W przypadku dużych cząsteczek, takich jak białka, metody oparte na lepkości i rozpraszaniu światła mogą być stosowane do określania masy cząsteczkowej, gdy dane krystalograficzne nie są dostępne.

Definicje

Zarówno masę atomową, jak i masę cząsteczkową uzyskuje się zwykle w stosunku do masy izotopu 12C (węgiel 12), który z definicji[1] jest równe 12. Na przykład, masa cząsteczkowa metanu, którego wzór cząsteczkowy to CH4oblicza się w następujący sposób:

Masa atomowa Numer Masa całkowita
do 12.011 1 12.011
H 1.00794 4 4.03176
CH4 16.04276

Bardziej właściwym terminem byłoby "względna masa cząsteczkowa". Jednak przymiotnik "względny" został pominięty, ponieważ powszechnie zakłada się, że masy atomowe i molekularne odnoszą się do masy 12C. Względne wartości masy atomowej i masy cząsteczkowej są bezwymiarowe, ale podaje się "jednostkę" Daltona (dawniej jednostkę masy atomowej), aby wskazać, że liczba jest równa masie jednej cząsteczki podzielonej przez112 masy jednego atomu 12C. Masę 1 mola substancji określa się jako masę molową. Z definicji ma jednostkę gram.

W powyższym przykładzie ciężar atomowy węgla podano jako 12.011, a nie 12. Dzieje się tak dlatego, że naturalnie występujący węgiel jest mieszaniną izotopów 12DO, 13C i 14C, które mają względne masy atomowe odpowiednio 12, 13 i 14. Co więcej, proporcja izotopów zmienia się między próbkami, tak więc 12011 jest wartością średnią. W przeciwieństwie do tego występuje mniej zmienności naturalnie występującego wodoru, więc średnia masa atomowa jest znana bardziej precyzyjnie. Precyzja masy cząsteczkowej jest określona przez dokładność najmniejszej dokładnej wartości masy atomowej, w tym przypadku węgla. W spektrometrii mas o wysokiej rozdzielczości izotopomery 12do1H4 i 13do1H4 są obserwowane jako odrębne cząsteczki o masach cząsteczkowych odpowiednio 16 i 17. Intensywność pików spektrometrii masowej jest proporcjonalna do ilości izotopów w cząsteczce. 12do 2H 1H3 można również zaobserwować przy masie cząsteczkowej 17.

Determinacja

Spekrtometria masy

Główny artykuł: Spektrometria mas

W spektrometrii mas masa cząsteczkowa małej cząsteczki jest zwykle opisywana jako masa monoizotopowa, czyli masa cząsteczki zawierająca tylko najbardziej powszechny izotop każdego pierwiastka. Należy zauważyć, że różni się to również nieznacznie od masy cząsteczkowej tym, że zdefiniowany jest wybór izotopów, a zatem jest to pojedyncza, specyficzna masa cząsteczkowa wielu możliwych. Masy użyte do obliczenia monoizotopowej masy cząsteczkowej znajdują się na tabeli mas izotopowych i nie występują w typowym układzie okresowym. Średnia masa cząsteczkowa jest często używana w przypadku większych cząsteczek, ponieważ mało prawdopodobne jest, aby cząsteczki z wieloma atomami składały się wyłącznie z najobficiej występujących izotopów każdego pierwiastka. Teoretyczną średnią masę cząsteczkową można obliczyć przy użyciu standardowych mas atomowych występujących w typowym układzie okresowym, ponieważ istnieje prawdopodobnie rozkład statystyczny atomów reprezentujących izotopy w cząsteczce. Może to jednak różnić się od rzeczywistej średniej masy cząsteczkowej próbki z powodu naturalnych (lub sztucznych) zmian w rozkładzie izotopowym.

Metody hydrodynamiczne

Do pierwszego przybliżenia, podstawę do określenia masy cząsteczkowej zgodnie z relacjami Mark-Houwink[2] jest faktem, że wewnętrzna lepkość roztworów (lub zawiesin) makromolekuł zależy od objętościowej zawartości zdyspergowanych cząstek w danym rozpuszczalniku. W szczególności rozmiar hydrodynamiczny w odniesieniu do masy cząsteczkowej zależy od współczynnika konwersji, opisującego kształt konkretnej cząsteczki. Pozwala to na opisanie pozornej masy cząsteczkowej z szeregu technik wrażliwych na efekty hydrodynamiczne, w tym DLS, SEC (znanego również jako GPC), wiskozymetrii i dyfuzyjnej spektroskopii rezonansu magnetycznego (DOSY).[3] Pozorną wielkość hydrodynamiczną można następnie wykorzystać do przybliżenia masy cząsteczkowej przy użyciu szeregu specyficznych dla makromolekuł wzorców.[4] Ponieważ wymaga to kalibracji, często opisuje się ją jako "względną" metodę oznaczania ciężaru cząsteczkowego.

Statyczne rozpraszanie światła

Możliwe jest również określenie bezwzględnej masy cząsteczkowej bezpośrednio z rozpraszania światła, tradycyjnie za pomocą metody Zimma. Można to osiągnąć za pomocą klasycznego rozpraszania światła statycznego lub za pomocą wielokątowych detektorów rozpraszania światła. Ciężary cząsteczkowe określone tą metodą nie wymagają kalibracji, stąd określenie "bezwzględny". Jedynym wymaganym pomiarem zewnętrznym jest przyrost współczynnika załamania światła, który opisuje zmianę współczynnika załamania ze stężeniem.

Zobacz też

  • Bezwzględna masa molowa
  • Metoda Dumasa oznaczania ciężaru cząsteczkowego
  • Rozkład masy molowej
  • Zunifikowana jednostka masy atomowej

Referencje

  1. ^ Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej (1980). "Atomowe ciężary pierwiastków 1979" (PDF). Pure Appl. Chem. 52 (10): 2349-84. doi: 10.1351 / pac198052102349.
  2. ^ Paul, Hiemenz C. i Lodge P. Timothy. Chemia polimerów. Drugi ed. Boca Raton: CRC P, 2007. 336, 338-339.
  3. ^ Johnson Jr., C. S. (1999). "Dyfuzyjna spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego: zasady i zastosowania". Postęp w spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego. 34: 203-256. doi: 10,1016 / S0079-6565 (99) 00003-5.
  4. ^ Neufeld, R .; Stalke, D. (2015). "Dokładne oznaczanie ciężaru cząsteczkowego małych cząsteczek za pomocą DOSY-NMR za pomocą zewnętrznych krzywych kalibracji ze znormalizowanymi współczynnikami dyfuzji". Chem. Sci. 6: 3354-3364. doi: 10,1039 / C5SC00670H.

Linki zewnętrzne

  • Darmowa aplikacja na Androida do obliczania masy cząsteczkowej i odwrotności dowolnej formuły chemicznej
  • Dodatek stechiometryczny do programu Microsoft Excel do obliczania ciężarów cząsteczkowych, współczynników reakcji i stechiometrii.
Kontrola władzy
  • GND: 4170374-1
  • NDL: 00561038
Źródło: "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Molecular_mass&oldid=852218735"
4.2
Średnia ocena: 33
5
11
4
2
3
1
2
3
1
0