Μη φυσιολογική τιμή μοριακής μάζας

Εισαγωγή

Οι μοριακές μάζες που υπολογίζονται είτε χαμηλότερες είτε υψηλότερες από τις αναμενόμενες τιμές (γενικά χρησιμοποιώντας συλλογικές ιδιότητες) αναφέρονται ως μη φυσιολογικές μοριακές μάζες. Η μη φυσιολογική μοριακή μάζα προσδιορίζεται από τον συνολικό αριθμό γραμμομορίων σωματιδίων μετά από διάσταση ή σύνδεση μορίων διαλυμένης ουσίας σε διαλύτη ή διάλυμα.

Μοριακή μάζα NaOH

Το υδροξείδιο του νατρίου είναι μια στερεά ιοντική ένωση. Καυστική σόδα, Iye, ένυδρο νάτριο και αλισίβα είναι άλλα ονόματα για αυτό.

Είναι υποπροϊόν της διαδικασίας παραγωγής χλωρίου. Είναι ένα κρυσταλλικό στερεό που είναι άχρωμο στη φύση στην καθαρή του μορφή. Αυτή η ένωση αποτελείται από κατιόντα νατρίου και ανιόντα υδροξειδίου και είναι εξαιρετικά υδατοδιαλυτή. Το NaOH είναι ικανό να απορροφά την υγρασία από τον αέρα. Είναι πολύ διαβρωτικό και μπορεί να προκαλέσει σοβαρά δερματικά εγκαύματα, καθώς και ερεθισμούς στα μάτια και άλλους οργανισμούς.

Παράγει πολλή θερμότητα, επομένως γίνεται πάντα με την ανάμειξη της ένωσης στο νερό και όχι το αντίστροφο. Αυτή η ανόργανη ένωση χρησιμοποιείται στα καλλυντικά ως ρυθμιστικός παράγοντας. Μπορεί επίσης να ρυθμίσει τα επίπεδα pH. Το pH του υδροξειδίου του νατρίου είναι 13.

Ιδιότητες του υδροξειδίου του νατρίου – NaOH

Το υδροξείδιο του νατρίου είναι ένα κρυσταλλικό στερεό που είναι λευκό και ημιδιαφανές. Λόγω της διαβρωτικής του δράσης σε πολλές ουσίες, αναφέρεται συνήθως ως καυστική σόδα. Αποσυνθέτει πρωτεΐνες σε θερμοκρασία δωματίου και μπορεί να προκαλέσει χημικά εγκαύματα στο ανθρώπινο σώμα. Αν και δεν εμφανίζεται φυσικά, το υδροξείδιο του νατρίου παράγεται μαζικά εδώ και πολλά χρόνια από άμεσα διαθέσιμες πρώτες ύλες και χρησιμοποιείται σε μια ποικιλία βιομηχανικών διεργασιών.

• NaOH

Υδροξείδιο του νατρίου

• Μοριακό βάρος/ Μοριακή μάζα

39,997 g/mol

• Πυκνότητα

2,13 g/cm³

• Σημείο βρασμού

1.388 °C

• Σημείο τήξης

318 °C

Παρασκευή υδροξειδίου του νατρίου – NaOH

Σε επιχειρηματική κλίμακα, το ένυδρο οξείδιο (υδροξείδιο του νατρίου) είναι έτοιμο με ένα διάλυμα αλατιού (Na2CO3) επεξεργάζεται με ζεστό γάλα ασβέστη, δηλαδή Ca(OH)2 σε μια εξαιρετικά μεγάλη δεξαμενή από σίδηρο.

Na2CO3 +  Ca(OH)2  →  CaCO3 + 2NaOH

Η διήθηση αφαιρεί το ίζημα του ανθρακικού ασβεστίου (CaCO3) και το διάλυμα χρησιμοποιείται για την παραγωγή χαρτιού, σαπουνιού και απορρυπαντικών.

Χρήσεις υδροξειδίου του νατρίου- NaOH

• Χρησιμοποιείται στην παραγωγή απορρυπαντικών και σαπουνιών.
• Χρησιμοποιείται για τη δημιουργία χλωρίου που μοιάζει με λευκαντικό.
• Βρίσκεται σε καθαριστικά αποχέτευσης.
• Χρησιμοποιείται σε δημοτικές εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού για την αφαίρεση βαρέων μετάλλων από το νερό.
• Χρησιμοποιείται επίσης σε συντηρητικά τροφίμων για την πρόληψη της ανάπτυξης βακτηρίων και μούχλας.
• Χρησιμοποιείται στη διαδικασία κονσερβοποίησης. Χρησιμοποιείται επίσης στις διαδικασίες παραγωγής και ανακύκλωσης χαρτιού.

Κίνδυνοι για την υγεία από το υδροξείδιο του νατρίου

• Εάν έρθετε σε άμεση επαφή με υδροξείδιο του νατρίου υψηλής συγκέντρωσης, μπορεί να προκληθούν σοβαρά εγκαύματα στα μάτια, το δέρμα, το πεπτικό σύστημα ή τους πνεύμονες και μερικές φορές μπορεί να οδηγήσει σε μόνιμη βλάβη ή θάνατο.

• Οι βλεννώδεις μεμβράνες στη μύτη, το λαιμό, τους πνεύμονες και το βρογχικό σύστημα μπορεί να υποβαθμιστούν. Ακόμη και μικρές δόσεις μπορούν επίσης να προκαλέσουν σοβαρή βλάβη.

• Καίει το δέρμα και βλάπτει τα μάτια. Η αναπνευστική οδός έχει φλεγμονή. Ερεθισμός των ρινικών βλεννογόνων.
• Αποφύγετε την επαφή με τα μάτια, το δέρμα ή τα ρούχα σας. Δεν συνιστάται η εισπνοή αερίων, αναθυμιάσεων, σκόνης, ομίχλης, ατμών και αερολυμάτων. Φοράτε προστατευτικά γυαλιά, γάντια και ρούχα. Τα οξέα δεν πρέπει ποτέ να συνδυάζονται. Όταν εργάζεστε με χημικές ουσίες, μην τρώτε, πίνετε, καπνίζετε ή χρησιμοποιείτε προϊόντα προσωπικής φροντίδας.

Η μοριακή μάζα του νατρίου

23 g/mol είναι η μοριακή μάζα του νατρίου. Η ατομική μάζα είναι ο συνολικός αριθμός των νετρονίων και των πρωτονίων σε ένα άτομο. Το Dalton είναι η μονάδα ατομικής μάζας, η μονάδα που ορίζει τη μάζα ενός ατόμου. Συμβολίζεται ως Da και είναι η τυπική μονάδα για την έκφραση της μάζας ενός ατόμου. Η ατομική μάζα των στοιχείων ποικίλλει λόγω του αριθμού των πρωτονίων και των νετρονίων σε κάθε στοιχείο.

Η ατομική μάζα του νατρίου

Το νάτριο είναι ένα αλκαλικό μέταλλο που κατέχει την πρώτη θέση στην τρίτη περίοδο του περιοδικού πίνακα. Είναι το ενδέκατο στοιχείο του πίνακα.

• Ο ατομικός αριθμός του νατρίου είναι 11
• Ο αριθμός των νετρονίων που υπάρχουν στον πυρήνα του νατρίου είναι ίσος με 12.
• Το νάτριο (Na) έχει ατομικό μαζικό αριθμό 11 + 12 =23.

∴Η ατομική μάζα του νατρίου είναι 23 g/mol.

Ατομική μάζα σε γραμμάρια

Η μάζα ενός mole ενός στοιχείου είναι ίση με την ατομική του μάζα σε γραμμάρια. Υπολογίζεται παίρνοντας το ατομικό βάρος ενός στοιχείου από τον περιοδικό πίνακα και μετατρέποντάς το σε γραμμάρια. Για παράδειγμα, το νάτριο (Na) έχει ατομικό βάρος 22,99 u, που μεταφράζεται σε γραμμάριο ατομικής μάζας 22,99 γραμμαρίων.

Ατομική μάζα

Κάθε σωματίδιο ύλης, ανεξάρτητα από το πόσο μικρό ή μεγάλο, έχει κάποια ποσότητα μάζας που σχετίζεται με αυτό. Τα άτομα αποτελούν τα πάντα. Αυτό εκφράζεται συνήθως με όρους μιας ενοποιημένης μονάδας ατομικής μάζας, όπως συμφωνήθηκε από τη διεθνή κοινότητα (amu).

Ορίζεται καλύτερα ως το ένα δωδέκατο της μάζας ενός ατόμου άνθρακα-12 στη βασική του κατάσταση. Το άθροισμα των μαζών των πρωτονίων και των νετρονίων, που είναι σχεδόν ίσο με την ατομική μάζα, μπορεί να αντιπροσωπεύει τη μάζα ενός ατόμου. Η απώλεια μάζας δεσμευτικής ενέργειας είναι υπεύθυνη για αυτή τη μικρή αλλαγή.

1 amu =1,66 ×10−24 g

• Όταν διαιρείται με ενιαίο ατομικό βάρος ή Dalton, το ατομικό βάρος ενός ατόμου γίνεται αδιάστατος αριθμός.

• Αυτό αναφέρεται ως η σχετική ισοτοπική μάζα.

• Η ατομική μάζα των στοιχείων κυμαίνεται από 1,008 amu για το υδρογόνο έως 250 amu για στοιχεία με πολύ υψηλό ατομικό αριθμό.

• Η μοριακή μάζα μπορεί να υπολογιστεί προσθέτοντας τη μέση ατομική μάζα κάθε ατόμου στο μόριο.

Ατομική μάζα στοιχείων

Οι ατομικές μάζες ορισμένων στοιχείων παρατίθενται παρακάτω.

Ατομική μάζα σιδήρου

55.845 u

Ατομική μάζα χλωρίου

35.453 u

Ατομική Μάζα Θείου

32.065 u

Ατομική μάζα χαλκού

63.546 u

Ατομική μάζα καλίου

39.0983 u

Ατομική μάζα αζώτου

14.0067 u

Ατομική μάζα ασβεστίου

40.078 u

Ατομική Μάζα Φωσφόρου

30,973762 u

Ατομική μάζα νατρίου

22,989769 u

Συμπέρασμα 

Όταν υπολογίζουμε τις συλλογικές ιδιότητες των διαλυμάτων, οι τιμές της μοριακής μάζας που λαμβάνονται θεωρητικά οι τιμές της μοριακής μάζας μερικές φορές διαφέρουν από τις πειραματικά ληφθείσες τιμές. Αυτές συνήθως αναφέρονται ως μη φυσιολογικές μοριακές μάζες. Όταν οι διαλυμένες ουσίες διαλύονται σε έναν διαλύτη, διασπώνται σε ιόντα, σύμφωνα με τον Van’t Hoff. Επειδή οι συλλογικές ιδιότητες καθορίζονται αποκλειστικά από τον αριθμό των σωματιδίων διαλυμένης ουσίας, η διάσπαση των μορίων της διαλυμένης ουσίας σε ιόντα αυξάνει τον αριθμό των σωματιδίων και συνεπώς επηρεάζει τις συλλογικές ιδιότητες.

Εάν 1 mole NaCl διαλυθεί σε 1 kg νερού και όλα τα μόρια NaCl διασπαστούν στο νερό, το διάλυμα που προκύπτει θα περιέχει 1 mole ιόντων Cl– και 1 mole ιόντων Na+ (συνολικά 2 mole ιόντων στο διάλυμα ). Ωστόσο, κατά τον υπολογισμό της μοριακής μάζας χρησιμοποιώντας τις συλλογικές ιδιότητες, υποθέτουμε ότι το διάλυμα περιέχει μόνο 1 mol NaCl.

Ορισμένες ουσίες τείνουν να συνδέονται στην υδατική κατάσταση και ο αριθμός των ιόντων/μορίων που υπάρχουν στο διάλυμα για τέτοια μόρια είναι μικρότερος από τον πραγματικό αριθμό των μορίων. Ως αποτέλεσμα, για εκείνες τις ουσίες που διασπώνται σε διάλυμα, η παρατηρούμενη μοριακή μάζα είναι πάντα μικρότερη από την πραγματική μάζα και για εκείνες που συνδέονται σε διάλυμα, η πραγματική μάζα είναι πάντα μικρότερη από την παρατηρούμενη μοριακή μάζα.

Η ανωμαλία της μοριακής μάζας μπορεί να εξηγηθεί ως εξής:

• Όταν τα μόρια της διαλυμένης ουσίας διασπώνται σε πολλαπλά ιόντα, ο αριθμός των σωματιδίων αυξάνεται. Αυτό, με τη σειρά του, βελτιώνει τις συλλογικές ιδιότητες της λύσης.

• Επειδή η μοριακή μάζα είναι αντιστρόφως ανάλογη με τις συλλογικές ιδιότητες, η τιμή της είναι συνήθως χαμηλότερη από την αναμενόμενη.

• Όταν τα σωματίδια διαλυμένης ουσίας συνδέονται μεταξύ τους, ο συνολικός αριθμός των σωματιδίων στο διάλυμα μειώνεται, προκαλώντας μείωση των συλλογικών ιδιοτήτων.

• Οι τιμές μοριακής μάζας που λαμβάνονται σε αυτήν την περίπτωση είναι υψηλότερες από τις αναμενόμενες.