Molekulska teža je meritev, ki predstavlja maso ene same molekule neke snovi. Znanstvenikom in analitikom pomaga razumeti med drugim gostoto, prostornino in premik tekočine. Poznavanje natančne teže molekul v določeni kemikaliji ali spojini lahko ljudem pomaga tudi oceniti, kako bodo te spojine reagirale v različnih pogojih. Obstaja nekaj različnih načinov za izračun teže, vendar so testi, ki vključujejo masno spektrometrijo, premik tekočine in lom svetlobe, običajno najpogostejši.
Pridobivanje splošnega povprečja
Najlažji način za izračun molekulske mase, ki se včasih imenuje tudi “molekulska masa”, je seštevanje skupne mase vsake komponente. To običajno zahteva predhodno poznavanje osnovne mase vsakega atoma in molekularne sestave snovi. Voda je dober primer. Sestavljen je iz dveh atomov vodika in enega atoma kisika, kemično pa je znan kot H2O. Raziskovalec bi vzel težo vodika in jo pomnožil z dva, ker sta v vodi dva atoma vodika, nato pa bi dodal težo kisika. Vodik tehta približno 1 atomsko masno enoto (u), kisik pa približno 16 u. Izračun je torej 1 × 2 + 16 = 18 u, torej je teža ene molekule vode približno 18 u.
Računovodstvo izotopov
V večini primerov je molekulska masa izhodiščno povprečje; teža katere koli molekule se lahko zaradi izotopov nekoliko razlikuje od druge. Izotopi so variacije elementov in imajo jedro z enakim številom protonov, vendar različnim številom nevtronov, kar jim daje drugačno atomsko težo, ki je včasih vključena v izračune. Upoštevanje izotopov bo omogočilo natančnejše merjenje, vendar običajno zahtevajo posebna orodja in natančnejši postopek.
Natančne metode izračuna
Eden najboljših načinov za natančno merjenje je uporaba masnega spektrometra, posebnega stroja, zasnovanega za izolacijo in identifikacijo molekul. Stroj proizvaja številke in predstavitve, ki jih morajo analitiki uporabiti za sestavljanje natančnejšega odčitka mase. Ti stroji so običajno nameščeni v laboratorijih in akademskih ustanovah.
Znanstveniki včasih izračunajo tudi težo z uporabo tako imenovanih “hidrodinamičnih” metod, ki v bistvu vključujejo potapljanje snovi v vodo ter preučevanje količine in obsega premika. Zahteva posebno kalibracijo in številna orodja za zajemanje in opazovanje razpršenih molekul. V nekaterih primerih lahko raziskovalci dobijo dober občutek za maso tudi z analizo razpršene svetlobe, pri kateri se žarki svetlobe prenašajo skozi snovi. Stopnja loma, ki je v bistvu hitrost in hitrost, s katero svetloba prehaja z ene strani snovi na drugo – ali hitrost, s katero se absorbira, v primeru zelo gostih snovi – lahko predstavlja osnovo za določanje molekule. raven teže.
Razmerje z molsko maso
Nekateri kemiki se sklicujejo na to meritev izmenično z molsko maso. Molarna masa se nanaša na težo enega mola snovi, ki je podobna atomski masi, vendar se pogosto meni, da je bolj univerzalno natančna. Mol je količina snovi, ki vsebuje enako število elementarnih entitet, kot so elektroni, ioni in atomi, kot jih vsebuje 12 gramov ogljika-12. Ogljik-12 je najbolj stabilen izmed izotopov ogljika in se uporablja kot standard, po katerem se merijo vse atomske mase.
Zakaj je pomembno
Vedeti, koliko tehtajo različne molekule, je pomembno v številnih različnih okoljih, vendar je običajno najbolj kritično v laboratorijskih in proizvodnih okoljih. Znanstveniki običajno potrebujejo te informacije, da predvidijo, kako se bodo različne snovi med seboj nanašale, in da se prepričajo, da so koncentracije in suspenzije stabilne. Proizvajalci živil uporabljajo te vrste izračunov, da zagotovijo, da se bodo različne sestavine mešale, na primer, in da dobijo pravi profil okusa pri uporabi sladil ali emulgatorjev z različnimi utežmi.
Pri ustvarjanju in odmerjanju zdravil je zelo pomembna tudi molekulska teža. Farmacevtski proizvajalci ter zdravniki in medicinske sestre morajo pogosto vedeti, koliko tehta molekula danega zdravila, da bi vedeli, kako močna je verjetno kapsula, injekcija ali drug odmerek. Teža je prav tako zelo pomembna, ko gre za zamenjavo zdravil ali različne recepte, da bi bili prepričani, da pacienti dobijo pravo koncentracijo.