Molekyylipaino on mittarin summa atomipaino arvot atomia jonkin sisällä molekyyli. Molekyylipainoa käytetään kemiassa määrittämään stoikiometria kemiallisissa reaktioissa ja yhtälöissä. Molekyylipaino lyhennetään yleisesti M.W. tai MW. Molekyylipaino on joko yksikkötön tai ilmaistuna atomimassayksiköinä (amu) tai daltoneina (Da).
Sekä atomipaino että molekyylipaino määritetään suhteessa molekyylipainoon isotooppi hiili-12, jolle annetaan arvo 12 amu. Syynä hiilen atomipainoon ei tarkalleen 12 on, että se on hiilen isotooppien seos.
Näytteen molekyylipainon laskeminen
Molekyylipainon laskenta perustuu: molekyylikaava yhdisteen (ts. ei yksinkertaisin kaava, joka sisältää vain atomityyppien suhteen eikä lukumäärää). Kunkin atomityypin lukumäärä kerrotaan sen atomipainolla ja lisätään sitten muiden atomien painoihin.
Esimerkiksi heksaanin molekyylikaava on C6H14. Tilaukset osoittavat kunkin atomityypin lukumäärän, joten jokaisessa heksaanimolekyylissä on 6 hiiliatomia ja 14 vetyatomia. Hiilen ja vedyn atomipaino voi löytyä jaksollinen taulukko.
- Hiilen atomipaino: 12.01
- Vedyn atomipaino: 1,01
molekyylipaino = (hiiliatomien lukumäärä) (C-atomipaino) + (H-atomien lukumäärä) (H-atomipaino), joten lasketaan seuraavasti:
- molekyylipaino = (6 x 12,01) + (14 x 1,01)
- heksaanin molekyylipaino = 72,06 + 14,14
- heksaanin molekyylipaino = 86,20 amu
Kuinka molekyylipaino määritetään
Empiiriset tiedot yhdisteen moolimassasta riippuvat kyseessä olevan molekyylin koosta. Massaspektrometria käytetään yleisesti pienten ja keskikokoisten molekyylien molekyylimassan löytämiseen. Suurempien molekyylien ja makromolekyylien (esim. DNA, proteiinit) paino määritetään valonsironnan ja viskositeetin avulla. Erityisesti valonsironnan Zimm-menetelmä ja hyddynaamiset menetelmät dynaaminen valonsironta (DLS), koon poissulkemiskromatografia (SEC), diffuusiojärjestyksessä muodostettu ydinmagneettinen resonanssispektroskopia (DOSY) ja viskosimetria voidaan käyttää.
Molekyylipaino ja isotoopit
Huomaa, että jos työskentelet tietyillä atomin isotoopeilla, sinun tulisi käyttää kyseisen isotoopin atomipainoa eikä jaksollisesta taulukosta annettua painotettua keskiarvoa. Jos esimerkiksi vedyn sijaan olet tekemisissä vain deuteriumisotoopin kanssa, käytät elementin atomimassan sijasta 2.00 eikä 1.01. Tavallisesti ero elementin atomipainon ja tietyn isotoopin atomipainon välillä on suhteellisen pieni, mutta se voi olla tärkeä tietyissä laskelmissa!
Molekyylipaino vs. molekyylimassa
Molekyylipainoa käytetään usein korvaavasti molekyylimassa kemiassa, vaikka teknisesti näiden kahden välillä on ero. Molekyylimassa on massan mitta ja molekyylipaino on molekyylimassiin vaikuttavan voiman mitta. Oikeampi termi sekä molekyylipainolle että molekyylimassalle, koska niitä käytetään kemiassa, olisi "suhteellinen molekyylimassa".