Molekylvikt är ett mått som representerar massan av en enda molekyl av något ämne. Det hjälper forskare och analytiker att förstå bland annat densitet, volym och vätskeförskjutning. Att veta den exakta vikten av molekyler i en viss kemikalie eller förening kan också hjälpa människor att mäta hur dessa föreningar kommer att reagera under olika förhållanden. Det finns ett par olika sätt att beräkna vikt, men tester som involverar masspektrometri, vätskeförskjutning och ljusbrytning tenderar att vara de vanligaste.
Få ett allmänt medelvärde
Det enklaste sättet att beräkna molekylvikten, även ibland kallad ”molekylmassa”, är att lägga ihop den totala vikten för varje komponent. Detta kräver vanligtvis förkunskaper om varje atoms basmassa samt ämnets molekylära sammansättning. Vatten är ett bra exempel. Den är gjord av två väteatomer och en syreatom, och är kemiskt känd som H2O. En forskare skulle ta vikten av väte och multiplicera den med två, eftersom det finns två väteatomer i vatten, och sedan lägga till vikten av syre. Väte väger cirka 1 atommassaenhet (u) och syre väger cirka 16 u. Beräkningen är därför 1 × 2 + 16 = 18 u, så vikten av en vattenmolekyl är ungefär 18 u.
Redovisning av isotoper
I de flesta fall är molekylmassan ett baslinjemedelvärde; vikten av en molekyl kan vara något annorlunda än en annan på grund av isotoper. Isotoper är variationer av grundämnen och har en kärna med samma antal protoner men ett annat antal neutroner, vilket ger dem en annan atomvikt som ibland räknas in i beräkningarna. Att ta hänsyn till isotoper ger en mer exakt mätning, men kräver vanligtvis specialverktyg och en mer exakt process.
Exakta beräkningsmetoder
Ett av de bästa sätten att få en exakt mätning är att använda en masspektrometer, en speciell maskin utformad för att isolera och identifiera molekyler. Maskinen producerar siffror och representationer som analytiker måste använda för att sätta ihop en mer exakt massavläsning. Dessa maskiner är vanligtvis inhysta i labb och akademiska institutioner.
Forskare beräknar ibland också vikten med hjälp av så kallade ”hydrodynamiska” metoder, som i grunden går ut på att sänka ämnen i vatten och studera mängden och omfattningen av förskjutningen. Det kräver speciell kalibrering och ett antal verktyg för att både fånga och observera dispergerade molekyler. I vissa fall kan forskare också få en bra känsla av massa genom att utföra en spridningsljusanalys, där ljusstrålar passerar genom ämnen. Brytningshastigheten, som i grund och botten är den hastighet och hastighet med vilken ljus passerar från en sida av ett ämne till den andra – eller den hastighet med vilken det absorberas, när det gäller mycket täta ämnen – kan utgöra grunden för att bestämma molekyl- nivå vikt.
Förhållande till Molar Mass
Vissa kemister hänvisar till denna mätning omväxlande med molmassa. Molar massa hänvisar till vikten av en mol av ett ämne, som liknar atommassa men ofta tros vara mer universellt exakt. En mol är mängden av ett ämne som innehåller samma antal elementära enheter, såsom elektroner, joner och atomer, som det finns i 12 gram kol-12. Kol-12 är den mest stabila av kolisotoper och används som den standard med vilken alla atommassor mäts.
Varför det spelar roll
Att veta hur mycket olika molekyler väger är viktigt i ett antal olika miljöer, men är vanligtvis mest avgörande i laboratorie- och tillverkningsmiljöer. Forskare behöver vanligtvis denna information för att förutse hur olika ämnen kommer att förhålla sig till varandra, och även för att vara säkra på att koncentrationer och suspensioner är stabila. Livsmedelstillverkare använder den här typen av beräkningar för att säkerställa att olika ingredienser blandar sig, till exempel, och för att få rätt smakprofil när man använder sötningsmedel eller emulgeringsmedel med olika vikt.
Molekylvikten är också väldigt viktig när man skapar och doserar medicin. Läkemedelstillverkare såväl som läkare och sjuksköterskor behöver ofta veta hur mycket en molekyl av ett givet läkemedel väger för att veta hur potent en kapsel, injektion eller annan dos sannolikt kommer att vara. Vikten är också riktigt viktig när det kommer till att byta medicin eller variera ordination för att vara säker på att patienterna får rätt koncentration.