Molekulska težina je mjera koja predstavlja masu jedne molekule neke tvari. Pomaže znanstvenicima i analitičarima razumjeti gustoću, volumen i pomak tekućine, između ostalog. Poznavanje točne težine molekula u određenoj kemikaliji ili spoju također može pomoći ljudima da procijene kako će ti spojevi reagirati u različitim uvjetima. Postoji nekoliko različitih načina za izračunavanje težine, ali testovi koji uključuju masenu spektrometriju, pomak tekućine i lom svjetlosti obično su najčešći.
Dobivanje općeg prosjeka
Najlakši način za izračunavanje molekularne težine, koja se također ponekad naziva “molekularna masa”, je zbrajanje ukupne težine svake komponente. To obično zahtijeva prethodno poznavanje osnovne mase svakog atoma, kao i molekularnog sastava tvari. Voda je dobar primjer. Sastoji se od dva atoma vodika i jednog atoma kisika, a kemijski je poznat kao H2O. Istraživač bi uzeo težinu vodika i pomnožio je s dva, budući da se u vodi nalaze dva atoma vodika, a zatim bi dodao težinu kisika. Vodik je težak oko 1 atomske jedinice mase (u), a kisik oko 16 u. Izračun je dakle 1 × 2 + 16 = 18 u, pa je težina jedne molekule vode približno 18 u.
Računovodstvo izotopa
U većini slučajeva molekularna masa je osnovni prosjek; težina bilo koje molekule može se neznatno razlikovati od druge zbog izotopa. Izotopi su varijacije elemenata i imaju jezgru s istim brojem protona, ali drugačijim brojem neutrona, što im daje različitu atomsku težinu koja se ponekad uključuje u izračune. Uzimanje u obzir izotopa će dati točnije mjerenje, ali obično zahtijeva posebne alate i precizniji proces.
Precizne metode izračuna
Jedan od najboljih načina za dobivanje točnog mjerenja je korištenje masenog spektrometra, posebnog stroja dizajniranog za izolaciju i identifikaciju molekula. Stroj proizvodi brojeve i prikaze koje analitičari moraju koristiti da sastave točnije očitanje mase. Ovi su strojevi obično smješteni u laboratorijima i akademskim institucijama.
Znanstvenici ponekad također izračunavaju težinu koristeći takozvane “hidrodinamičke” metode, koje u osnovi uključuju potapanje tvari u vodu i proučavanje količine i opsega pomaka. Zahtijeva posebnu kalibraciju i niz alata za hvatanje i promatranje raspršenih molekula. U nekim slučajevima istraživači također mogu dobiti dobar osjećaj mase izvodeći analizu raspršene svjetlosti, u kojoj se snopovi svjetlosti prolaze kroz tvari. Stopa refrakcije, koja je u osnovi brzina i brzina kojom svjetlost prelazi s jedne strane tvari na drugu – ili brzina kojom se apsorbira, u slučaju visoko gustih tvari – može pružiti osnovu za određivanje molekula- razina težine.
Odnos prema molarnoj masi
Neki kemičari ovo mjerenje nazivaju naizmjenično s molarnom masom. Molarna masa odnosi se na težinu jednog mola tvari, koja je slična atomskoj masi, ali se često smatra da je univerzalnije preciznija. Mol je količina tvari koja sadrži isti broj elementarnih entiteta, kao što su elektroni, ioni i atomi, koliko ih ima u 12 grama ugljika-12. Ugljik-12 je najstabilniji od ugljikovih izotopa i koristi se kao standard kojim se mjere sve atomske mase.
Zašto je važno
Poznavanje težine različitih molekula važno je u brojnim različitim okruženjima, ali je obično najkritičnije u laboratorijskim i proizvodnim okruženjima. Znanstvenici obično trebaju ove informacije kako bi predvidjeli kako će se različite tvari međusobno povezati, a također i kako bi bili sigurni da su koncentracije i suspenzije stabilne. Proizvođači hrane koriste ove vrste izračuna kako bi bili sigurni da će se različiti sastojci pomiješati, na primjer, i kako bi dobili pravi profil okusa kada koriste zaslađivače ili emulgatore različite težine.
Molekularna težina je također jako važna pri stvaranju i doziranju lijekova. Farmaceutski proizvođači, kao i liječnici i medicinske sestre često moraju znati koliko je molekula određenog lijeka teška kako bi znali koliko je moćna kapsula, injekcija ili druga doza. Težina je također jako važna kada se radi o zamjeni lijekova ili različitim receptima kako bi bili sigurni da pacijenti dobivaju pravu koncentraciju.