محول الجرامات إلى المولات | آلة حاسبة كيميائية مجانية

ما تحويل الغرامات إلى مولات؟

تحويل الغرامات إلى مولات هو عملية تحديد عدد مولات المادة التي تمثلها كتلة معينة. المول هو وحدة القياس التي يستخدمها الكيميائيون لعدّ الذرات أو الجزيئات أو الأيونات. ويربط تحويل الغرامات إلى مولات الكتلة المقاسة بميزان المختبر بعدد الجسيمات المشاركة في تفاعل كيميائي.

تصف المعادلات الكيميائية التفاعلات من حيث المولات، إذ يتفاعل مول واحد من مادة مع عدد محدد من مولات مادة أخرى. وتقيس الموازين الكتلة بالغرامات. ويتيح التحويل بينهما للكيميائي تحويل المعادلة الموزونة إلى كمية فعلية يمكن وزنها.

يحتوي مول واحد من أي مادة بالضبط على 6.02214076 × 10²³ كيانًا أوليًا. ويُسمّى هذا العدد ثابت أفوغادرو. وقد ثُبّتت قيمته عند هذا المقدار بالضبط في 2019، عندما راجع المؤتمر العام للأوزان والمقاييس (CGPM) تعريف المول.

صيغة تحويل الغرامات إلى مولات

يساوي عدد المولات الكتلة بالغرامات مقسومة على الكتلة المولية للمادة:

$\text{المولات} = \frac{\text{الكتلة (غ)}}{\text{الكتلة المولية (غ/مول)}}$

للتحويل في الاتجاه الآخر، من المولات إلى الغرامات، يُجرى الضرب بدلًا من القسمة:

$\text{الكتلة (غ)} = \text{المولات} \times \text{الكتلة المولية (غ/مول)}$

الكتلة المولية هي كتلة مول واحد من مادة ما، وتُعطى بالغرام لكل مول (غ/مول). أما بالنسبة إلى عنصر واحد، فتساوي الكتلة المولية الوزن الذري الموضح في الجدول الدوري. أما بالنسبة إلى مركب، فهي مجموع الأوزان الذرية لكل ذرة في صيغته.

كيفية حساب الكتلة المولية

لإيجاد الكتلة المولية لمركب، اجمع الوزن الذري لكل عنصر بعد ضربه في عدد مرات ظهوره في الصيغة. وتوضح الأرقام السفلية في الصيغة عدد ذرات كل عنصر الموجودة.

• الهيدروجين (H): 1.008 غرام/مول
• الكربون (C): 12.011 غرام/مول
• الأكسجين (O): 15.999 غرام/مول
• الماء (H₂O): 2(1.008) + 15.999 = 18.015 غرام/مول، ويُكتب عادةً 18.02 غرام/مول
• الغلوكوز (C₆H₁₂O₆): 6(12.011) + 12(1.008) + 6(15.999) = 180.16 غرام/مول

هذه الأوزان الذرية هي القيم القياسية التي نشرها الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC). وتقرّب الكتب الدراسية الأقدم الأكسجين إلى 16.00، مما يغيّر الكتلة المولية قليلًا في آخر منزلة عشرية.

تنطبق الأقواس في الصيغة على كل ذرة داخلها. يحتوي فوسفات الكالسيوم، Ca₃(PO₄)₂، على 3 ذرات كالسيوم، و2 ذرتي فوسفور، و8 ذرات أكسجين (2 مجموعتين من 4 ذرات الأكسجين)، وليس ذرة واحدة من كل عنصر فقط.

تحتوي الهيدرات، مثل كبريتات النحاس الثنائي خماسية الماء (CuSO₄·5H₂O)، على جزيئات ماء مرتبطة داخل البلورة. ويجب إضافة كتلة جزيئات الماء هذه إلى الكتلة المولية. وبالنسبة إلى CuSO₄·5H₂O، يعني ذلك إضافة 5 × 18.02 غرام/مول لجزيئات الماء الخمسة.

مثال محلول

المسألة: حوّل 25 غرام من كلوريد الصوديوم (NaCl) إلى مولات.

الخطوة 1: أوجد الكتلة المولية لـ NaCl.

• الصوديوم (Na): 22.99 غرام/مول
• الكلور (Cl): 35.45 غرام/مول
• NaCl: 22.99 + 35.45 = 58.44 غرام/مول

الخطوة 2: اقسم الكتلة على الكتلة المولية.

$\text{المولات} = \frac{25 \text{ g}}{58.44 \text{ غ/مول}} = 0.4278 \text{ mol}$

إذن تساوي 25 غرام من NaCl مقدار 0.4278 mol. ويقرّب المحوّل كل نتيجة إلى أربع منازل عشرية، لذلك يعرض 0.4278 في هذا المثال.

يعمل المحوّل أيضًا في الاتجاه الآخر. فعند تحويله إلى التحويل من المولات إلى الغرامات، فإنه يحسب كتلة 0.05 mol من هيدروكسيد الصوديوم (NaOH، كتلته المولية 40.00 غرام/مول):

$\text{الكتلة} = 0.05 \text{ mol} \times 40.00 \text{ غ/مول} = 2.0 \text{ g}$

لا يمكن أن تساوي الكتلة المولية صفرًا، لأن القسمة على صفر ليس لها جواب. ويعرض المحوّل رسالة خطأ بدلًا من نتيجة عندما يُضبط حقل الكتلة المولية على 0.

سبب أهمية التحويل

تحدد المعادلات الكيميائية الموزونة النسب المولية بين المتفاعلات والنواتج، لكن الكواشف تُقاس بالكتلة. وتحويل الغرامات إلى مولات هو الخطوة التي تصل بين الأمرين.

الحسابات الستوكيومترية للتفاعل. في التفاعل 2H₂ + O₂ → 2H₂O، تتحول 10 غرام من غاز الهيدروجين إلى 10 ÷ 2.016 = 4.96 mol من H₂. وتوضح المعادلة نسبة 2:1 من H₂ إلى O₂، لذلك تحتاج 4.96 mol من H₂ إلى 2.48 mol من O₂، أي ما يعادل 2.48 × 32.00 = 79.4 غرام من O₂.

تحضير المحاليل. يتطلب تحضير 500 ملتر من محلول هيدروكسيد الصوديوم بتركيز 0.1 mol/لتر مقدار 0.1 × 0.5 = 0.05 mol من NaOH، أي 0.05 × 40.00 = 2.0 غرام.

مسائل المتفاعل المحدِّد. عند خلط متفاعلين، يكشف تحويل كل منهما إلى مولات ومقارنته بالمعادلة الموزونة أيَّهما ينفد أولًا ويحدّ من كمية الناتج التي يمكن تكوينها.

الصيغ الأولية. تعطي البيانات المختبرية عادةً النسبة المئوية الكتلية لكل عنصر في المركب. ويتيح تحويل كتلة كل عنصر إلى مولات ثم مقارنة النسب المولية تحديد الصيغة الأبسط ذات الأعداد الصحيحة للمركب.

كتل مولية شائعة

تاريخ المول

اقترح أميديو أفوغادرو في 1811 أن الحجوم المتساوية من الغاز، عند درجة الحرارة والضغط نفسيهما، تحتوي على أعداد متساوية من الجزيئات. وكانت هذه الفكرة، التي تُسمّى الآن قانون أفوغادرو، خطوة مبكرة نحو الربط بين الكتلة وعدد الجسيمات. ويُنسب عادةً وضع كلمة «مول» إلى الكيميائي فيلهلم أوستفالد في عقد 1890، وهي مشتقة من الكلمة الألمانية «Mol»، اختصارًا للوزن الجزيئي.

في 1971 أصبح المول وحدة أساسية رسمية في النظام الدولي للوحدات، وعُرّف بأنه كمية المادة التي تحتوي على عدد من الكيانات الأولية يساوي عدد الذرات الموجودة في 12 غرام من الكربون-12. وفي 2019، نُقّح النظام الدولي للوحدات بحيث عُرّف المول مباشرةً بقيمة ثابتة لثابت أفوغادرو، 6.02214076 × 10²³، بدلًا من تعريفه بعينة مادية من الكربون-12.

الأسئلة الشائعة

ما المول في الكيمياء؟ المول هو وحدة النظام الدولي لكمية المادة. يحتوي مول واحد من أي شيء على 6.02214076 × 10²³ جسيمًا، بالطريقة نفسها التي تعني بها الدزينة 12 عنصرًا. وهو يتيح للكيميائيين عدّ الجسيمات عن طريق وزنها.

لماذا نحول بين الغرامات والمولات؟ تصف المعادلات الكيميائية التفاعلات باستخدام النسب المولية، لكن الكواشف تُقاس بالكتلة. ويحوّل هذا التحويل المعادلة الموزونة إلى كمية يمكن وزنها على ميزان.

كيف تُوجد الكتلة المولية لمركب؟ اجمع الأوزان الذرية لكل الذرات في الصيغة، مع عدّ كل ذرة العدد الصحيح من المرات، بما في ذلك الذرات الموجودة داخل الأقواس، وجزيئات الماء الموجودة في البلورة بالنسبة إلى المركبات المميهة.

هل يمكن تحويل الغرامات إلى مولات من دون معرفة الكتلة المولية؟ لا. الكتلة المولية مطلوبة لإجراء التحويل. ويجب البحث عنها أو حسابها من الصيغة الكيميائية قبل إجراء التحويل.

ما الفرق بين الكتلة الجزيئية والكتلة المولية؟ يتطابق العددان، لكنهما يقيسان أشياء مختلفة. فالكتلة الجزيئية، التي تُسمّى أيضًا الكتلة الجزيئية النسبية، تقارن جزيئًا واحدًا بواحد على اثني عشر من ذرة كربون-12، ولذلك لا وحدة لها. أما الكتلة المولية فهي كتلة مول واحد من المادة، بالغرام لكل مول.

كيف تُحوَّل المولات إلى عدد الجسيمات؟ اضرب عدد المولات في ثابت أفوغادرو: الجسيمات = المولات × 6.02214076 × 10²³. ولعكس هذا التحويل، اقسم عدد الجسيمات على ثابت أفوغادرو.

ما الخطأ الشائع عند حساب الكتلة المولية؟ إغفال الذرات الموجودة داخل الأقواس، كما في Ca(NO₃)₂، أو نسيان تضمين جزيئات الماء في مميّه مثل CuSO₄·5H₂O.