Convertidor de Grams a Mols | Calculadora Gratuïta de Química

Què és la conversió de grams a mols?

La conversió de grams a mols és el procés de determinar quants mols d’una substància representa una massa determinada. Un mol és la unitat que fan servir els químics per comptar àtoms, molècules o ions. Convertir grams a mols relaciona la massa mesurada en una balança de laboratori amb el nombre de partícules que intervenen en una reacció química.

Les equacions químiques descriuen les reaccions en termes de mols: un mol d’una substància reacciona amb un nombre determinat de mols d’una altra. Les balances mesuren la massa en grams. La conversió entre totes dues magnituds permet al químic transformar una equació equilibrada en una quantitat real que cal pesar.

Un mol de qualsevol substància conté exactament 6,02214076 × 10²³ entitats elementals. Aquest nombre s’anomena constant d’Avogadro. Es va fixar en aquest valor exacte el 2019, quan la Conferència General de Pesos i Mesures (CGPM) va revisar la definició del mol.

La fórmula de conversió de grams a mols

El nombre de mols és igual a la massa en grams dividida per la massa molar de la substància:

$\text{Mols} = \frac{\text{Massa (g)}}{\text{Massa molar (g/mol)}}$

Per fer la conversió en sentit contrari, de mols a grams, cal multiplicar en lloc de dividir:

$\text{Massa (g)} = \text{Mols} \times \text{Massa molar (g/mol)}$

La massa molar és la massa d’un mol d’una substància, expressada en grams per mol (g/mol). Per a un element individual, la massa molar és el pes atòmic que apareix a la taula periòdica. Per a un compost, és la suma dels pesos atòmics de tots els àtoms de la seva fórmula.

Com calcular la massa molar

Per trobar la massa molar d’un compost, cal sumar el pes atòmic de cada element, multiplicat pel nombre de vegades que apareix a la fórmula. Els subíndexs de la fórmula indiquen quants àtoms de cada element hi ha.

• Hidrogen (H): 1,008 g/mol
• Carboni (C): 12,011 g/mol
• Oxigen (O): 15,999 g/mol
• Aigua (H₂O): 2(1,008) + 15,999 = 18,015 g/mol, que normalment s’escriu 18,02 g/mol
• Glucosa (C₆H₁₂O₆): 6(12,011) + 12(1,008) + 6(15,999) = 180,16 g/mol

Aquests pesos atòmics són els valors estàndard publicats per la IUPAC. Els llibres de text més antics arrodoneixen l’oxigen a 16,00, fet que modifica lleugerament la massa molar en l’última xifra decimal.

Els parèntesis d’una fórmula s’apliquen a tots els àtoms que contenen. El fosfat de calci, Ca₃(PO₄)₂, té 3 àtoms de calci, 2 àtoms de fòsfor i 8 àtoms d’oxigen (2 grups de 4 àtoms d’oxigen), no pas un de cada.

Els hidrats, com el sulfat de coure(II) pentahidrat (CuSO₄·5H₂O), inclouen molècules d’aigua unides dins del cristall. La massa d’aquestes molècules d’aigua s’ha d’afegir a la massa molar. Per a CuSO₄·5H₂O, això significa afegir 5 × 18,02 g/mol per les cinc molècules d’aigua.

Exemple resolt

Problema: Convertiu 25 g de clorur de sodi (NaCl) a mols.

Pas 1: Trobeu la massa molar del NaCl.

• Sodi (Na): 22,99 g/mol
• Clor (Cl): 35,45 g/mol
• NaCl: 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol

Pas 2: Dividiu la massa per la massa molar.

$\text{Mols} = \frac{25 \text{ g}}{58.44 \text{ g/mol}} = 0.4278 \text{ mol}$

Per tant, 25 g de NaCl equivalen a 0,4278 mol. El convertidor arrodoneix cada resultat a quatre decimals, de manera que per a aquest exemple mostra 0,4278.

El convertidor també funciona en sentit contrari. Si se selecciona la conversió de mols a grams, calcula la massa de 0,05 mol d’hidròxid de sodi (NaOH, amb una massa molar de 40,00 g/mol):

$\text{Massa} = 0.05 \text{ mol} \times 40.00 \text{ g/mol} = 2.0 \text{ g}$

La massa molar no pot ser zero, perquè dividir per zero no dona cap resultat. El convertidor mostra un error en lloc d’un resultat quan el camp de massa molar s’estableix en 0.

Per què és important la conversió

Les equacions químiques equilibrades estableixen proporcions molars entre reactius i productes, però els reactius es mesuren per massa. Convertir grams a mols és el pas que relaciona totes dues magnituds.

Estequiometria de la reacció. En la reacció 2H₂ + O₂ → 2H₂O, 10 g d’hidrogen gasós es converteixen en 10 ÷ 2,016 = 4,96 mol de H₂. L’equació mostra una proporció de 2:1 entre H₂ i O₂, de manera que 4,96 mol de H₂ necessiten 2,48 mol de O₂, equivalents a 2,48 × 32,00 = 79,4 g de O₂.

Preparació de dissolucions. Per preparar 500 mL d’una dissolució d’hidròxid de sodi de 0,1 mol/L calen 0,1 × 0,5 = 0,05 mol de NaOH, que equivalen a 0,05 × 40,00 = 2,0 g.

Problemes del reactiu limitant. Quan es combinen dos reactius, convertir-los a mols i comparar-los amb l’equació equilibrada mostra quin s’esgota primer i limita la quantitat de producte que es pot formar.

Fórmules empíriques. Les dades de laboratori solen proporcionar el percentatge en massa de cada element d’un compost. Convertir la massa de cada element a mols i comparar després les proporcions molars dona la fórmula més simple del compost en nombres enters.

Masses molars habituals

Història del mol

Amedeo Avogadro va proposar el 1811 que volums iguals de gas, a la mateixa temperatura i pressió, contenen el mateix nombre de molècules. Aquesta idea, que ara s’anomena llei d’Avogadro, va ser un primer pas per relacionar la massa amb el nombre de partícules. Generalment s’atribueix al químic Wilhelm Ostwald, durant la dècada de 1890, l’ús de la paraula «mol», derivada de l’alemany «Mol», abreviatura de pes molecular.

El 1971, el mol es va convertir en una unitat bàsica oficial del SI, definida com la quantitat de substància que conté tantes entitats elementals com àtoms hi ha en 12 g de carboni-12. El 2019, el sistema SI es va revisar perquè el mol quedés definit directament mitjançant un valor fix de la constant d’Avogadro, 6,02214076 × 10²³, en lloc d’una mostra física de carboni-12.

Preguntes més freqüents

Què és un mol en química? Un mol és la unitat del SI per a la quantitat de substància. Un mol de qualsevol cosa conté 6,02214076 × 10²³ partícules, de la mateixa manera que una dotzena significa 12 elements. Permet als químics comptar partícules pesant-les.

Per què es converteixen grams a mols i viceversa? Les equacions químiques descriuen les reaccions mitjançant proporcions molars, però els reactius es mesuren per massa. La conversió transforma una equació equilibrada en una quantitat que es pot pesar en una balança.

Com es troba la massa molar d’un compost? Cal sumar els pesos atòmics de tots els àtoms de la fórmula, comptant cada àtom el nombre correcte de vegades, inclosos els àtoms dins dels parèntesis i, en el cas dels hidrats, les molècules d’aigua del cristall.

Es poden convertir grams a mols sense conèixer la massa molar? No. La massa molar és necessària per fer la conversió. Cal consultar-la o calcular-la a partir de la fórmula química abans de poder fer la conversió.

Quina diferència hi ha entre el pes molecular i la massa molar? Els dos nombres coincideixen, però mesuren coses diferents. El pes molecular, també anomenat massa molecular relativa, compara una molècula amb una dotzena part d’un àtom de carboni-12, per la qual cosa no té unitat. La massa molar és la massa d’un mol de la substància, en grams per mol.

Com es converteixen els mols en nombre de partícules? Cal multiplicar el nombre de mols per la constant d’Avogadro: partícules = mols × 6,02214076 × 10²³. Per fer la conversió inversa, cal dividir el nombre de partícules per la constant d’Avogadro.

Quin és un error habitual en calcular la massa molar? No comptar els àtoms que hi ha dins dels parèntesis, com en Ca(NO₃)₂, o oblidar incloure les molècules d’aigua d’un hidrat com CuSO₄·5H₂O.