Calculadora de Massa Molar - Calcula el Pes Molecular Instantàniament

Una calculadora de massa molar determina la massa d’un mol d’un compost químic a partir de la seva fórmula química. El resultat s’expressa en grams per mol (g/mol), un valor que també s’anomena pes molecular.

Què és la massa molar?

La massa molar és la massa d’un mol d’una substància. Un mol és un nombre fix de partícules: 6,02214076 × 10²³, conegut com el nombre d’Avogadro. Aquest nombre és exacte. Es va fixar per definició en l’actualització de 2019 del Sistema Internacional d’Unitats (SI).

Els químics utilitzen mols perquè els àtoms i les molècules són massa petits per pesar-los d’un en un. Un mol converteix un nombre comptable de partícules en una massa que pot mesurar una balança de laboratori.

Fórmula de la massa molar

La massa molar d’un compost és la suma de les masses atòmiques de tots els àtoms que apareixen a la seva fórmula:

$M = \sum_{i} (A_i \times n_i)$

• $M$ és la massa molar del compost, en g/mol
• $A_i$ és la massa atòmica de l’element $i$, en g/mol
• $n_i$ indica quants àtoms de l’element $i$ apareixen a la fórmula

Les masses atòmiques provenen de la taula periòdica. Cadascuna és una mitjana ponderada dels isòtops naturals d’un element, basada en els valors estàndard publicats per la Unió Internacional de Química Pura i Aplicada (IUPAC).

Com calcular la massa molar: pas a pas

Exemple 1: aigua (H₂O)

1. Enumera cada element i quants àtoms en té: 2 d’hidrogen (H), 1 d’oxigen (O).
2. Multiplica cada massa atòmica pel nombre d’àtoms: H = 1,008 × 2 = 2,016 g/mol; O = 15,999 × 1 = 15,999 g/mol.
3. Suma els resultats: 2,016 + 15,999 = 18,015 g/mol.

La massa molar de l’aigua és 18,015 g/mol.

Exemple 2: hidròxid de calci (Ca(OH)₂)

Els parèntesis indiquen que tot el que hi ha a l’interior es multiplica pel nombre escrit després del parèntesi final. En Ca(OH)₂, el grup (OH) apareix dues vegades.

1. Àtoms: 1 Ca, 2 O, 2 H.
2. Multiplica: Ca = 40,078 × 1 = 40,078; O = 15,999 × 2 = 31,998; H = 1,008 × 2 = 2,016.
3. Suma: 40,078 + 31,998 + 2,016 = 74,092 g/mol.

Ca(OH)₂ i CaOH₂ no són la mateixa fórmula. Sense parèntesis, CaOH₂ indicaria només un àtom d’oxigen en lloc de dos, és a dir, un compost diferent i incorrecte.

Com s’utilitza aquesta calculadora

1. Escriu una fórmula química al quadre d’entrada, com ara H2O, NaCl o Ca(OH)2.
2. Utilitza les majúscules i minúscules estàndard. La primera lletra del símbol d’un element és majúscula, i qualsevol segona lletra és minúscula. «Na» és sodi; «na» no es llegeix com un element.
3. Utilitza parèntesis, claudàtors o claus per agrupar els àtoms que es repeteixen i afegeix un nombre després del parèntesi, claudàtor o clau de tancament.
4. Consulta la massa molar total, la taula amb el desglossament dels elements i el percentatge en massa de cada element.

La calculadora detecta tres tipus de problemes: un símbol que no reconeix, un caràcter que no pot llegir i uns parèntesis que no es tanquen. Les majúscules i minúscules són més importants del que pot semblar. Escriure «Co2» en lloc de «CO2» no genera cap error, perquè «Co» és un símbol d’element vàlid, el cobalt. La calculadora llegeix «Co2» com dos àtoms de cobalt, no com diòxid de carboni.

Per què és important la massa molar

La massa molar relaciona la massa mesurada amb una balança amb el nombre de mols que conté aquesta massa. Els químics utilitzen els mols, i no els grams, com a unitat per equilibrar equacions químiques i calcular els rendiments de les reaccions.

Una tasca habitual de laboratori és preparar una dissolució de concentració coneguda. Per preparar 500 mL d’una dissolució de 0,1 mol/L de clorur de sodi (NaCl, massa molar 58,44 g/mol):

$m = c \times V \times M$

on m és la massa en grams, c la concentració en mols per litre i V el volum en litres.

massa = 0,1 mol/L × 0,5 L × 58,44 g/mol = 2,922 g

Pesar 2,922 g de NaCl i dissoldre’l en 500 mL d’aigua dona la concentració objectiu. Un error en la massa molar es transmet directament a la concentració final i hi provoca un error.

Preguntes més freqüents

En què es diferencia la massa molar del pes molecular?

Descriuen la mateixa magnitud en unitats diferents. La massa molar s’expressa en grams per mol (g/mol). El pes molecular s’expressa sovint en unitats de massa atòmica (uma) o daltons (Da). El nombre és el mateix en tots dos casos: l’aigua és 18,015 g/mol, o 18,015 Da.

Per què la calculadora diu «element desconegut»?

Això vol dir que ha trobat un símbol que no apareix a la taula periòdica, com ara «Xx», o un símbol amb les majúscules i minúscules incorrectes. Només la primera lletra del símbol d’un element pot ser majúscula.

Pot aquesta calculadora gestionar hidrats com CuSO₄·5H₂O?

No directament. La calculadora no llegeix el punt volat que s’utilitza en les fórmules dels hidrats, de manera que introduir «CuSO4.5H2O» dona un error. Calcula les dues parts per separat. El CuSO₄ anhidre té una massa de 159,602 g/mol. Cinc molècules d’aigua són 5 × 18,015 = 90,075 g/mol. El total del sulfat de coure pentahidratat és 249,677 g/mol.

Quina precisió tenen els resultats?

La calculadora dona la massa molar amb quatre decimals, per exemple 18,0150 g/mol per a l’aigua. És una precisió superior a la que necessita la major part del treball de laboratori. Una balança analítica estàndard té una precisió d’aproximadament ±0,001 g, que sol ser la font d’error més gran.

La calculadora utilitza les masses atòmiques de la IUPAC?

Sí. Utilitza les masses atòmiques estàndard publicades per la IUPAC, l’organisme que estableix els valors de referència de les masses atòmiques a tot el món. Per als elements les proporcions isotòpiques dels quals varien segons l’origen geològic, com el liti, la IUPAC publica un interval, i les calculadores utilitzen un únic valor convencional dins d’aquest interval.

Quina funció tenen els parèntesis i els claudàtors en una fórmula?

Agrupen els àtoms que es repeteixen com una unitat. En Ca(OH)₂, el grup (OH) es multiplica per 2, de manera que s’hi afegeixen 2 àtoms d’oxigen i 2 d’hidrogen, juntament amb 1 àtom de calci. Els claudàtors [ ] i les claus { } funcionen de la mateixa manera i es poden niar dins de parèntesis, cosa útil per a fórmules complexes com les dels compostos de coordinació.