Calculadora de Pes Molecular - Calcula la Massa Molecular

Què és una calculadora de pes molecular?

Una calculadora de pes molecular determina la massa d’un mol d’un compost químic a partir de la seva fórmula. Suma el pes atòmic de cada àtom de la molècula i n’indica el total en grams per mol (g/mol). Els estudiants, els treballadors de laboratori i els químics la fan servir per preparar dissolucions, comprovar exercicis i planificar reaccions químiques.

Fórmula del pes molecular

El pes molecular, també anomenat massa molar, és la suma dels pesos atòmics de tots els àtoms d’una fórmula, cadascun multiplicat pel nombre de vegades que apareix aquell àtom:

$MW = \sum_i (\text{pes atòmic de l’element } i) \times (\text{nombre d’àtoms de l’element } i)$

La massa atòmica és la massa mitjana dels àtoms d’un element, comparada amb un patró fix. A la pràctica, és el nombre de grams que hi ha en un mol d’aquests àtoms. La mitjana prové de la mescla natural dels isòtops de l’element, que són àtoms del mateix element amb nombres diferents de neutrons i, per tant, masses diferents. Els valors següents segueixen l’estàndard publicat per la Unió Internacional de Química Pura i Aplicada (IUPAC).

Com calcular el pes molecular: interpretar una fórmula

Una fórmula química concentra tres tipus d’informació en una cadena breu de lletres i xifres:

1. Els símbols dels elements, com ara H, O o Na, indiquen quins àtoms hi són presents.
2. Els subíndexs, les xifres que apareixen just després d’un símbol, indiquen quants àtoms d’aquest element hi ha. H₂O té dos àtoms d’hidrogen i un àtom d’oxigen.
3. Els parèntesis agrupen un conjunt d’àtoms. Una xifra després del parèntesi de tancament multiplica tots els àtoms del grup.

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

L’hidròxid de calci té un àtom de calci i un grup, (OH), que es repeteix dues vegades.

• Ca: 1 àtom × 40,078 = 40,078
• O: 2 àtoms × 15,999 = 31,998
• H: 2 àtoms × 1,008 = 2,016

$MW = 40.078 + 2 \times (15.999 + 1.008) = 40.078 + 34.014 = 74.092 \text{ g/mol}$

Exemple resolt: parèntesis niats, Fe(C₂H₃O₂)₃

Algunes fórmules contenen un grup dins d’una fórmula més gran. L’acetat de ferro(III) n’és un exemple.

1. Cal trobar el pes del grup (C₂H₃O₂): 2×12.011 + 3×1,008 + 2×15.999 = 59,044
2. Cal multiplicar pel subíndex que hi ha fora dels parèntesis: 3 × 59,044 = 177,132
3. Cal afegir l’àtom de ferro: 55,845 + 177,132 = 232,977 g/mol

Com es fa servir la calculadora de pes molecular

1. Introduïu una fórmula química al camp d’entrada, com ara H2O, NaCl, C6H12O6 o Ca(OH)2.
2. La calculadora mostra el pes molecular en g/mol i indica la contribució de cada element.
3. Copieu el resultat per fer-lo servir en un altre lloc.

Les fórmules han d’utilitzar la notació estàndard: el símbol d’un element comença amb una lletra majúscula i, si té una segona lletra, aquesta és minúscula (Na, no pas NA o na). Els subíndexs van directament després d’un símbol o d’un parèntesi de tancament i han de ser 1 o superiors. Un subíndex 0, com en H0 o (OH)0, es rebutja en lloc de comptar-lo com si no hi hagués àtoms. Els espais s’ignoren, de manera que «H2 O» i «H2O» donen el mateix resultat.

La calculadora no interpreta el punt volat que es fa servir en la notació dels hidrats, com en CuSO₄·5H₂O. Introduir aquest punt produeix un error. Per calcular el pes molecular d’un hidrat, calculeu per separat el compost anhidre i l’aigua i després sumeu-los: pes molecular de CuSO₄ més 5 vegades el pes molecular de H₂O.

Exemples de pesos moleculars

Compostos senzills

Compostos complexos

Per què és important el pes molecular

El pes molecular permet convertir entre el nombre de molècules d’una mostra, mesurat en mols, i la massa d’aquesta mostra, mesurada en grams. Aquesta conversió és la base de la major part del treball quantitatiu en química.

En un laboratori, determina quina quantitat de sòlid cal pesar per preparar una dissolució d’una concentració determinada. Per preparar 500 mL d’una dissolució de clorur de sodi de 0,1 mol/L: 0,1 mol/L × 0,5 L × 58,44 g/mol = 2,922 g de NaCl. En estequiometria, converteix els grams mesurats amb una balança en els mols utilitzats en una equació química ajustada, que prediu quina quantitat de producte generarà una reacció. En els laboratoris de biologia, determina quanta glucosa o un altre nutrient cal afegir a un volum fix de medi de cultiu cel·lular. I en la fabricació de medicaments, s’utilitza per calcular quina quantitat d’un compost com l’aspirina (C₉H₈O₄, 180,159 g/mol) conté cada dosi.

Una breu història

L’any 1803, John Dalton va proposar que els elements estan formats per àtoms i va publicar la primera taula de pesos atòmics relatius. Jöns Jacob Berzelius va perfeccionar aquestes mesures entre 1808 i 1826. L’any 1869, Dmitri Mendeleiev va ordenar els elements per pes atòmic a la taula periòdica, fet que va revelar patrons en les seves propietats. El descobriment dels isòtops per part de Frederick Soddy l’any 1913 va explicar per què els pesos atòmics no són nombres enters: els àtoms d’un element poden tenir masses lleugerament diferents segons el nombre de neutrons. L’any 1961, el carboni-12 va substituir l’hidrogen com a punt de referència dels pesos atòmics. La IUPAC continua revisant i actualitzant els valors estàndard a mesura que es disposa de noves mesures de l’abundància dels isòtops.

Preguntes freqüents

Què és el pes molecular?

El pes molecular és la massa total d’un mol d’una substància, que es determina sumant els pesos atòmics de tots els àtoms de la seva fórmula. Es mesura en grams per mol (g/mol).

Quina diferència hi ha entre el pes molecular i la massa molar?

Els dos termes descriuen la mateixa magnitud per a un compost determinat i s’utilitzen indistintament en la major part del treball químic. La massa molar es refereix específicament a la massa d’un mol (6,022×10²³ molècules) d’una substància, en g/mol.

Per què els pesos atòmics tenen valors decimals?

La majoria dels elements existeixen a la natura com una mescla d’isòtops, àtoms amb el mateix nombre de protons però amb nombres diferents de neutrons. El pes atòmic d’un element és la massa mitjana dels seus àtoms, ponderada segons l’abundància de cada isòtop. Aquesta mitjana rarament és un nombre enter.

La calculadora pot gestionar fórmules amb parèntesis niats?

Sí. Resol primer el grup més intern, el multiplica pel subíndex que segueix el parèntesi de tancament i repeteix el procés fins que tota la fórmula es redueix a un únic total, com es mostra en l’exemple Fe(C₂H₃O₂)₃ anterior.

La calculadora pot processar directament fórmules d’hidrats com CuSO₄·5H₂O?

No. El punt volat (·) no és un caràcter reconegut i introduir-lo produeix un error. Calculeu per separat el compost anhidre i l’aigua i després sumeu el pes molecular de l’aigua multiplicat pel nombre d’hidratació.

Per què es rebutja un subíndex 0?

Un subíndex indica quants àtoms d’un element conté la fórmula, de manera que el valor significatiu més petit és 1. Si H0 es tractés com una fórmula vàlida, indicaria un pes molecular de 0 g/mol, que no té cap substància. En lloc d’això, la calculadora mostra un error.

Quina precisió tenen els resultats?

La calculadora utilitza les masses atòmiques estàndard de la IUPAC i ofereix resultats amb fins a quatre xifres decimals, una precisió més que suficient per al treball a l’aula, els càlculs habituals de laboratori i els problemes d’estequiometria.