Υπολογιστής Mol | Δωρεάν Εργαλείο Μετατροπής Mol σε Μάζα

Υπολογιστής mol

Ένας υπολογιστής mol μετατρέπει την ποσότητα μιας ουσίας από mol σε μάζα σε γραμμάρια και αντίστροφα, χρησιμοποιώντας τη γραμμομοριακή μάζα της ουσίας. Λειτουργεί και προς τις δύο κατευθύνσεις: από mol σε μάζα και από μάζα σε mol.

Τι είναι το mol;

Το mol (σύμβολο: mol) είναι η βασική μονάδα SI για την ποσότητα ουσίας. Ένα mol οποιασδήποτε ουσίας περιέχει ακριβώς 6,02214076 × 10²³ στοιχειώδη σωματίδια, όπως άτομα, μόρια ή ιόντα. Αυτός ο σταθερός αριθμός ονομάζεται αριθμός του Avogadro. Όταν γράφεται μαζί με τη μονάδα του, 6,02214076 × 10²³ mol⁻¹, είναι η σταθερά του Avogadro, με σύμβολο N_A.

Το mol παρέχει στους χημικούς έναν τρόπο να μετρούν σωματίδια ζυγίζοντάς τα. Κανείς δεν μπορεί να μετρήσει μεμονωμένα άτομα σε μια ζυγαριά, αλλά μια ζυγαριά μπορεί να μετρήσει γραμμάρια. Το mol συνδέει αυτές τις δύο κλίμακες.

Πριν από το 2019, το mol οριζόταν με βάση τον άνθρακα-12: ένα mol ήταν η ποσότητα μιας ουσίας που περιείχε τόσες οντότητες όσες είναι τα άτομα σε ακριβώς 12 γραμμάρια άνθρακα-12. Η Γενική Συνδιάσκεψη Μέτρων και Σταθμών επαναπροσδιόρισε το mol, καθορίζοντας τον αριθμό του Avogadro ίσο ακριβώς με 6,02214076 × 10²³, αντί να τον συνδέει με ένα φυσικό δείγμα. Ο νέος ορισμός τέθηκε σε ισχύ στις 20 Μαΐου 2019.

Τύπος μετατροπής από mol σε μάζα

Δύο τύποι συνδέουν τα mol, τη μάζα και τη γραμμομοριακή μάζα:

Μάζα (g) = mol (mol) × γραμμομοριακή μάζα (g/mol)

mol (mol) = μάζα (g) ÷ γραμμομοριακή μάζα (g/mol)

Η γραμμομοριακή μάζα, που ονομάζεται επίσης μοριακό βάρος, είναι η μάζα ενός mol μιας ουσίας. Μετριέται σε γραμμάρια ανά mol (g/mol) και ισούται με το άθροισμα των ατομικών βαρών όλων των ατόμων στον χημικό τύπο της ουσίας.

Πώς υπολογίζεται η μάζα από mol

Για να βρεθεί η μάζα, πολλαπλασιάστε τον αριθμό των mol με τη γραμμομοριακή μάζα.

Παράδειγμα: μάζα 2 mol νερού

Το νερό (H₂O) έχει γραμμομοριακή μάζα 18,015 g/mol.

Μάζα = 2 mol × 18,015 g/mol = 36,03 g

Δύο mol νερού έχουν μάζα 36,03 γραμμάρια.

Πώς υπολογίζονται τα mol από τη μάζα

Για να βρεθούν τα mol, διαιρέστε τη μάζα με τη γραμμομοριακή μάζα.

Παράδειγμα: mol σε 100 γραμμάρια μαγειρικού αλατιού

Το χλωριούχο νάτριο (NaCl) έχει γραμμομοριακή μάζα 58,44 g/mol.

mol = 100 g ÷ 58,44 g/mol = 1,71 mol

100 γραμμάρια μαγειρικού αλατιού περιέχουν περίπου 1,71 mol NaCl.

Πώς βρίσκεται η γραμμομοριακή μάζα

Η γραμμομοριακή μάζα βρίσκεται προσθέτοντας τα ατομικά βάρη κάθε ατόμου ενός τύπου, με τη χρήση τιμών από τον περιοδικό πίνακα.

Για το νερό (H₂O):

• 2 άτομα υδρογόνου: 2 × 1,008 = 2,016 g/mol
• 1 άτομο οξυγόνου: 1 × 15,999 = 15,999 g/mol
• Σύνολο: 18,015 g/mol

Για ενώσεις που περιλαμβάνουν μόρια νερού δεσμευμένα στην κρυσταλλική τους δομή, οι οποίες ονομάζονται ένυδρες ενώσεις, πρέπει να προστεθεί και το νερό. Ο πενταένυδρος θειικός χαλκός (CuSO₄·5H₂O) έχει γραμμομοριακή μάζα περίπου 249,68 g/mol: 159,60 g/mol για το άνυδρο CuSO₄, συν 5 × 18,015 g/mol για τα πέντε μόρια νερού.

Συνήθεις γραμμομοριακές μάζες

Κάθε τιμή είναι το άθροισμα των 2021 πρότυπων ατομικών μαζών της IUPAC για τον τύπο, στρογγυλοποιημένο σε δύο δεκαδικά ψηφία.

Τρόπος χρήσης αυτού του υπολογιστή

Ο υπολογιστής διαθέτει δύο λειτουργίες. Η λειτουργία «Από mol σε μάζα» ζητά ποσότητα ουσίας σε mol και γραμμομοριακή μάζα σε g/mol και στη συνέχεια πολλαπλασιάζει αυτές τις τιμές. Η λειτουργία «Από μάζα σε mol» ζητά μάζα σε γραμμάρια και γραμμομοριακή μάζα σε g/mol και στη συνέχεια διαιρεί τη μάζα με τη γραμμομοριακή μάζα.

Η σχετική μοριακή μάζα πρέπει να εισαχθεί χειροκίνητα, επειδή το εργαλείο δεν αναζητά χημικούς τύπους. Ο παραπάνω πίνακας περιλαμβάνει τις ουσίες που εμφανίζονται συχνότερα στο μάθημα.

Τα αποτελέσματα εμφανίζονται με τέσσερα δεκαδικά ψηφία για τη μάζα σε γραμμάρια και με έξι δεκαδικά ψηφία για την ποσότητα σε mol. Αρνητική μάζα ή αρνητικός αριθμός mol απορρίπτονται, ενώ η γραμμομοριακή μάζα πρέπει να είναι θετική, ώστε το εργαλείο να μην επιστρέφει αδύνατο αποτέλεσμα.

Γιατί το mol έχει σημασία στη χημεία

Οι χημικοί τύποι περιγράφουν αναλογίες σωματιδίων, ενώ ο εργαστηριακός εξοπλισμός μετρά μάζα. Το mol μετατρέπει το ένα στο άλλο και γι’ αυτό εμφανίζεται σε ολόκληρη τη χημεία.

Στη στοιχειομετρία, η εξισορροπημένη εξίσωση μιας αντίδρασης δίνει τις αναλογίες mol μεταξύ αντιδρώντων και προϊόντων. Για να προβλέψει πόσο προϊόν θα παραχθεί από μια αντίδραση, ο χημικός μετατρέπει την αρχική μάζα σε mol, εφαρμόζει την αναλογία mol της εξίσωσης και στη συνέχεια μετατρέπει ξανά σε μάζα.

Στην παρασκευή διαλυμάτων, η γραμμομοριακότητα περιγράφει τη συγκέντρωση ως mol διαλυμένης ουσίας ανά λίτρο διαλύματος. Για την παρασκευή 500 mL διαλύματος υδροξειδίου του νατρίου 0,1 mol/L, η απαιτούμενη ποσότητα ουσίας είναι 0,1 mol/L × 0,5 L = 0,05 mol. Η μετατροπή σε μάζα δίνει 0,05 mol × 40,00 g/mol = 2,00 g NaOH.

Συχνές ερωτήσεις

Πώς μετατρέπονται τα mol σε γραμμάρια;

Πολλαπλασιάστε τον αριθμό των mol με τη γραμμομοριακή μάζα: μάζα (g) = mol (mol) × γραμμομοριακή μάζα (g/mol). Για 2 mol νερού, αυτό είναι 2 × 18,015 = 36,03 g.

Πώς μετατρέπονται τα γραμμάρια σε mol;

Διαιρέστε τη μάζα με τη γραμμομοριακή μάζα: mol (mol) = μάζα (g) ÷ γραμμομοριακή μάζα (g/mol). Για 100 g NaCl, αυτό είναι 100 ÷ 58,44 ≈ 1,71 mol.

Τι είναι ο αριθμός του Avogadro;

Ο αριθμός του Avogadro είναι 6,02214076 × 10²³, ο ακριβής αριθμός σωματιδίων σε ένα mol οποιασδήποτε ουσίας. Πήρε το όνομά του από τον Ιταλό επιστήμονα Amedeo Avogadro, ο οποίος το 1811 πρότεινε ότι ίσοι όγκοι αερίου στην ίδια θερμοκρασία και πίεση περιέχουν ίσο αριθμό μορίων.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μοριακού βάρους και γραμμομοριακής μάζας;

Στην καθημερινή εργαστηριακή χρήση, οι δύο όροι αναφέρονται στην ίδια έννοια και έχουν την ίδια αριθμητική τιμή όταν εκφράζονται σε g/mol. Αυστηρά, το μοριακό βάρος είναι λόγος χωρίς μονάδες, που συγκρίνει τη μάζα ενός μορίου με το ένα δωδέκατο της μάζας ενός ατόμου άνθρακα-12, ενώ η γραμμομοριακή μάζα έχει μονάδες g/mol. Τα εγχειρίδια και οι υπολογιστές χρησιμοποιούν γενικά τους όρους εναλλακτικά.

Πόσα γραμμάρια περιέχει ένα mol;

Εξαρτάται από την ουσία. Ένα mol οποιασδήποτε ουσίας έχει μάζα ίση ακριβώς με τη γραμμομοριακή της μάζα σε γραμμάρια: ένα mol άνθρακα έχει μάζα 12,01 g, ένα mol νερού έχει μάζα 18,015 g και ένα mol γλυκόζης έχει μάζα 180,16 g.

Μπορεί αυτός ο υπολογιστής να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο εργασιών χημείας;

Ναι. Εφαρμόζει τους τυπικούς τύπους μάζας–mol, επομένως μπορεί να επαληθεύσει έναν χειροκίνητο υπολογισμό ή μια απάντηση εργασίας. Η εκτέλεση του υπολογισμού πρώτα με το χέρι παραμένει χρήσιμη για την κατανόηση της στοιχειομετρίας και των σημαντικών ψηφίων.

Παραπομπές

1. Bureau International des Poids et Mesures (BIPM). Το Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI), 9η έκδοση, 2019.
2. National Institute of Standards and Technology (NIST). NIST Chemistry WebBook. https://webbook.nist.gov/chemistry/
3. International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Compendium of Chemical Terminology (Gold Book). https://goldbook.iupac.org/
4. Επιτροπή IUPAC για τις Ισοτοπικές Αφθονίες και τα Ατομικά Βάρη (CIAAW). Standard Atomic Weights 2021. https://ciaaw.org/atomic-weights.htm