Grammidest mooli kalkulaator | Tasuta keemia kalkulaator

Mis on grammide teisendamine moolideks?

Grammide teisendamine moolideks on protsess, mille käigus leitakse, kui mitut mooli aine etteantud mass endast kujutab. Mool on ühik, mida keemikud kasutavad aatomite, molekulide või ioonide loendamiseks. Grammide teisendamine moolideks seob laborikaalul mõõdetud massi keemilises reaktsioonis osalevate osakeste arvuga.

Keemilised võrrandid kirjeldavad reaktsioone moolides: ühe aine üks mool reageerib teise aine kindla arvu moolidega. Kaalud mõõdavad massi grammides. Nende kahe ühiku vahel teisendamine võimaldab keemikul muuta tasakaalustatud võrrandi tegelikuks kaalutavaks ainekoguseks.

Ükskõik millise aine üks mool sisaldab täpselt 6,02214076 × 10²³ elementaarosakest. Seda arvu nimetatakse Avogadro konstandiks. See väärtus fikseeriti täpselt kujul 2019, kui Kaalude ja Mõõtude Peakonverents (CGPM) muutis mooli määratlust.

Grammide moolideks teisendamise valem

Moolide arv võrdub massiga grammides, mis on jagatud aine molaarmassiga:

$\text{Moolide arv} = \frac{\text{Mass (g)}}{\text{Molaarmass (g/mol)}}$

Teisendamisel vastupidises suunas, moolidest grammideks, tuleb jagamise asemel korrutada:

$\text{Mass (g)} = \text{Moolide arv} \times \text{Molaarmass (g/mol)}$

Molaarmass on ühe aine mooli mass, mida väljendatakse grammides mooli kohta (g/mol). Üksiku elemendi korral on molaarmass perioodilisustabelis esitatud aatommass. Ühendi korral on see kõigi valemis olevate aatomite aatommasside summa.

Kuidas arvutada molaarmassi

Ühendi molaarmassi leidmiseks liida iga elemendi aatommass, korrutatuna selle esinemiskordade arvuga valemis. Valemi alaindeksid näitavad, mitu iga elemendi aatomit on olemas.

• Vesinik (H): 1,008 g/mol
• Süsinik (C): 12,011 g/mol
• Hapnik (O): 15,999 g/mol
• Vesi (H₂O): 2(1,008) + 15,999 = 18,015 g/mol, tavaliselt kirjutatakse 18,02 g/mol
• Glükoos (C₆H₁₂O₆): 6(12,011) + 12(1,008) + 6(15,999) = 180,16 g/mol

Need aatommassid on IUPACi avaldatud standardväärtused. Vanemates õpikutes ümardatakse hapniku aatommass väärtuseni 16,00, mistõttu muutub molaarmass viimases kümnendkohas veidi.

Valemi sulud kehtivad kõigi nende sees olevate aatomite kohta. Kaltsiumfosfaadis Ca₃(PO₄)₂ on 3 kaltsiumi aatomit, 2 fosfori aatomit ja 8 hapniku aatomit (2 rühma, milles on 4 hapnikuaatomit), mitte lihtsalt üks igat liiki aatom.

Hüdraadid, näiteks vask(II)sulfaadi pentahüdraat (CuSO₄·5H₂O), sisaldavad kristallstruktuuris seotud veemolekule. Nende veemolekulide mass tuleb molaarmassile lisada. Ühendi CuSO₄·5H₂O korral tähendab see viie veemolekuli puhul 5 × 18,02 g/mol lisamist.

Näidisarvutus

Ülesanne: Teisenda 25 g naatriumkloriidi (NaCl) moolideks.

Samm 1: leia NaCl-i molaarmass.

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

Samm 2: jaga mass molaarmassiga.

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

Seega vastab 25 g NaCl-i kogusele 0,4278 mol. Teisendi ümardab iga tulemuse nelja kümnendkohani, seega kuvatakse selle näite puhul 0,4278.

Teisend toimib ka vastupidises suunas. Kui valida teisendamine moolidest grammideks, leitakse 0,05 mol naatriumhüdroksiidi (NaOH, molaarmass 40,00 g/mol) mass:

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

Molaarmass ei tohi olla null, sest nulliga jagamisel puudub vastus. Kui molaarmassi väljaks määratakse 0, kuvab teisend tulemuse asemel veateate.

Miks on teisendamine oluline

Tasakaalustatud keemilised võrrandid väljendavad lähteainete ja saaduste molaarsuhteid, kuid reagente mõõdetakse massi järgi. Grammide teisendamine moolideks on samm, mis need kaks omavahel seob.

Reaktsiooni stöhhiomeetria. Reaktsioonis 2H₂ + O₂ → 2H₂O teisendub 10 g vesinikgaasi koguseks 10 ÷ 2,016 = 4,96 mol H₂. Võrrand näitab 2:1 suhet H₂ ja O₂ vahel, seega vajab 4,96 mol H₂-i 2,48 mol O₂-i, mis vastab kogusele 2,48 × 32,00 = 79,4 g O₂-i.

Lahuste valmistamine. 0,1 mol/L naatriumhüdroksiidi lahuse koguse 500 mL valmistamiseks on vaja 0,1 × 0,5 = 0,05 mol NaOH-d, mis vastab kogusele 0,05 × 40,00 = 2,0 g.

Piirava reagendi ülesanded. Kahe lähteaine segamisel näitab kummagi moolideks teisendamine ja tasakaalustatud võrrandiga võrdlemine, kumb neist esimesena otsa saab ning piirab tekkiva saaduse kogust.

Empiirilised valemid. Laboriandmed annavad tavaliselt ühendi iga elemendi massiprotsendi. Iga elemendi massi teisendamine moolideks ja seejärel molaarsuhete võrdlemine annab ühendi lihtsaima täisarvulise valemi.

Levinud molaarmassid

Mooli ajalugu

Amedeo Avogadro pakkus 1811 välja, et sama temperatuuri ja rõhu korral sisaldavad võrdsed gaasiruumalad võrdse arvu molekule. See idee, mida nüüd nimetatakse Avogadro seaduseks, oli üks esimesi samme massi ja osakeste arvu seostamisel. Sõna „mool” omistatakse tavaliselt keemik Wilhelm Ostwaldile 1890. aastatel; see tuleneb saksakeelsest sõnast „Mol”, mis on lühend sõnapaarist „molecular weight”.

1971 sai mool ametlikuks SI põhiühikuks ja seda määratleti kui ainehulka, mis sisaldab sama palju elementaarosakesi, kui on aatomeid 12 g süsinik-12-s. 2019 muudeti SI-süsteemi nii, et mool määratletakse otse Avogadro konstandi fikseeritud väärtuse 6,02214076 × 10²³ kaudu, mitte süsinik-12 füüsilise proovi põhjal.

Korduma kippuvad küsimused

Mis on mool keemias? Mool on ainehulga SI-ühik. Ükskõik mille üks mool sisaldab 6,02214076 × 10²³ osakest, samamoodi nagu üks tosin tähendab 12 eset. See võimaldab keemikutel osakesi kaalumise abil loendada.

Miks teisendada gramme moolideks ja vastupidi? Keemilised võrrandid kirjeldavad reaktsioone molaarsuhete abil, kuid reagente mõõdetakse massi järgi. Teisendamine muudab tasakaalustatud võrrandi koguseks, mida saab kaalul mõõta.

Kuidas leitakse ühendi molaarmass? Liida kõigi valemis olevate aatomite aatommassid, võttes iga aatomit arvesse õige arvu kordi, sealhulgas sulgudes olevaid aatomeid ja hüdraatide korral kristallis sisalduvaid veemolekule.

Kas gramme saab moolideks teisendada molaarmassi teadmata? Ei. Teisendamiseks on vaja molaarmassi. See tuleb enne teisendamist keemilise valemi põhjal kas välja otsida või arvutada.

Mis vahe on molekulmassil ja molaarmassil? Need kaks arvu langevad kokku, kuid mõõdavad eri asju. Molekulmass ehk suhteline molekulmass võrdleb üht molekuli ühele kaheteistkümnendikule süsinik-12 aatomile, seega ühik puudub. Molaarmass on ühe aine mooli mass grammides mooli kohta.

Kuidas teisendada moolid osakeste arvuks? Korruta moolide arv Avogadro konstandiga: osakesed = moolid × 6,02214076 × 10²³. Vastupidiseks teisendamiseks jaga osakeste arv Avogadro konstandiga.

Mis on molaarmassi arvutamisel levinud viga? Sulgudes olevate aatomite, näiteks Ca(NO₃)₂, arvestamata jätmine või hüdraadis, näiteks CuSO₄·5H₂O, sisalduvate veemolekulide lisamata jätmine.