Molaarmassi kalkulaator - Arvuta molekulmass koheselt

Molaarmassi kalkulaator leiab keemilise ühendi ühe mooli massi selle keemilise valemi põhjal. Tulemus esitatakse grammides mooli kohta (g/mol) ning seda väärtust nimetatakse ka molekulmassiks.

Mis on molaarmass?

Molaarmass on aine ühe mooli mass. Mool on kindel arv osakesi: 6,02214076 × 10²³, mida nimetatakse Avogadro arvuks. See arv on täpne. See määratleti 2019. aasta rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi (SI) uuendusega.

Keemikud kasutavad moole, sest aatomid ja molekulid on ükshaaval kaalumiseks liiga väikesed. Mool teisendab loendatava osakeste arvu massiks, mida laborikaal saab mõõta.

Molaarmassi valem

Ühendi molaarmass on iga valemis esineva aatomi aatommasside summa:

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

• $M$ on ühendi molaarmass ühikuga g/mol
• $A_i$ on elemendi $i$ aatommass ühikuga g/mol
• $n_i$ näitab, mitu elemendi $i$ aatomit valemis esineb

Aatommassid pärinevad perioodilisustabelist. Igaüks neist on elemendi looduslikult esinevate isotoopide kaalutud keskmine, mis põhineb Rahvusvahelise Puhta ja Rakenduskeemia Liidu (IUPAC) avaldatud standardväärtustel.

Kuidas arvutada molaarmassi: samm-sammult

Näide 1: vesi (H₂O)

1. Loetle iga element ja selle aatomite arv: 2 vesinikku (H), 1 hapnikku (O).
2. Korruta iga aatommass aatomite arvuga: H = 1,008 × 2 = 2,016 g/mol; O = 15,999 × 1 = 15,999 g/mol.
3. Liida tulemused: 2,016 + 15,999 = 18,015 g/mol.

Vee molaarmass on 18,015 g/mol.

Näide 2: kaltsiumhüdroksiid (Ca(OH)₂)

Sulud tähendavad, et kõik sulgude sees olev korrutatakse pärast sulge kirjutatud arvuga. Valemis Ca(OH)₂ esineb rühm (OH) kaks korda.

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

Ca(OH)₂ ja CaOH₂ ei ole sama valem. Ilma sulgudeta tähendaks CaOH₂ ainult ühte hapnikuaatomit kahe asemel, seega oleks tegu teistsuguse ja vale ühendiga.

Kuidas seda kalkulaatorit kasutada

1. Sisesta sisestusväljale keemiline valem, näiteks H2O, NaCl või Ca(OH)2.
2. Kasuta standardset suurtähtede kasutust. Elemendi sümboli esimene täht on suur ja teine täht, kui see on olemas, väike. „Na” tähistab naatriumi; „na” ei ole elemendi sümbol.
3. Korda esinevate aatomite rühmitamiseks kasuta ümarsulge, nurksulge või loogelisi sulge ning lisa pärast sulge arv.
4. Loe kogumolaarmassi, elementide jaotuse tabelit ning iga elemendi massiprotsenti.

Kalkulaator tuvastab kolme liiki probleeme: sümboli, mida ta ära ei tunne, märgi, mida ta lugeda ei suuda, ja sulud, mis jäävad sulgemata. Suur- ja väiketähtede kasutus on tähtsam, kui esmapilgul tundub. Kui sisestada „Co2” CO2 asemel, ei teki viga, sest „Co” on kehtiv elemendi sümbol ja tähistab koobaltit. Kalkulaator loeb „Co2” kaheks koobalti aatomiks, mitte süsinikdioksiidiks.

Miks on molaarmass oluline?

Molaarmass seob kaalul mõõdetud massi selles massis sisalduvate moolide arvuga. Keemiliste võrrandite tasakaalustamisel ja reaktsioonisaagiste arvutamisel kasutavad keemikud ühikuna moole, mitte gramme.

Levinud laboriülesanne on teadaoleva kontsentratsiooniga lahuse valmistamine. 500 mL 0,1 mol/L naatriumkloriidi lahuse (NaCl, molaarmass 58,44 g/mol) valmistamiseks:

$m = c \times V \times M$

kus m on mass grammides, c kontsentratsioon moolides liitri kohta ja V ruumala liitrites.

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

2,922 g NaCl-i kaalumine ja selle lahustamine 500 mL vees annab soovitud kontsentratsiooni. Molaarmassi viga kandub otse üle lõppkontsentratsiooni veaks.

Korduma kippuvad küsimused

Mille poolest erineb molaarmass molekulmassist?

Need kirjeldavad sama suurust eri ühikutes. Molaarmassi väljendatakse grammides mooli kohta (g/mol). Molekulmassi väljendatakse sageli aatommassiühikutes (amu) või daltonites (Da). Arv on mõlemal juhul sama: vee molaarmass on 18,015 g/mol ehk 18,015 Da.

Miks ütleb kalkulaator „tundmatu element”?

See tähendab, et kalkulaator leidis perioodilisustabelis puuduva sümboli, näiteks „Xx”, või valede suurtähtedega sümboli. Elemendi sümboli ainult esimene täht on alati suur.

Kas see kalkulaator saab käsitleda hüdraate, näiteks CuSO₄·5H₂O?

Mitte otse. Kalkulaator ei loe hüdraadi valemites kasutatavat kõrgpunkti, seega annab „CuSO4.5H2O” sisestamisel veateate. Arvuta need kaks osa eraldi. Veevaba CuSO₄ molaarmass on 159,602 g/mol. Viis veemolekuli on 5 × 18,015 = 90,075 g/mol. Vask(II)sulfaatpentahüdraadi kogumolaarmass on 249,677 g/mol.

Kui täpsed on tulemused?

Kalkulaator esitab molaarmassi nelja kümnendkoha täpsusega, näiteks vee puhul 18,0150 g/mol. See täpsus on enamiku laboritööde jaoks suurem kui vaja. Standardse analüütilise kaalu täpsus on ligikaudu ±0,001 g, mis on tavaliselt suurem veaallikas.

Kas kalkulaator kasutab IUPAC-i aatommasside standardväärtusi?

Jah. See kasutab IUPAC-i avaldatud standardseid aatommasside väärtusi. IUPAC on asutus, mis määrab aatommasside võrdlusväärtused kogu maailmas. Elementide puhul, mille isotoopide suhtarvud varieeruvad geoloogilise päritolu järgi, näiteks liitiumi puhul, avaldab IUPAC vahemiku ning kalkulaatorid kasutavad sellest vahemikust üht kokkuleppelist väärtust.

Mida teevad sulud ja nurksulud valemis?

Need rühmitavad ühikuna korduvad aatomid. Valemis Ca(OH)₂ korrutatakse rühm (OH) arvuga 2, mille tulemusel lisandub 2 hapnikuaatomit ja 2 vesinikuaatomit koos 1 kaltsiumiaatomiga. Nurksulud [ ] ja loogelised sulud { } toimivad samamoodi ning neid saab paigutada ümarsulgude sisse, mis on kasulik keerukate valemite, näiteks koordinatsiooniühendite puhul.