Molekulaarmassi kalkulaator - Arvutage molekulaarset massi

Mis on molekulmassi kalkulaator?

Molekulmassi kalkulaator leiab keemilise ühendi ühe mooli massi selle valemi põhjal. See liidab kokku iga molekulis oleva aatomi aatommassid ja esitab kogutulemuse grammides mooli kohta (g/mol). Õpilased, laboritöötajad ja keemikud kasutavad seda lahuste valmistamiseks, kodutööde kontrollimiseks ja keemiliste reaktsioonide kavandamiseks.

Molekulmassi valem

Molekulmass, mida nimetatakse ka molaarmassiks, on valemis sisalduvate kõigi aatomite aatommasside summa, kus iga aatommass korrutatakse vastava aatomi esinemiskordade arvuga:

$MW = \sum_i (\text{elemendi aatommass } i) \times (\text{elemendi aatomite arv } i)$

Aatommass on elemendi aatomite keskmine mass, mida võrreldakse kindla standardiga. Praktikas on see nende aatomite ühe mooli grammides väljendatud mass. Keskmine tuleneb elemendi isotoopide looduslikust segust: need on sama elemendi aatomid, mille neutronite arv on erinev ja seetõttu ka mass erinev. Allolevad väärtused järgivad Rahvusvahelise Puhta ja Rakenduskeemia Liidu (IUPAC) avaldatud standardit.

Kuidas arvutada molekulmassi: valemi lugemine

Keemiline valem koondab lühikesesse tähtede ja numbrite jadasse kolme liiki teavet:

1. Elemendisümbolid, näiteks H, O või Na, näitavad, millised aatomid esinevad.
2. Indeksid, sümbolile vahetult järgnevad numbrid, näitavad, mitu selle elemendi aatomit on. H₂O sisaldab kahte vesinikuaatomit ja ühte hapnikuaatomit.
3. Sulgudega rühmad koondavad aatomid rühmaks. Sulgeva sulu järel olev arv korrutab rühmas olevate aatomite arvu.

kaltsiumhüdroksiid, Ca(OH)₂

Kaltsiumhüdroksiidis on üks kaltsiumiaatom ja rühm (OH), mis kordub kaks korda.

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

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

pesastatud sulud, Fe(C₂H₃O₂)₃

Mõnes valemis on rühm paigutatud suurema valemi sisse. Üks näide on raud(III)atsetaat.

1. Leia rühma (C₂H₃O₂) mass: 2×12.011 + 3×1,008 + 2×15.999 = 59,044
2. Korruta sulgude taga oleva indeksiga: 3 × 59,044 = 177,132
3. Lisa rauaaatom: 55,845 + 177,132 = 232,977 g/mol

Kuidas kasutada molekulmassi kalkulaatorit

1. Sisesta sisestusväljale keemiline valem, näiteks H2O, NaCl, C6H12O6 või Ca(OH)2.
2. Kalkulaator näitab molekulmassi ühikutes g/mol ja loetleb iga elemendi panuse.
3. Kopeeri tulemus mujal kasutamiseks.

Valemites tuleb kasutada standardset tähistust: elemendisümbol algab suurtähega ning teine täht, kui see on olemas, on väike (Na, mitte NA ega na). Indeksid paiknevad vahetult sümboli või sulgeva sulu järel ning peavad olema 1 või suuremad. Indeks 0, nagu H0 või (OH)0, lükatakse tagasi, mitte ei loeta seda nulliks aatomiks. Tühikuid eiratakse, seega annavad „H2 O” ja „H2O” sama tulemuse.

Kalkulaator ei loe hüdraadi tähistuses kasutatavat tõstepunkti, nagu CuSO₄·5H₂O. Selle punkti sisestamine põhjustab vea. Hüdraadi molekulmassi leidmiseks arvuta veevaba ühend ja vesi eraldi ning liida need siis kokku: CuSO₄ molekulmass pluss 5 korda H₂O molekulmass.

Molekulmassi näited

Lihtühendid

Liitühendid

Miks molekulmass on oluline

Molekulmass võimaldab teisendada proovis olevate molekulide arvu (mõõdetuna moolides) proovi massiks (mõõdetuna grammides). See teisendus on aluseks enamikule keemia kvantitatiivsetele töödele.

Laboris määrab see, kui palju tahket ainet tuleb kindla kontsentratsiooniga lahuse jaoks kaaluda. 500 mL 0,1 mol/L naatriumkloriidilahuse valmistamiseks: 0,1 mol/L × 0,5 L × 58,44 g/mol = 2,922 g NaCl-i. Stöhhiomeetrias teisendab see kaalul mõõdetud grammid tasakaalustatud keemilises võrrandis kasutatavateks moolideks, mille abil saab ennustada, kui palju saadust reaktsioon annab. Bioloogialaborites määrab see, kui palju glükoosi või muud toitainet tuleb lisada kindlasse rakukultuurikeskkonna kogusesse. Ravimite tootmisel kasutatakse seda selle arvutamiseks, kui palju sellist ühendit nagu aspiriin (C₉H₈O₄, 180,159 g/mol) sisaldub igas annuses.

Lühike ajalugu

1803. aastal pakkus John Dalton välja, et elemendid koosnevad aatomitest, ning avaldas esimese suhteliste aatommasside tabeli. Jöns Jacob Berzelius täpsustas neid mõõtmisi ajavahemikus 1808–1826. 1869. aastal paigutas Dmitri Mendelejev elemendid aatommassi järgi perioodilisustabelisse, mis tõi esile nende omaduste seaduspärasused. Frederick Soddy avastas 1913. aastal isotoobid, mis selgitas, miks aatommassid ei ole täisarvud: elemendi aatomite mass võib neutronite arvust sõltuvalt veidi erineda. 1961. aastal asendas süsinik-12 vesiniku aatommasside võrdluspunktina. IUPAC vaatab standardväärtusi endiselt läbi ja ajakohastab neid, kui saadakse uusi andmeid isotoopide levimuse kohta.

Korduma kippuvad küsimused

Mis on molekulmass?

Molekulmass on aine ühe mooli kogumass, mis leitakse kõigi valemis olevate aatomite aatommasside liitmisel. Seda mõõdetakse grammides mooli kohta (g/mol).

Mis vahe on molekulmassil ja molaarmassil?

Need kaks terminit kirjeldavad kindla ühendi puhul sama suurust ja neid kasutatakse enamikus keemiatöös sünonüümidena. Molaarmass tähistab konkreetselt aine ühe mooli (6,022×10²³ molekuli) massi ühikutes g/mol.

Miks on aatommassidel kümnendväärtused?

Enamik elemente esineb looduses isotoopide seguna: neil on sama arv prootoneid, kuid erinev arv neutroneid. Elemendi aatommass on selle aatomite keskmine mass, kusjuures iga isotoobi osakaalu arvestatakse selle levimuse järgi. See keskmine on harva täisarv.

Kas kalkulaator saab töödelda pesastatud sulgudega valemeid?

Jah. See lahendab esmalt kõige sisemise rühma, korrutab selle sulgeva sulu järel oleva indeksiga ja kordab seda, kuni kogu valem on taandatud üheks kogusummaks, nagu ülaltoodud Fe(C₂H₃O₂)₃ näites.

Kas kalkulaator saab hüdraadi valemeid, näiteks CuSO₄·5H₂O, otse töödelda?

Ei. Tõstepunkt (·) ei ole tuvastatud märk ja selle sisestamine põhjustab vea. Arvuta veevaba ühend ja vesi eraldi ning liida seejärel vee molekulmass, mis on korrutatud hüdraatvee arvuga.

Miks indeks 0 tagasi lükatakse?

Indeks näitab, mitu elemendi aatomit valem sisaldab, seega on väikseim mõtestatud väärtus 1. Kui H0 loetaks kehtivaks valemiks, oleks molekulmass 0 g/mol, kuid sellist ainet pole olemas. Kalkulaator näitab selle asemel viga.

Kui täpsed on tulemused?

Kalkulaator kasutab IUPACi standardseid aatommasside väärtusi ja annab tulemused kuni nelja kümnendkoha täpsusega, mis on enam kui piisav õppetöö, tavapäraste laboriarvutuste ja stöhhiomeetriaülesannete jaoks.