Muuta grammoja mooliksi syöttämällä massa ja moolimassa. Olennainen työkalu kemian opiskelijoille, opettajille ja ammattilaisille, jotka työskentelevät kemiallisten laskelmien parissa.
Muunna grammoja ja moolia syöttämällä massa grammoina ja aineen moolimassa.
Mooli on mittayksikkö, jota käytetään kemiassa kemiallisen aineen määrän ilmaisemiseen. Yksi mooli mitä tahansa ainetta sisältää tarkalleen 6.02214076 × 10²³ alkuaineyksikköä (atomeja, molekyylejä, ioneja jne.).
Esimerkiksi 1 mooli vettä (H₂O) painaa 18.02 g ja sisältää 6.02214076 × 10²³ vesimolekyyliä.
Grammasta mooliksi -muunnin on olennainen työkalu kemian opiskelijoille, opettajille ja ammattilaisille, jotka tarvitsevat nopeasti ja tarkasti muuntaa massan (grammoina) ja aineen määrän (mooleina) välillä. Tämä muunnos on perusta kemiallisille laskelmille, stoikiometrialle ja laboratorio työskentelylle. Käyttäjäystävällinen laskurimme yksinkertaistaa tätä prosessia suorittamalla muunnoksen automaattisesti aineen moolimassan perusteella, mikä eliminoi matemaattisten virheiden mahdollisuuden ja säästää arvokasta aikaa.
Kemiassa mooli on standardiyksikkö aineen määrän mittaamiseen. Yksi mooli sisältää tarkalleen 6.02214076 × 10²³ alkuaineyksikköä (atomeja, molekyylejä, ioneja jne.), joka tunnetaan Avogadron lukuna. Muuntaminen grammojen ja moolien välillä on kriittinen taito kaikille, jotka työskentelevät kemiallisten yhtälöiden, liuosten valmistamisen tai kemiallisten reaktioiden analysoinnin parissa.
Tässä kattavassa oppaassa selitetään, kuinka käyttää grammoista mooleiksi -laskuria, muunnoksen taustalla olevia matemaattisia periaatteita, käytännön sovelluksia ja vastauksia usein kysyttyihin kysymyksiin moolilaskelmista.
Perussuhde massan grammoissa ja määrän mooleissa annetaan seuraavalla kaavalla:
Toisaalta, muuntaminen mooleista grammoiksi:
Aineen moolimassa on yhden moolin massan määrä kyseistä ainetta, joka on ilmaistu grammoina per mooli (g/mol). Alkuaineiden osalta moolimassa on numeerisesti yhtä suuri kuin jaksollisessa järjestelmässä oleva atomipaino. Yhdisteiden osalta moolimassa lasketaan lisäämällä yhdisteen molekyylikaavassa olevien atomien atomipainot.
Esimerkiksi:
Käydään läpi yksinkertainen esimerkki havainnollistaaksemme muuntoprosessia:
Ongelma: Muunna 25 grammaa natriumkloridia (NaCl) mooleiksi.
Ratkaisu:
Määritä NaCl:n moolimassa:
Käytä kaavaa:
Täten 25 grammaa NaCl:ia vastaa 0.4278 moolia.
Laskurimme on suunniteltu intuitiiviseksi ja suoraviivaiseksi, ja se vaatii vain vähäistä syöttöä tarkkojen tulosten saamiseksi. Seuraa näitä yksinkertaisia vaiheita muuntaaksesi grammojen ja moolejen välillä:
Muuntaminen grammojen ja moolejen välillä on välttämätöntä monissa kemian sovelluksissa. Tässä on joitakin yleisimpiä tilanteita, joissa tätä muunnosta tarvitaan:
Kun tasapainotetaan kemiallisia yhtälöitä ja määritetään tarvittavien reaktanttien määriä tai muodostuvien tuotteiden määriä, kemistit joutuvat muuntamaan grammoja mooleiksi. Koska kemialliset yhtälöt kuvaavat suhteita molekyyleissä (mooleina), mutta laboratoriomittaukset tehdään tyypillisesti grammoina, tämä muunnos on kriittinen vaihe kokeellisen suunnittelun ja analyysin aikana.
Esimerkki: Reaktiossa 2H₂ + O₂ → 2H₂O, jos sinulla on 10 grammaa vetyä, kuinka monta grammaa happea tarvitaan täydelliseen reaktioon?
Kun valmistetaan tiettyjä pitoisuuksia (molariteetti) sisältäviä liuoksia, kemistit tarvitsevat muuntaa grammoja mooleiksi määrittääkseen oikean määrän liuotettavaa ainetta.
Esimerkki: Valmistaaksesi 500 mL 0.1 M NaOH-liuosta:
Analyysimenettelyissä, kuten titrauksissa, gravimetrisessä analyysissä ja spektroskopiassa, tuloksia on usein tarpeen muuntaa massan ja moolin välillä.
Lääkkeiden kehittämisessä ja valmistuksessa vaikuttavat aktiiviset farmaseuttiset aineet (API) mitataan usein mooleina tarkkojen annosten varmistamiseksi, riippumatta yhdisteen suolamuodosta tai hydratoitumistilasta.
Kun analysoidaan saasteita tai luonnollisia yhdisteitä ympäristönäytteissä, tutkijat joutuvat usein muuntamaan massapitoisuuksia (esim. mg/L) moolipitoisuuksiksi (esim. mmol/L).
Vaikka moolilaskelmat ovat standardeja kemiassa, on olemassa vaihtoehtoisia lähestymistapoja tietyissä sovelluksissa:
Kemiallisissa reaktioissa, joissa on useita reaktantteja, yksi reaktantti kulutetaan usein täysin ennen muita. Tätä reaktanttia, jota kutsutaan rajoittavaksi reagenssiksi, käytetään määrittämään maksimaalinen määrä tuotetta, joka voidaan muodostaa. Rajoittavan reagenssin tunnistaminen vaatii kaikkien reaktanttien massojen muuntamista mooleiksi ja niiden vertaamista tasapainotetun kemiallisen yhtälön stoikiometrisiin kertoimiin.
Esimerkki: Hapen ja alumiinin reaktiossa, joka tuottaa alumiinioksidia:
4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃
Jos meillä on 10.0 g alumiinia ja 10.0 g happea, mikä on rajoittava reagenssi?
Muunna massat mooleiksi:
Vertaile stoikiometrisiin kertoimiin:
Koska alumiini antaa pienemmän reaktiomäärän (0.093 mol), se on rajoittava reagenssi.
Reaktion teoreettinen saanto on se määrä tuotetta, joka muodostuisi, jos reaktio etenee täydellisesti 100 %:n tehokkuudella. Käytännössä todellinen saanto on usein pienempi, johtuen eri tekijöistä, kuten kilpailevista reaktioista, epätäydellisistä reaktioista tai häviöistä prosessoinnin aikana. Prosenttisaanto lasketaan seuraavasti:
Teoreettisen saannon laskeminen vaatii muuntamista rajoittavasta reagenssista (mooleina) tuotteeseen (mooleina) käyttäen stoikiometristä suhdetta, ja sitten muuntamista grammoiksi tuotteen moolimassan avulla.
Esimerkki: Yllä olevassa alumiinioksidireaktiossa, jos rajoittava reagenssi on 0.371 mol alumiinia, laske teoreettinen saanto Al₂O₃:sta ja prosenttisaanto, jos 15.8 g Al₂O₃:ta tuotetaan.
Laske teoreettisesti tuotettujen Al₂O₃-moolien määrä:
Muunna grammoiksi:
Laske prosenttisaanto:
Tämä tarkoittaa, että 83.3 % teoreettisesti mahdollisesta Al₂O₃:sta saatiin todellisesti reaktiossa.
Muuntaminen grammojen ja moolejen välillä on välttämätöntä yhdisteiden empiiristen ja molekyylikaavojen määrittämiseksi kokeellisten tietojen perusteella. Empiirinen kaava edustaa yksinkertaisinta kokonaislukusuhdetta yhdisteessä, kun taas molekyylikaava antaa todellisen atomimäärän jokaisessa elementissä molekyylissä.
Prosessi empiirisen kaavan määrittämiseksi:
Esimerkki: Yhdisteessä on 40.0 % hiiltä, 6.7 % vetyä ja 53.3 % happea massasta. Määritä sen empiirinen kaava.
Oleta 100 g näyte:
Jaa pienimmällä arvolla (3.33):
Empiirinen kaava: CH₂O
Moolikäsitys on kehittynyt merkittävästi vuosisatojen varrella, ja siitä on tullut yksi seitsemästä perusyksiköstä Kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI).
Moolikäsityksen perusta voidaan jäljittää Amedeo Avogadron työhön 1800-luvun alussa. Vuonna 1811 Avogadro esitti hypoteesin, että saman lämpötilan ja paineen alla olevat kaasujen yhtä suuret tilavuudet sisältävät yhtä monta molekyyliä. Tämä periaate, joka tunnetaan nyt Avogadron lakina, oli ratkaiseva askel ymmärtämään massan ja hiukkasten määrän välistä suhdetta.
"Mooli" -termi esitteli Wilhelm Ostwald 1800-luvun lopulla, ja se on peräisin latinankielisestä sanasta "moles", joka tarkoittaa "massaa" tai "massa". Kuitenkin vasta 1900-luvulla mooli sai laajaa hyväksyntää perustavanlaatuisena yksikkönä kemiassa.
Vuonna 1971 Kansainvälinen paino- ja mittalaitos (BIPM) määritteli moolin virallisesti aineen määräksi, joka sisältää niin monta alkuaineyksikköä kuin on atomeja 12 grammassa hiili-12:ta. Tämä määritelmä liitti moolin suoraan Avogadron lukuun, joka on noin 6.022 × 10²³.
Vuonna 2019, osana merkittävää SI-järjestelmän uudistusta, mooli määriteltiin uudelleen kiinteänä numeerisena arvona Avogadron vakio. Nykyinen määritelmä kuuluu:
"Mooli on aineen määrä, joka sisältää tarkalleen 6.02214076 × 10²³ alkuaineyksikköä."
Tämä määritelmä irrottaa moolin kilogrammasta ja tarjoaa tarkemman ja vakaamman perustan kemiallisille mittauksille.
Tässä on toteutuksia grammoista mooleiksi -muuntamisesta eri ohjelmointikielillä:
1' Excel-kaava grammoista mooleiksi muuntamiseen
2=B2/C2
3' Missä B2 sisältää massan grammoina ja C2 sisältää moolimassan g/mol
4
5' Excel VBA -toiminto
6Function GramsToMoles(grams As Double, molarMass As Double) As Double
7 If molarMass = 0 Then
8 GramsToMoles = 0 ' Vältä jakamista nollalla
9 Else
10 GramsToMoles = grams / molarMass
11 End If
12End Function
131def grams_to_moles(grams, molar_mass):
2 """
3 Muunna grammoista mooleiksi
4
5 Parametrit:
6 grams (float): Massa grammoina
7 molar_mass (float): Moolimassa g/mol
8
9 Palauttaa:
10 float: Määrä mooleina
11 """
12 if molar_mass == 0:
13 return 0 # Vältä jakamista nollalla
14 return grams / molar_mass
15
16def moles_to_grams(moles, molar_mass):
17 """
18 Muunna mooleista grammoiksi
19
20 Parametrit:
21 moles (float): Määrä mooleina
22 molar_mass (float): Moolimassa g/mol
23
24 Palauttaa:
25 float: Massa grammoina
26 """
27 return moles * molar_mass
28
29# Esimerkkikäyttö
30mass_g = 25
31molar_mass_NaCl = 58.44 # g/mol
32moles = grams_to_moles(mass_g, molar_mass_NaCl)
33print(f"{mass_g} g NaCl:ia on {moles:.4f} mol")
341/**
2 * Muunna grammoista mooleiksi
3 * @param {number} grams - Massa grammoina
4 * @param {number} molarMass - Moolimassa g/mol
5 * @returns {number} Määrä mooleina
6 */
7function gramsToMoles(grams, molarMass) {
8 if (molarMass === 0) {
9 return 0; // Vältä jakamista nollalla
10 }
11 return grams / molarMass;
12}
13
14/**
15 * Muunna mooleista grammoiksi
16 * @param {number} moles - Määrä mooleina
17 * @param {number} molarMass - Moolimassa g/mol
18 * @returns {number} Massa grammoina
19 */
20function molesToGrams(moles, molarMass) {
21 return moles * molarMass;
22}
23
24// Esimerkkikäyttö
25const massInGrams = 25;
26const molarMassNaCl = 58.44; // g/mol
27const molesOfNaCl = gramsToMoles(massInGrams, molarMassNaCl);
28console.log(`${massInGrams} g NaCl:ia on ${molesOfNaCl.toFixed(4)} mol`);
291public class ChemistryConverter {
2 /**
3 * Muunna grammoista mooleiksi
4 * @param grams Massa grammoina
5 * @param molarMass Moolimassa g/mol
6 * @return Määrä mooleina
7 */
8 public static double gramsToMoles(double grams, double molarMass) {
9 if (molarMass == 0) {
10 return 0; // Vältä jakamista nollalla
11 }
12 return grams / molarMass;
13 }
14
15 /**
16 * Muunna mooleista grammoiksi
17 * @param moles Määrä mooleina
18 * @param molarMass Moolimassa g/mol
19 * @return Massa grammoina
20 */
21 public static double molesToGrams(double moles, double molarMass) {
22 return moles * molarMass;
23 }
24
25 public static void main(String[] args) {
26 double massInGrams = 25;
27 double molarMassNaCl = 58.44; // g/mol
28 double molesOfNaCl = gramsToMoles(massInGrams, molarMassNaCl);
29 System.out.printf("%.2f g NaCl:ia on %.4f mol%n", massInGrams, molesOfNaCl);
30 }
31}
321#include <iostream>
2#include <iomanip>
3
4/**
5 * Muunna grammoista mooleiksi
6 * @param grams Massa grammoina
7 * @param molarMass Moolimassa g/mol
8 * @return Määrä mooleina
9 */
10double gramsToMoles(double grams, double molarMass) {
11 if (molarMass == 0) {
12 return 0; // Vältä jakamista nollalla
13 }
14 return grams / molarMass;
15}
16
17/**
18 * Muunna mooleista grammoiksi
19 * @param moles Määrä mooleina
20 * @param molarMass Moolimassa g/mol
21 * @return Massa grammoina
22 */
23double molesToGrams(double moles, double molarMass) {
24 return moles * molarMass;
25}
26
27int main() {
28 double massInGrams = 25;
29 double molarMassNaCl = 58.44; // g/mol
30 double molesOfNaCl = gramsToMoles(massInGrams, molarMassNaCl);
31
32 std::cout << std::fixed << std::setprecision(2) << massInGrams
33 << " g NaCl:ia on " << std::setprecision(4) << molesOfNaCl
34 << " mol" << std::endl;
35
36 return 0;
37}
381# Muunna grammoista mooleiksi
2# @param grams [Float] Massa grammoina
3# @param molar_mass [Float] Moolimassa g/mol
4# @return [Float] Määrä mooleina
5def grams_to_moles(grams, molar_mass)
6 return 0 if molar_mass == 0 # Vältä jakamista nollalla
7 grams / molar_mass
8end
9
10# Muunna mooleista grammoiksi
11# @param moles [Float] Määrä mooleina
12# @param molar_mass [Float] Moolimassa g/mol
13# @return [Float] Massa grammoina
14def moles_to_grams(moles, molar_mass)
15 moles * molar_mass
16end
17
18# Esimerkkikäyttö
19mass_in_grams = 25
20molar_mass_nacl = 58.44 # g/mol
21moles_of_nacl = grams_to_moles(mass_in_grams, molar_mass_nacl)
22puts "#{mass_in_grams} g NaCl:ia on #{moles_of_nacl.round(4)} mol"
23Tässä on taulukko yleisistä aineista ja niiden moolimassoista nopeaa viitettä varten:
| Aine | Kemiallinen kaava | Moolimassa (g/mol) |
|---|---|---|
| Vesi | H₂O | 18.02 |
| Natriumkloridi | NaCl | 58.44 |
| Glukoosi | C₆H₁₂O₆ | 180.16 |
| Hiilidioksidi | CO₂ | 44.01 |
| Happi | O₂ | 32.00 |
| Vety | H₂ | 2.02 |
| Rikkihappo | H₂SO₄ | 98.08 |
| Ammoniakki | NH₃ | 17.03 |
| Metaani | CH₄ | 16.04 |
| Etanoli | C₂H₅OH | 46.07 |
| Etikkahappo | CH₃COOH | 60.05 |
| Kalsiumkarbonaatti | CaCO₃ | 100.09 |
| Natriumhydroksidi | NaOH | 40.00 |
| Suolahappo | HCl | 36.46 |
| Typpihappo | HNO₃ | 63.01 |
Mooli on SI-yksikkö aineen määrän mittaamiseen. Yksi mooli sisältää tarkalleen 6.02214076 × 10²³ alkuaineyksikköä (atomeja, molekyylejä, ioneja jne.), joka tunnetaan Avogadron lukuna. Mooli tarjoaa tavan laskea atomeja ja molekyylejä punnitsemalla niitä.
Muutamme grammojen ja moolejen välillä, koska kemialliset reaktiot tapahtuvat tietyissä määrissä molekyylejä (mitattuna mooleina), mutta laboratoriossa mittaamme aineita tyypillisesti massana (grammoina). Tämä muunnos mahdollistaa kemisteille makroskooppisten määrien, joita he voivat mitata, yhdistämisen molekyylitason prosesseihin, joita he tutkivat.
Löytääksesi yhdisteen moolimassan, lisää yhdisteen molekyylikaavassa olevien atomien atomipainot. Esimerkiksi H₂O:lle: 2(1.008 g/mol) + 16.00 g/mol = 18.016 g/mol. Voit löytää atomipainot jaksollisesta taulukosta.
Ei, moolimassa on välttämätön muunnokseen grammojen ja moolejen välillä. Ilman tietoa aineen moolimassasta on mahdotonta suorittaa tätä muunnosta tarkasti.
Seosten osalta sinun on tiedettävä koostumus ja laskettava tehokas moolimassa kunkin komponentin suhteiden perusteella. Vaihtoehtoisesti voit suorittaa erilliset laskelmat seoksen jokaiselle komponentille.
Noudata standardeja merkitsevien numeroiden sääntöjä laskelmissa: Kun kerrot tai jaat, tuloksen tulisi olla sama määrä merkitseviä numeroita kuin mittauksessa, jossa on vähiten merkitseviä numeroita. Yhdistelemisessä ja vähentämisessä tuloksen tulisi olla sama määrä desimaaleja kuin mittauksessa, jossa on vähiten desimaaleja.
Molekyylipaino (tai molekyylimassa) on yksittäisen molekyylin massa suhteessa 1/12 hiili-12-atomin massasta, joka on ilmaistu atomimassayksiköissä (amu) tai daltonissa (Da). Moolimassa on yhden moolin aineen massa, joka on ilmaistu grammoina per mooli (g/mol). Numeraalisesti niillä on sama arvo, mutta eri yksiköissä.
Muuntamiseen mooleista hiukkasiin, kerro Avogadron luvulla: Hiukkasten määrä = Moolit × 6.02214076 × 10²³ Muuntamiseen hiukkasista mooleiksi, jaa Avogadron luvulla: Moolit = Hiukkasten määrä ÷ 6.02214076 × 10²³
Ei, moolimassa ei voi olla nolla tai negatiivinen. Koska moolimassa edustaa yhden moolin massaa, ja massa ei voi olla nolla tai negatiivinen kemiassa, moolimassa on aina positiivinen arvo.
Kun tietty isotooppi on ilmoitettu, käytä kyseisen isotoopin massaa. Kun isotooppia ei ole määritelty, käytä jaksollisessa taulukossa olevaa painotettua keskiarvoatomimassaa, joka ottaa huomioon eri isotooppien luonnollisen runsauden.
Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J., & Woodward, P. M. (2017). Chemistry: The Central Science (14. painos). Pearson.
Chang, R., & Goldsby, K. A. (2015). Chemistry (12. painos). McGraw-Hill Education.
Kansainvälinen puhtaan ja soveltavan kemian liitto (IUPAC). (2019). Kemiallisen terminologian kokoelma (”Kultakirja”). https://goldbook.iupac.org/
Kansallinen standardointi- ja teknologialaitos (NIST). (2018). NIST Kemian verkkokirja. https://webbook.nist.gov/chemistry/
Kansainvälinen paino- ja mittalaitos (BIPM). (2019). Kansainvälinen yksikköjärjestelmä (SI) (9. painos). https://www.bipm.org/en/publications/si-brochure/
Atkins, P., & de Paula, J. (2014). Atkinsin fysiikkakemia (10. painos). Oxford University Press.
Etsitkö lisää kemiallisia työkaluja? Tutustu muihin laskureihimme:
Grammasta mooliksi -muunnin tekee kemiallisista laskelmista nopeita ja virheettömiä. Olitpa opiskelija, joka työskentelee kemian kotitehtävien parissa, opettaja, joka valmistaa laboratorioaineistoja tai ammattilaiskemisti, joka suorittaa tutkimusta, tämä työkalu säästää aikaa ja varmistaa tarkkuuden työssäsi.
Kokeile laskuria nyt syöttämällä arvosi yllä oleviin kenttiin!
Löydä lisää työkaluja, jotka saattavat olla hyödyllisiä työnkulullesi