Mooli-laskuri | Ilmainen Moolien ja Massan Muunnostyökalu

Moolilaskuri

Moolilaskuri muuntaa aineen moolimäärän grammoiksi ja massan mooleiksi aineen moolimassan avulla. Se toimii molempiin suuntiin: mooleista massaksi ja massasta mooleiksi.

Mikä on mooli?

Mooli (tunnus: mol) on ainemäärän SI-perusyksikkö. Yksi mooli mitä tahansa ainetta sisältää täsmälleen 6,02214076 × 10²³ alkeishiukkasta, kuten atomeja, molekyylejä tai ioneja. Tätä kiinteää lukumäärää kutsutaan Avogadron luvuksi. Yksiköllä kirjoitettuna 6,02214076 × 10²³ mol⁻¹ se on Avogadron vakio, jonka tunnus on N_A.

Mooli antaa kemisteille keinon laskea hiukkasia punnitsemalla niitä. Yksittäisiä atomeja ei voi laskea vaa'alla, mutta vaa'alla voidaan punnita grammoja. Mooli yhdistää nämä kaksi asteikkoa.

Ennen vuotta 2019 mooli määriteltiin hiili-12:n avulla: yksi mooli oli sellainen ainemäärä, joka sisälsi yhtä monta rakenneosasta kuin täsmälleen 12 grammassa hiili-12:ta on atomeja. Kansainvälinen paino- ja mittakonferenssi määritteli moolin uudelleen kiinnittämällä Avogadron luvuksi täsmälleen 6,02214076 × 10²³ sen sijaan, että se olisi sidottu fyysiseen näytteeseen. Uusi määritelmä tuli voimaan 20. toukokuuta 2019.

Ainemäärän ja massan välinen kaava

Kaksi kaavaa yhdistää moolit, massan ja moolimassan:

Massa (g) = ainemäärä (mol) × moolimassa (g/mol)

Ainemäärä (mol) = massa (g) ÷ moolimassa (g/mol)

Moolimassa eli molekyylipaino on yhden ainemoolin massa. Se ilmoitetaan grammoina moolia kohden (g/mol), ja se on aineen kemiallisessa kaavassa olevien kaikkien atomien atomipainojen summa.

Massan laskeminen mooleista

Massa saadaan kertomalla moolimäärä moolimassalla.

Esimerkki: 2 vesimoolin massa

Vedellä (H₂O) on moolimassa 18,015 g/mol.

Massa = 2 mol × 18,015 g/mol = 36,03 g

Kaksi moolia vettä painaa 36,03 grammaa.

Moolimäärän laskeminen massasta

Moolimäärä saadaan jakamalla massa moolimassalla.

Esimerkki: moolimäärä 100 grammassa ruokasuolaa

Natriumkloridin (NaCl) moolimassa on 58,44 g/mol.

Moolimäärä = 100 g ÷ 58,44 g/mol = 1,71 mol

100 grammaa ruokasuolaa sisältää noin 1,71 moolia NaCl:ää.

Moolimassan määrittäminen

Moolimassa saadaan laskemalla kaavan kaikkien atomien atomipainot yhteen jaksollisen järjestelmän arvojen avulla.

Vedelle (H₂O):

• 2 vetyatomia: 2 × 1,008 = 2,016 g/mol
• 1 happiatomi: 1 × 15,999 = 15,999 g/mol
• Yhteensä: 18,015 g/mol

Yhdisteissä, joiden kiderakenteeseen kuuluu sitoutuneita vesimolekyylejä ja joita kutsutaan hydraateiksi, myös vesi on lisättävä mukaan. Kuparisulfaattipentahydraatin (CuSO₄·5H₂O) moolimassa on noin 249,68 g/mol: vedettömän CuSO₄:n osuus on 159,60 g/mol, minkä lisäksi viidelle vesimolekyylille tulee 5 × 18,015 g/mol.

Tavallisia moolimassoja

Kukin arvo on kaavan sisältämien atomien 2021 IUPAC-standardin mukaisten atomipainojen summa pyöristettynä kahden desimaalin tarkkuuteen.

Tämän laskimen käyttö

Laskurissa on kaksi tilaa. Moolimäärästä massaksi -tilassa annetaan moolimäärä ja moolimassa yksikössä g/mol, minkä jälkeen laskuri kertoo ne keskenään. Massan muuntaminen mooleiksi -tilassa annetaan massa grammoina ja moolimassa yksikössä g/mol, minkä jälkeen laskuri jakaa massan sillä.

Molekyylimassa on annettava käsin, koska työkalu ei hae kemiallisia kaavoja. Yllä oleva taulukko sisältää aineet, joita käsitellään useimmin oppitunneilla.

Tulokset esitetään massalle grammoina neljän desimaalin tarkkuudella ja ainemäärälle mooleina kuuden desimaalin tarkkuudella. Negatiivinen massa tai negatiivinen moolimäärä hylätään, ja molekyylipainon on oltava suurempi kuin nolla, joten työkalu ei koskaan anna mahdotonta tulosta.

Miksi mooli on tärkeä kemiassa

Kemialliset kaavat kuvaavat hiukkasten välisiä suhteita, mutta laboratoriolaitteet mittaavat massaa. Mooli muuntaa näiden kahden välillä, joten sitä käytetään kaikkialla kemiassa.

Stoikiometriassa reaktioyhtälön tasapainotettu muoto antaa lähtöaineiden ja tuotteiden väliset moolisuhteet. Ennustaakseen, kuinka paljon tuotetta reaktiossa syntyy, kemisti muuntaa lähtömassan mooleiksi, soveltaa yhtälön mukaista moolisuhdetta ja muuntaa tuloksen takaisin massaksi.

Liuoksen valmistuksessa konsentraatio ilmaistaan molaarisuutena eli liuenneen aineen moolimääränä liuoksen litraa kohden. Valmistettaessa 500 mL 0,1 mol/l natriumhydroksidiliuosta tarvittava ainemäärä on 0,1 mol/l × 0,5 L = 0,05 mol. Massaksi muunnettuna saadaan 0,05 mol × 40,00 g/mol = 2,00 g NaOH:ta.

Usein kysyttyä

Miten moolit muunnetaan grammoiksi?

Kerro moolimäärä moolimassalla: massa (g) = ainemäärä (mol) × moolimassa (g/mol). 2 vesimoolille tämä on 2 × 18,015 = 36,03 g.

Miten grammat muunnetaan mooleiksi?

Jaa massa moolimassalla: ainemäärä (mol) = massa (g) ÷ moolimassa (g/mol). 100 g:lle NaCl:ää tämä on 100 ÷ 58,44 ≈ 1,71 mol.

Mikä on Avogadron luku?

Avogadron luku on 6,02214076 × 10²³, eli hiukkasten täsmällinen lukumäärä yhdessä minkä tahansa aineen moolissa. Se on nimetty italialaisen tiedemiehen Amedeo Avogadron mukaan. Hän esitti vuonna 1811, että yhtä suuret kaasutilavuudet samassa lämpötilassa ja paineessa sisältävät yhtä monta molekyyliä.

Mitä eroa on molekyylipainolla ja moolimassalla?

Arkisessa laboratoriokäytössä nämä kaksi termiä tarkoittavat samaa asiaa, ja niiden arvo on sama yksikössä g/mol. Täsmällisesti ottaen molekyylipaino on yksikötön suhdeluku, joka vertaa molekyylin massaa hiili-12-atomin massan kahdestoistaosaan, kun taas moolimassalla on yksikkö g/mol. Oppikirjoissa ja laskureissa termejä käytetään yleensä toistensa synonyymeinä.

Kuinka monta grammaa on yhdessä moolissa?

Se riippuu aineesta. Yksi mooli mitä tahansa ainetta painaa täsmälleen moolimassansa verran grammoina: yksi mooli hiiltä painaa 12,01 g, yksi mooli vettä painaa 18,015 g ja yksi mooli glukoosia painaa 180,16 g.

Voiko tällä laskurilla tarkistaa kemian kotitehtäviä?

Kyllä. Se käyttää vakiomuotoisia massa–mooli-kaavoja, joten sillä voi tarkistaa käsin tehdyn laskelman tai kotitehtävän vastauksen. Laskun tekeminen ensin käsin auttaa silti ymmärtämään stoikiometriaa ja merkitseviä numeroita.

Lähteet

1. Bureau International des Poids et Mesures (BIPM). The International System of Units (SI), 9. laitos, 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. IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW). Standard Atomic Weights 2021. https://ciaaw.org/atomic-weights.htm