מחשבון מולים

מחשבון מולים ממיר בין כמות של חומר במולים לבין המסה שלו בגרמים, באמצעות המסה המולרית של החומר. הוא פועל בשני הכיוונים: ממולים למסה וממסה למולים.

מהו מול?

המול (סמל: mol) הוא יחידת הבסיס של מערכת היחידות הבין־לאומית (SI) לכמות חומר. מול אחד מכל חומר מכיל בדיוק 6.02214076 × 10²³ חלקיקים יסודיים, כגון אטומים, מולקולות או יונים. מספר קבוע זה נקרא מספר אבוגדרו. כאשר כותבים אותו עם יחידתו, 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹, הוא נקרא קבוע אבוגדרו, שסימונו N_A.

המול מאפשר לכימאים לספור חלקיקים באמצעות שקילתם. אי אפשר לספור אטומים יחידים במאזניים, אך אפשר לשקול גרמים. המול מקשר בין שתי דרכי המדידה האלה.

לפני 2019, המול הוגדר באמצעות פחמן־12: מול אחד היה כמות חומר המכילה מספר ישויות השווה למספר האטומים המצויים בדיוק ב־12 גרם של פחמן־12. הוועידה הכללית למידות ולמשקלות הגדירה מחדש את המול באמצעות קביעה שמספר אבוגדרו הוא בדיוק 6.02214076 × 10²³, במקום לקשור אותו לדגימה פיזית. ההגדרה החדשה נכנסה לתוקף ב־20 במאי 2019.

נוסחה להמרה ממולים למסה

שתי נוסחאות מקשרות בין מולים, מסה ומסה מולרית:

מסה (g) = מספר המולים (mol) × מסה מולרית (g/mol)

מספר המולים (mol) = מסה (g) ÷ מסה מולרית (g/mol)

מסה מולרית, הנקראת גם מסה מולקולרית, היא המסה של מול אחד של חומר. היא נמדדת בגרמים למול (g/mol) ושווה לסכום המשקלים האטומיים של כל האטומים בנוסחה הכימית של החומר.

כיצד לחשב מסה ממולים

כדי למצוא את המסה, מכפילים את מספר המולים במסה המולרית.

דוגמה: המסה של 2 מולים של מים

למים (H₂O) יש מסה מולרית של 18.015 g/mol.

מסה = 2 mol × 18.015 g/mol = 36.03 g

משקלם של שני מולים של מים הוא 36.03 גרם.

כיצד לחשב מולים ממסה

כדי למצוא את מספר המולים, מחלקים את המסה במסה המולרית.

דוגמה: מספר המולים ב־100 גרם מלח בישול

לנתרן כלורי (NaCl), מלח בישול, יש מסה מולרית של 58.44 g/mol.

מספר המולים = 100 g ÷ 58.44 g/mol = 1.71 mol

100 גרם מלח בישול מכילים בקירוב 1.71 מולים של NaCl.

כיצד למצוא מסה מולרית

את המסה המולרית מוצאים באמצעות חיבור המשקלים האטומיים של כל האטומים בנוסחה, על פי הערכים בטבלה המחזורית.

עבור מים (H₂O):

2 אטומי מימן: 2 × 1.008 = 2.016 g/mol
1 אטום חמצן: 1 × 15.999 = 15.999 g/mol
סך הכול: 18.015 g/mol

בתרכובות הכוללות מולקולות מים הקשורות במבנה הגבישי שלהן, הנקראות הידרטים, יש להוסיף גם את המים. לפנטהידרט של גופרת הנחושת (CuSO₄·5H₂O) יש מסה מולרית של כ־249.68 g/mol: 159.60 g/mol עבור CuSO₄ נטול המים, ועוד 5 × 18.015 g/mol עבור חמש מולקולות המים.

מסות מולריות נפוצות

חומר	נוסחה	מסה מולרית (g/mol)
מים	H₂O	18.015
נתרן כלורי (מלח בישול)	NaCl	58.44
פחמן דו־חמצני	CO₂	44.01
חמצן גזי	O₂	32.00
גלוקוז	C₆H₁₂O₆	180.16
חומצה גופרתית	H₂SO₄	98.07
נתרן הידרוקסידי	NaOH	40.00
חומצה הידרוכלורית	HCl	36.46
אמוניה	NH₃	17.03
מתאן	CH₄	16.04

כל ערך הוא סכום המשקלים האטומיים הסטנדרטיים של IUPAC משנת 2021 עבור הנוסחה, כשהוא מעוגל לשתי ספרות אחרי הנקודה.

כיצד להשתמש במחשבון

למחשבון שני מצבים. במצב ״המרה ממולים למסה״ מזינים כמות במולים ומשקל מולקולרי ביחידות g/mol, והמחשבון מכפיל ביניהם. במצב ״המרה ממסה למולים״ מזינים מסה בגרמים ומשקל מולקולרי ב־g/mol, והמחשבון מחלק.

יש להזין את המשקל המולקולרי באופן ידני, משום שהכלי אינו מאתר נוסחאות כימיות. הטבלה שלמעלה כוללת את החומרים הנפוצים ביותר בכיתה.

התוצאות מוצגות עד ארבע ספרות אחרי הנקודה עבור מסה בגרמים, ועד שש ספרות אחרי הנקודה עבור כמות במולים. מסה שלילית או מספר מולים שלילי נדחים, והמסה המולקולרית חייבת להיות גדולה מאפס, ולכן הכלי לעולם אינו מחזיר תשובה בלתי אפשרית.

מדוע המול חשוב בכימיה

נוסחאות כימיות מתארות יחסים בין חלקיקים, אך ציוד מעבדה מודד מסה. המול ממיר בין שני הדברים האלה, ולכן הוא מופיע בכל תחומי הכימיה.

בסטוכיומטריה, המשוואה המאוזנת של תגובה נותנת יחסי מולים בין מגיבים לתוצרים. כדי לחזות כמה תוצר תפיק תגובה, כימאי ממיר את המסה ההתחלתית למולים, משתמש ביחס המולים מן המשוואה, ואז ממיר בחזרה למסה.

בהכנת תמיסות, המולריות מתארת ריכוז כמספר מולים של מומס לליטר תמיסה. כדי להכין 500 mL תמיסת נתרן הידרוקסידי בריכוז 0.1 mol/L, כמות החומר הדרושה היא 0.1 mol/L × 0.5 L = 0.05 mol. ההמרה למסה נותנת 0.05 mol × 40.00 g/mol = 2.00 g של NaOH.

שאלות נפוצות

כיצד ממירים מולים לגרמים?

מכפילים את מספר המולים במסה המולרית: מסה (g) = מספר המולים (mol) × מסה מולרית (g/mol). עבור 2 מולים של מים, החישוב הוא 2 × 18.015 = 36.03 g.

כיצד ממירים גרמים למולים?

מחלקים את המסה במסה המולרית: מספר המולים (mol) = מסה (g) ÷ מסה מולרית (g/mol). עבור 100 g של NaCl, החישוב הוא 100 ÷ 58.44 ≈ 1.71 mol.

מהו מספר אבוגדרו?

מספר אבוגדרו הוא 6.02214076 × 10²³, המספר המדויק של חלקיקים במול אחד מכל חומר. הוא נקרא על שמו של המדען האיטלקי אמדאו אבוגדרו, אשר בשנת 1811 הציע שנפחים שווים של גז, באותה טמפרטורה ובלחץ זהה, מכילים מספר שווה של מולקולות.

מה ההבדל בין משקל מולקולרי לבין מסה מולרית?

בשימוש היומיומי במעבדה, שני המונחים מתייחסים לאותו גודל ובעלי אותו ערך ב־g/mol. בהגדרה המדעית, משקל מולקולרי הוא יחס חסר יחידות, המשווה את מסת המולקולה לאחד חלקי 12 ממסת אטום פחמן, ואילו למסה מולרית יש יחידות של g/mol. ספרי לימוד ומחשבונים משתמשים בדרך כלל במונחים אלה לסירוגין.

כמה גרמים יש במול אחד?

הדבר תלוי בחומר. מול אחד מכל חומר שוקל בדיוק את המסה המולרית שלו בגרמים: מסתו של מול אחד של פחמן היא 12.01 g, מול אחד של מים שוקל 18.015 g, ומול אחד של גלוקוז שוקל 180.16 g.

האם אפשר להשתמש במחשבון הזה כדי לבדוק שיעורי בית בכימיה?

כן. הוא משתמש בנוסחאות התקניות של מסה ומולים, ולכן יכול לאמת חישוב ידני או תשובה לשיעורי בית. עם זאת, עדיין כדאי לבצע תחילה את החישוב ידנית כדי להבין את הסטוכיומטריה ואת הספרות המשמעותיות.

מקורות

הלשכה הבין־לאומית למידות ולמשקלות (BIPM). מערכת היחידות הבין־לאומית (SI), מהדורה 9, 2019.
המכון הלאומי לתקנים ולטכנולוגיה (NIST). NIST Chemistry WebBook. https://webbook.nist.gov/chemistry/
האיגוד הבין־לאומי לכימיה טהורה ויישומית (IUPAC). Compendium of Chemical Terminology (הספר המוזהב). https://goldbook.iupac.org/
הוועדה של IUPAC לשכיחות איזוטופים ולמשקלים אטומיים (CIAAW). Standard Atomic Weights 2021. https://ciaaw.org/atomic-weights.htm

מחשבון מולים | כלי המרה חינמי של מולים למסה