Molekulinis Svoris Skaičiuotuvas - Apskaičiuokite Molekulinę Masę

Kas yra molekulinės masės skaičiuoklė?

Molekulinės masės skaičiuoklė pagal cheminę formulę nustato vieno cheminio junginio molinę masę. Ji susumuoja kiekvieno molekulėje esančio atomo atominę masę ir pateikia bendrą rezultatą gramais moliui (g/mol). Mokiniai, laboratorijų darbuotojai ir chemikai ją naudoja tirpalams ruošti, namų darbams tikrinti ir cheminėms reakcijoms planuoti.

Molekulinės masės formulė

Santykinė molekulinė masė, dar vadinama moline mase, yra visų formulėje esančių atomų atominių masių suma, kiekvieną jų padauginus iš atitinkamo atomo skaičiaus:

$MW = \sum_i (\text{elemento atominė masė } i) \times (\text{elemento atomų skaičius } i)$

Atominė masė – tai vidutinė elemento atomų masė, palyginta su nustatytu etalonu. Praktiškai tai yra gramų skaičius viename šių atomų molyje. Vidurkis apskaičiuojamas pagal natūralų elemento izotopų mišinį: tai to paties elemento atomai, turintys skirtingą neutronų skaičių, todėl ir skirtingą masę. Toliau pateiktos vertės atitinka Tarptautinės grynosios ir taikomosios chemijos sąjungos (IUPAC) paskelbtą standartą.

Kaip apskaičiuoti santykinę molekulinę masę: formulės skaitymas

Cheminė formulė trumpa raidėmis ir skaičiais užrašyta forma perteikia trijų rūšių informaciją:

1. Elementų simboliai, pavyzdžiui, H, O arba Na, rodo, kurių atomų yra junginyje.
2. Apatiniai indeksai, skaičiai iškart po simbolio, rodo, kiek to elemento atomų yra. H₂O yra du vandenilio atomai ir vienas deguonies atomas.
3. Skliaustai sugrupuoja atomų rinkinį. Skaičius po uždaromojo skliausto padaugina kiekvieno grupėje esančio atomo skaičių.

Skaičiavimo pavyzdys: kalcio hidroksidas, Ca(OH)₂

Kalcio hidroksidą sudaro vienas kalcio atomas ir grupė (OH), pasikartojanti du kartus.

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

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

Skaičiavimo pavyzdys: įdėtiniai skliaustai, Fe(C₂H₃O₂)₃

Kai kuriose formulėse grupė įterpta į didesnę formulę. Geležies(III) acetatas yra vienas iš tokių pavyzdžių.

1. Apskaičiuokite grupės (C₂H₃O₂) masę: 2×12.011 + 3×1,008 + 2×15.999 = 59,044
2. Padauginkite iš skaičiaus už skliaustų: 3 × 59,044 = 177,132
3. Pridėkite geležies atomą: 55,845 + 177,132 = 232,977 g/mol

Kaip naudoti santykinės molekulinės masės skaičiuoklę

1. Įveskite cheminę formulę į įvesties lauką, pavyzdžiui, H2O, NaCl, C6H12O6 arba Ca(OH)2.
2. Skaičiuoklė pateikia molekulinę masę g/mol ir išvardija kiekvieno elemento indėlį.
3. Nukopijuokite rezultatą ir naudokite jį kitur.

Formulėse turi būti naudojamas standartinis žymėjimas: elemento simbolis prasideda didžiąja raide, o antroji raidė, jei tokia yra, rašoma mažąja (Na, o ne NA ar na). Apatiniai indeksai rašomi iškart po simbolio arba uždaromojo skliausto ir turi būti 1 arba didesni. Apatinis indeksas 0, kaip H0 arba (OH)0, atmetamas, o ne laikomas reiškiančiu, kad atomų nėra. Tarpai ignoruojami, todėl „H2 O“ ir „H2O“ pateikia tą patį rezultatą.

Skaičiuoklė neatpažįsta pakelto taško, naudojamo hidratų žymėjime, pavyzdžiui, CuSO₄·5H₂O. Įvedus šį tašką pateikiama klaida. Norėdami apskaičiuoti hidrato santykinę molekulinę masę, atskirai apskaičiuokite bevandenio junginio ir vandens masę, tada jas sudėkite: CuSO₄ santykinė molekulinė masė plius 5 kartų H₂O santykinė molekulinė masė.

Molekulinės masės pavyzdžiai

Paprastieji junginiai

Sudėtiniai junginiai

Kodėl svarbi molekulinė masė

Santykinė molekulinė masė leidžia perskaičiuoti mėginyje esančių molekulių skaičių (matuojamą moliais) į mėginio masę (matuojamą gramais) ir atvirkščiai. Šis perskaičiavimas yra daugelio kiekybinių chemijos darbų pagrindas.

Laboratorijoje ji nustato, kiek kietosios medžiagos reikia pasverti, kad būtų paruoštas tam tikros koncentracijos tirpalas. Norint paruošti 500 mL 0,1 mol/L natrio chlorido tirpalo: 0,1 mol/L × 0,5 L × 58,44 g/mol = 2,922 g NaCl. Stechiometrijoje ji perskaičiuoja svarstyklėmis išmatuotus gramus į molius, naudojamus subalansuotoje cheminėje lygtyje, kuri leidžia numatyti, kiek produkto susidarys vykstant reakcijai. Biologijos laboratorijose pagal ją nustatoma, kiek gliukozės ar kitos maistinės medžiagos pridėti į nustatytą ląstelių kultūros terpės tūrį. Vaistų gamyboje ji naudojama apskaičiuoti, kiek tokio junginio kaip aspirinas (C₉H₈O₄, 180,159 g/mol) patenka į kiekvieną dozę.

Trumpa istorija

1803 metais Johnas Daltonas pasiūlė, kad elementai sudaryti iš atomų, ir paskelbė pirmąją santykinių atominių masių lentelę. Jönsas Jacobas Berzeliusas patikslino šiuos matavimus nuo 1808 iki 1826 metų. 1869 metais Dmitrijus Mendelejevas išdėstė elementus pagal atominę masę periodinėje lentelėje, kurioje išryškėjo jų savybių dėsningumai. Fredericko Soddy izotopų atradimas 1913 metais paaiškino, kodėl atominės masės nėra sveikieji skaičiai: elemento atomai gali turėti šiek tiek skirtingą masę, priklausomai nuo neutronų skaičiaus. 1961 metais anglis-12 pakeitė vandenilį kaip atominių masių atskaitos tašką. IUPAC ir toliau peržiūri bei atnaujina standartines vertes, kai gaunami nauji izotopų paplitimo matavimai.

Dažnai užduodami klausimai

Kas yra molekulinė masė?

Santykinė molekulinė masė – tai bendra vieno medžiagos molio masė, nustatoma sudedant visų formulėje esančių atomų atomines mases. Ji matuojama gramais moliui (g/mol).

Kuo skiriasi molekulinė masė ir molinė masė?

Abu terminai apibūdina tą patį tam tikro junginio dydį ir daugumoje chemijos darbų vartojami pakaitomis. Moline mase konkrečiai vadinama vieno medžiagos molio (6,022×10²³ molekulių) masė, išreikšta g/mol.

Kodėl atominės masės turi dešimtaines reikšmes?

Dauguma elementų gamtoje yra izotopų, t. y. atomų, turinčių vienodą protonų skaičių, bet skirtingą neutronų skaičių, mišinys. Elemento atominė masė yra jo atomų vidutinė masė, apskaičiuota atsižvelgiant į kiekvieno izotopo paplitimą. Šis vidurkis retai būna sveikasis skaičius.

Ar skaičiuoklė gali apdoroti formules su įdėtiniais skliaustais?

Taip. Pirmiausia ji apskaičiuoja vidinę grupę, padaugina ją iš skaičiaus po uždarojo skliausto ir kartoja šį veiksmą, kol visa formulė sumažinama iki vienos bendros reikšmės, kaip parodyta pirmiau pateiktame Fe(C₂H₃O₂)₃ pavyzdyje.

Ar skaičiuoklė gali tiesiogiai apdoroti hidratų formules, pavyzdžiui, CuSO₄·5H₂O?

Ne. Pakeltas taškas (·) nėra atpažįstamas simbolis, todėl jį įvedus pateikiama klaida. Atskirai apskaičiuokite bevandenio junginio ir vandens masę, tada pridėkite vandens molekulinę masę, padaugintą iš hidratacijos skaičiaus.

Kodėl apatinis indeksas 0 atmetamas?

Apatinis indeksas nurodo, kiek elemento atomų yra formulėje, todėl mažiausia prasminga reikšmė yra 1. Jei H0 būtų laikoma galiojančia formule, būtų pateikta santykinė molekulinė masė 0 g/mol, tačiau tokios medžiagos nėra. Vietoj to skaičiuoklė parodo klaidą.

Kiek tikslūs yra rezultatai?

Skaičiuoklė naudoja IUPAC standartines atomines mases ir pateikia rezultatus iki keturių skaitmenų po kablelio. To visiškai pakanka mokykliniams darbams, įprastiems laboratoriniams skaičiavimams ir stechiometrijos uždaviniams.