Molārās masas kalkulators - Momentāli aprēķiniet molekulāro svaru

Molārās masas kalkulators nosaka viena ķīmiska savienojuma mola masu pēc tā ķīmiskās formulas. Rezultātu norāda gramos uz molu (g/mol); šo lielumu sauc arī par molekulmasu.

Kas ir molārā masa?

Molārā masa ir vienas vielas mola masa. Mols ir fiksēts daļiņu skaits: 6,02214076 × 10²³, ko sauc par Avogadro skaitli. Šis skaitlis ir precīzs. Tas tika noteikts pēc definīcijas Starptautiskās mērvienību sistēmas (SI) 2019. gada atjauninājumā.

Ķīmiķi izmanto molus, jo atomi un molekulas ir pārāk mazi, lai tos svērtu pa vienam. Mols pārvērš saskaitāmu daļiņu skaitu masā, ko var izmērīt ar laboratorijas svariem.

Molārās masas formula

Savienojuma molārā masa ir visu tā formulā ietverto atomu atommasu summa:

$M = \sum_{i} (A_i \times n_i)$

• $M$ ir savienojuma molārā masa, izteikta g/mol
• $A_i$ ir elementa $i$ atommasa, izteikta g/mol
• $n_i$ ir tas, cik elementa $i$ atomu ir formulā

Atommasas iegūst no periodiskās tabulas. Katra no tām ir elementa dabā sastopamo izotopu svērtais vidējais, kas aprēķināts, pamatojoties uz Starptautiskās tīrās un lietišķās ķīmijas savienības (IUPAC) publicētajām standarta vērtībām.

Kā aprēķināt molāro masu: soli pa solim

Piemērs 1: ūdens (H₂O)

1. Uzskaitiet katru elementu un tā atomu skaitu: 2 ūdeņraža (H), 1 skābekļa (O).
2. Reiziniet katra elementa atommasu ar tā atomu skaitu: H = 1,008 × 2 = 2,016 g/mol; O = 15,999 × 1 = 15,999 g/mol.
3. Saskaitiet rezultātus: 2,016 + 15,999 = 18,015 g/mol.

Ūdens molārā masa ir 18,015 g/mol.

Piemērs 2: kalcija hidroksīds (Ca(OH)₂)

Iekavas nozīmē, ka viss tajās ietvertais tiek reizināts ar skaitli, kas uzrakstīts aiz aizverošās iekavas. Formulā Ca(OH)₂ grupa (OH) atkārtojas divas reizes.

1. Atomi: 1 Ca, 2 O, 2 H.
2. Reiziniet: Ca = 40,078 × 1 = 40,078; O = 15,999 × 2 = 31,998; H = 1,008 × 2 = 2,016.
3. Saskaitiet: 40,078 + 31,998 + 2,016 = 74,092 g/mol.

Ca(OH)₂ un CaOH₂ nav viena un tā pati formula. Bez iekavām CaOH₂ nozīmētu tikai vienu skābekļa atomu, nevis divus, tātad citu un nepareizu savienojumu.

Kā izmantot šo kalkulatoru

1. Ievades laukā ierakstiet ķīmisko formulu, piemēram, H2O, NaCl vai Ca(OH)2.
2. Izmantojiet standarta lielo un mazo burtu lietojumu. Elementa simbola pirmais burts ir lielais, bet otrais, ja tāds ir, — mazais. “Na” ir nātrijs; “na” netiek atpazīts kā elementa simbols.
3. Izmantojiet apaļās iekavas, kvadrātiekavas vai figūriekavas, lai grupētu atkārtojošos atomus, un aiz aizverošās iekavas pievienojiet skaitli.
4. Izlasiet kopējo molāro masu, elementu sadalījuma tabulu un katra elementa masas procentuālo daļu.

Kalkulators norāda trīs veidu problēmas: neatpazītu simbolu, rakstzīmi, ko tas nevar nolasīt, un neaizvērtas iekavas. Lielo un mazo burtu lietojums ir svarīgāks, nekā varētu šķist. Ierakstot “Co2”, nevis “CO2”, kļūda netiek uzrādīta, jo “Co” pats par sevi ir derīgs elementa simbols — kobalts. Kalkulators “Co2” nolasa kā divus kobalta atomus, nevis oglekļa dioksīdu.

Kāpēc molārā masa ir svarīga?

Molārā masa sasaista ar svariem izmērīto masu ar molu skaitu šajā masā. Ķīmisko vienādojumu līdzsvarošanai un reakciju iznākuma aprēķināšanai ķīmiķi izmanto molus, nevis gramus.

Izplatīts laboratorijas uzdevums ir pagatavot zināmas koncentrācijas šķīdumu. Lai pagatavotu 500 mL 0,1 mol/L nātrija hlorīda šķīdumu (NaCl, molārā masa 58,44 g/mol):

$m = c \times V \times M$

kur m ir masa gramos, c — koncentrācija molos uz litru, bet V — tilpums litros.

masa = 0,1 mol/L × 0,5 L × 58,44 g/mol = 2,922 g

Nosverot 2,922 g NaCl un izšķīdinot to 500 mL ūdens, iegūst mērķa koncentrāciju. Kļūda molārajā masā tieši izraisa kļūdu galīgajā koncentrācijā.

Biežāk uzdotie jautājumi

Ar ko molārā masa atšķiras no molekulmasas?

Tās apraksta vienu un to pašu lielumu, tikai dažādās mērvienībās. Molāro masu izsaka gramos uz molu (g/mol). Molekulmasu bieži izsaka atommasas vienībās (amu) vai daltonos (Da). Skaitlis abos gadījumos ir vienāds: ūdens masa ir 18,015 g/mol jeb 18,015 Da.

Kāpēc kalkulators norāda “nezināms elements”?

Tas nozīmē, ka kalkulators ir atradis simbolu, kas nav periodiskajā tabulā, piemēram, “Xx”, vai simbolu ar nepareizu lielo un mazo burtu lietojumu. Elementa simbola lielais burts vienmēr var būt tikai pirmais.

Vai šis kalkulators var apstrādāt kristālhidrātus, piemēram, CuSO₄·5H₂O?

Ne tieši. Kalkulators neatpazīst kristālhidrātu formulās izmantoto pacelto punktu, tāpēc, ievadot “CuSO4.5H2O”, tiek parādīta kļūda. Tā vietā aprēķiniet abas daļas atsevišķi. Bezūdens CuSO₄ molārā masa ir 159,602 g/mol. Piecas ūdens molekulas ir 5 × 18,015 = 90,075 g/mol. Vara sulfāta pentahidrāta kopējā molārā masa ir 249,677 g/mol.

Cik precīzi ir rezultāti?

Kalkulators norāda molāro masu ar četrām zīmēm aiz komata, piemēram, ūdens gadījumā 18,0150 g/mol. Tas ir lielāks precizitātes līmenis, nekā nepieciešams lielākajai daļai laboratorijas darbu. Standarta analītisko svaru precizitāte ir aptuveni ±0,001 g, un parasti tas ir lielākais kļūdas avots.

Vai kalkulators izmanto IUPAC atommasas?

Jā. Tas izmanto IUPAC publicētās standarta atommasas; šī organizācija nosaka atommasu references vērtības visā pasaulē. Elementiem, kuru izotopu attiecības atšķiras atkarībā no ģeoloģiskā avota, piemēram, litijam, IUPAC publicē diapazonu, un kalkulatori izmanto vienu konvencionālu vērtību no šī diapazona.

Ko formulā dara iekavas un kvadrātiekavas?

Tās grupē atomus, kas atkārtojas kā vienība. Formulā Ca(OH)₂ grupa (OH) tiek reizināta ar 2, pievienojot 2 skābekļa un 2 ūdeņraža atomus līdzās 1 kalcija atomam. Kvadrātiekavas [ ] un figūriekavas { } darbojas tāpat, un tās var ligzdot apaļajās iekavās, kas ir noderīgi sarežģītām formulām, piemēram, koordinācijas savienojumiem.