Kalkulačka molárnej hmotnosti - Okamžité výpočty molekulovej hmotnosti

Kalkulačka molárnej hmotnosti určuje hmotnosť jedného mólu chemickej zlúčeniny z jej chemického vzorca. Výsledok sa uvádza v gramoch na mól (g/mol), pričom táto hodnota sa nazýva aj molekulová hmotnosť.

Čo je molárna hmotnosť?

Molárna hmotnosť je hmotnosť jedného mólu látky. Mól je pevne stanovený počet častíc: 6,02214076 × 10²³, známy ako Avogadrovo číslo. Toto číslo je presné. Bolo stanovené definíciou v aktualizácii 2019 Medzinárodnej sústavy jednotiek (SI).

Chemici používajú móly, pretože atómy a molekuly sú príliš malé na to, aby sa dali vážiť jednotlivo. Mól prevádza spočítateľný počet častíc na hmotnosť, ktorú možno zmerať laboratórnymi váhami.

Vzorec molárnej hmotnosti

Molárna hmotnosť zlúčeniny je súčtom atómových hmotností všetkých atómov v jej vzorci:

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

• $M$ je molárna hmotnosť zlúčeniny v g/mol
• $A_i$ je atómová hmotnosť prvku $i$ v g/mol
• $n_i$ je počet atómov prvku $i$ vo vzorci

Atómové hmotnosti pochádzajú z periodickej tabuľky. Každá z nich je váženým priemerom prirodzene sa vyskytujúcich izotopov prvku založeným na štandardných hodnotách, ktoré uverejňuje Medzinárodná únia pre čistú a aplikovanú chémiu (IUPAC).

Ako vypočítať molárnu hmotnosť: postup krok za krokom

Príklad 1: voda (H₂O)

1. Uveďte každý prvok a počet jeho atómov vo vzorci: 2 atómy vodíka (H), 1 atóm kyslíka (O).
2. Vynásobte každú atómovú hmotnosť počtom atómov: H = 1,008 × 2 = 2,016 g/mol; O = 15,999 × 1 = 15,999 g/mol.
3. Sčítajte výsledky: 2,016 + 15,999 = 18,015 g/mol.

Molárna hmotnosť vody je 18,015 g/mol.

Príklad 2: hydroxid vápenatý (Ca(OH)₂)

Zátvorky znamenajú, že všetko, čo je vnútri, sa násobí číslom uvedeným za uzatváracou zátvorkou. Vo vzorci Ca(OH)₂ sa skupina (OH) vyskytuje dvakrát.

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

Ca(OH)₂ a CaOH₂ nie sú rovnaké vzorce. Bez zátvoriek by CaOH₂ znamenal iba jeden atóm kyslíka namiesto dvoch, teda inú a nesprávnu zlúčeninu.

Ako používať túto kalkulačku

1. Zadajte chemický vzorec do vstupného poľa, napríklad H2O, NaCl alebo Ca(OH)2.
2. Používajte štandardné písanie veľkých a malých písmen. Prvé písmeno značky prvku je veľké a prípadné druhé písmeno je malé. „Na“ je sodík; „na“ sa nepovažuje za značku prvku.
3. Na zoskupenie opakujúcich sa atómov použite okrúhle zátvorky, hranaté zátvorky alebo zložené zátvorky a za uzatváraciu zátvorku pridajte číslo.
4. Prečítajte si celkovú molárnu hmotnosť, tabuľku rozdelenia podľa prvkov a hmotnostné percento každého prvku.

Kalkulačka označuje tri druhy problémov: značku, ktorú nerozpozná, znak, ktorý nedokáže prečítať, a zátvorky, ktoré sa nikdy neuzavrú. Veľké a malé písmená sú dôležitejšie, než by sa mohlo zdať. Zadaním „Co2“ namiesto „CO2“ sa chyba nezobrazí, pretože „Co“ je platná značka prvku, kobaltu. Kalkulačka číta „Co2“ ako dva atómy kobaltu, nie ako oxid uhličitý.

Prečo je molárna hmotnosť dôležitá

Molárna hmotnosť spája hmotnosť zmeranú na váhach s počtom mólov v tejto hmotnosti. Chemici používajú na vyvažovanie chemických rovníc a výpočet výťažkov reakcií móly, nie gramy.

Bežnou laboratórnou úlohou je pripraviť roztok so známou koncentráciou. Na prípravu 500 mL roztoku chloridu sodného (NaCl) s koncentráciou 0,1 mol/L a molárnou hmotnosťou 58,44 g/mol:

$m = c \times V \times M$

kde m je hmotnosť v gramoch, c koncentrácia v móloch na liter a V objem v litroch.

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

Odváženie 2,922 g NaCl a jeho rozpustenie v 500 mL vody poskytne požadovanú koncentráciu. Chyba v molárnej hmotnosti sa priamo prenesie do chyby výslednej koncentrácie.

Najčastejšie otázky

Ako sa molárna hmotnosť líši od molekulovej hmotnosti?

Opisujú rovnakú veličinu v rôznych jednotkách. Molárna hmotnosť sa vyjadruje v gramoch na mól (g/mol). Molekulová hmotnosť sa často vyjadruje v atómových hmotnostných jednotkách (amu) alebo daltonoch (Da). Číselná hodnota je v oboch prípadoch rovnaká: voda má 18,015 g/mol alebo 18,015 Da.

Prečo kalkulačka uvádza „neznámy prvok“?

Znamená to, že našla značku, ktorá nie je v periodickej tabuľke, napríklad „Xx“, alebo značku s nesprávnym písaním veľkých a malých písmen. Veľké môže byť vždy iba prvé písmeno značky prvku.

Dokáže táto kalkulačka spracovať hydráty, napríklad CuSO₄·5H₂O?

Nie priamo. Kalkulačka nerozpoznáva vyvýšenú bodku používanú vo vzorcoch hydrátov, takže zadanie „CuSO4.5H2O“ vráti chybu. Namiesto toho vypočítajte obe časti samostatne. Bezvodý CuSO₄ má molárnu hmotnosť 159,602 g/mol. Päť molekúl vody má hmotnosť 5 × 18,015 = 90,075 g/mol. Celková molárna hmotnosť pentahydrátu síranu meďnatého je 249,677 g/mol.

Ako presné sú výsledky?

Kalkulačka uvádza molárnu hmotnosť na štyri desatinné miesta, napríklad 18,0150 g/mol pre vodu. To je väčšia presnosť, než väčšina laboratórnych prác vyžaduje. Bežné analytické váhy sú presné približne na ±0,001 g, čo je zvyčajne väčší zdroj chyby.

Používa kalkulačka atómové hmotnosti podľa IUPAC?

Áno. Používa štandardné atómové hmotnosti uverejnené organizáciou IUPAC, ktorá stanovuje referenčné hodnoty atómových hmotností na celom svete. Pri prvkoch, ktorých izotopové pomery sa líšia podľa geologického pôvodu, napríklad pri lítiu, IUPAC uverejňuje rozsah a kalkulačky používajú jednu konvenčnú hodnotu z tohto rozsahu.

Akú funkciu majú zátvorky a hranaté zátvorky vo vzorci?

Zoskupujú atómy, ktoré sa opakujú ako celok. Vo vzorci Ca(OH)₂ sa skupina (OH) násobí číslom 2, čím sa pridajú 2 atómy kyslíka a 2 atómy vodíka spolu s 1 atómom vápnika. Hranaté zátvorky [ ] a zložené zátvorky { } fungujú rovnako a možno ich vkladať do okrúhlych zátvoriek, čo je užitočné pri zložitých vzorcoch, napríklad koordinačných zlúčenín.