Kalkulačka molekulovej hmotnosti - Výpočet molekulovej hmotnosti

Čo je kalkulačka molekulovej hmotnosti?

Kalkulačka molekulovej hmotnosti určuje hmotnosť jedného mólu chemickej zlúčeniny z jej vzorca. Sčíta atómové hmotnosti všetkých atómov v molekule a uvedie celkovú hodnotu v gramoch na mól (g/mol). Používajú ju študenti, laboratórni pracovníci a chemici pri príprave roztokov, kontrole domácich úloh a plánovaní chemických reakcií.

Vzorec molekulovej hmotnosti

Molekulová hmotnosť, nazývaná aj molárna hmotnosť, je súčet atómových hmotností všetkých atómov vo vzorci, pričom každá sa vynásobí počtom výskytov daného atómu:

$MW = \sum_i (\text{atómová hmotnosť prvku } i) \times (\text{počet atómov prvku } i)$

Atómová hmotnosť je priemerná hmotnosť atómov prvku porovnaná s pevne stanoveným štandardom. V praxi ide o počet gramov v jednom móle týchto atómov. Priemer vychádza z prirodzenej zmesi izotopov prvku, teda atómov toho istého prvku, ktoré majú rôzny počet neutrónov, a preto aj rôznu hmotnosť. Hodnoty uvedené nižšie vychádzajú zo štandardu publikovaného Medzinárodnou úniou pre čistú a aplikovanú chémiu (IUPAC).

Ako vypočítať molekulovú hmotnosť: čítanie vzorca

Chemický vzorec obsahuje tri druhy informácií v krátkom reťazci písmen a číslic:

1. Symboly prvkov, napríklad H, O alebo Na, označujú prítomné atómy.
2. Indexy, teda čísla bezprostredne za symbolom, udávajú počet atómov daného prvku. H₂O má dva atómy vodíka a jeden atóm kyslíka.
3. Zátvorky zoskupujú súbor atómov. Číslo za uzatváracou zátvorkou násobí každý atóm v skupine.

Vyriešený príklad: hydroxid vápenatý, Ca(OH)₂

Hydroxid vápenatý má jeden atóm vápnika a skupinu (OH), ktorá sa opakuje dvakrát.

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

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

Vyriešený príklad: vnorené zátvorky, Fe(C₂H₃O₂)₃

Niektoré vzorce vkladajú skupinu do väčšieho vzorca. Jedným príkladom je octan železitý.

1. Nájdite hmotnosť skupiny (C₂H₃O₂): 2×12.011 + 3×1,008 + 2×15.999 = 59,044
2. Vynásobte ju indexom za zátvorkou: 3 × 59,044 = 177,132
3. Pripočítajte atóm železa: 55,845 + 177,132 = 232,977 g/mol

Ako používať kalkulačku molekulovej hmotnosti

1. Zadajte chemický vzorec do vstupného poľa, napríklad H2O, NaCl, C6H12O6 alebo Ca(OH)2.
2. Kalkulačka zobrazí molekulovú hmotnosť v g/mol a uvedie príspevok každého prvku.
3. Skopírujte výsledok na použitie inde.

Vzorce musia používať štandardný zápis: symbol prvku sa začína veľkým písmenom a druhé písmeno, ak existuje, je malé (Na, nie NA ani na). Indexy sa píšu bezprostredne za symbol alebo uzatváraciu zátvorku a musia byť 1 alebo väčšie. Index 0, napríklad v H0 alebo (OH)0, sa odmietne, namiesto toho, aby sa považoval za nulový počet atómov. Medzery sa ignorujú, takže „H2 O“ a „H2O“ poskytujú rovnaký výsledok.

Kalkulačka nerozpoznáva vyvýšenú bodku používanú v zápise hydrátov, napríklad CuSO₄·5H₂O. Zadanie tejto bodky spôsobí chybu. Ak chcete vypočítať molekulovú hmotnosť hydrátu, vypočítajte bezvodú zlúčeninu a vodu osobitne a potom ich sčítajte: molekulová hmotnosť CuSO₄ plus 5-násobok molekulovej hmotnosti H₂O.

Príklady molekulovej hmotnosti

Jednoduché zlúčeniny

Zložité zlúčeniny

Prečo je molekulová hmotnosť dôležitá

Molekulová hmotnosť umožňuje prepočítať látkové množstvo vzorky (merané v móloch) na hmotnosť tejto vzorky (meranú v gramoch). Tento prepočet je základom väčšiny kvantitatívnej práce v chémii.

V laboratóriu určuje, koľko pevnej látky treba odvážiť na prípravu roztoku s danou koncentráciou. Na prípravu 500 mL roztoku chloridu sodného s koncentráciou 0,1 mol/L: 0,1 mol/L × 0,5 L × 58,44 g/mol = 2,922 g NaCl. V stechiometrii prevádza gramy odvážené na váhach na móly použité vo vyrovnanej chemickej rovnici, ktorá predpovedá množstvo produktu vzniknutého pri reakcii. V biologických laboratóriách určuje, koľko glukózy alebo inej živiny treba pridať do stanoveného objemu kultivačného média. Pri výrobe liekov sa používa na výpočet množstva zlúčeniny, napríklad aspirínu (C₉H₈O₄, 180,159 g/mol), ktoré sa nachádza v každej dávke.

Stručná história

V roku 1803 John Dalton navrhol, že prvky sa skladajú z atómov, a uverejnil prvú tabuľku relatívnych atómových hmotností. Jöns Jacob Berzelius tieto merania spresnil v období medzi rokmi 1808 a 1826. V 1869 Dmitrij Mendelejev usporiadal prvky podľa atómovej hmotnosti do periodickej tabuľky, ktorá odhalila zákonitosti ich vlastností. Objav izotopov Fredericka Soddyho v 1913 vysvetlil, prečo atómové hmotnosti nie sú celé čísla: atómy prvku môžu mať mierne odlišné hmotnosti v závislosti od počtu neutrónov. V 1961 nahradil vodík ako referenčný bod pre atómové hmotnosti uhlík-12. IUPAC naďalej kontroluje a aktualizuje štandardné hodnoty podľa nových meraní zastúpenia izotopov.

Najčastejšie otázky

Čo je molekulová hmotnosť?

Molekulová hmotnosť je celková hmotnosť jedného mólu látky, ktorá sa určí sčítaním atómových hmotností všetkých atómov v jej vzorci. Meria sa v gramoch na mól (g/mol).

Aký je rozdiel medzi molekulovou a molárnou hmotnosťou?

Oba pojmy označujú pre danú zlúčeninu rovnakú veličinu a vo väčšine chemických prác sa používajú zameniteľne. Molárna hmotnosť sa konkrétne vzťahuje na hmotnosť jedného mólu (6,022×10²³ molekúl) látky v g/mol.

Prečo majú atómové hmotnosti desatinné hodnoty?

Väčšina prvkov sa v prírode vyskytuje ako zmes izotopov, teda atómov s rovnakým počtom protónov, ale s rôznym počtom neutrónov. Atómová hmotnosť prvku je priemerná hmotnosť jeho atómov vážená podľa toho, ako často sa jednotlivé izotopy vyskytujú. Tento priemer je len zriedka celé číslo.

Dokáže kalkulačka spracovať vzorce s vnorenými zátvorkami?

Áno. Najprv vyrieši vnútornú skupinu, vynásobí ju indexom za uzatváracou zátvorkou a opakuje tento postup, kým sa celý vzorec nezredukuje na jediný celkový počet, ako je uvedené v príklade Fe(C₂H₃O₂)₃ vyššie.

Dokáže kalkulačka priamo spracovať vzorce hydrátov, ako je CuSO₄·5H₂O?

Nie. Vyvýšená bodka (·) nie je rozpoznávaný znak a jej zadanie spôsobí chybu. Vypočítajte bezvodú zlúčeninu a vodu osobitne a potom pripočítajte molekulovú hmotnosť vody vynásobenú hydratačným číslom.

Prečo sa index 0 odmieta?

Index udáva, koľko atómov prvku vzorec obsahuje, takže najmenšia zmysluplná hodnota je 1. Keby sa H0 považovalo za platný vzorec, výsledkom by bola molekulová hmotnosť 0 g/mol, ktorú nemá žiadna látka. Kalkulačka namiesto toho zobrazí chybu.

Aké presné sú výsledky?

Kalkulačka používa štandardné atómové hmotnosti IUPAC a vracia výsledky s presnosťou až na štyri desatinné miesta, čo je viac než dostatočná presnosť na školskú prácu, bežné laboratórne výpočty a stechiometrické úlohy.