เครื่องคำนวณโมล | เครื่องมือแปลงโมลเป็นมวลฟรี

เครื่องคำนวณโมล

เครื่องคำนวณโมลแปลงระหว่างปริมาณของสารในหน่วยโมลกับมวลเป็นกรัม โดยใช้มวลโมลาร์ของสาร เครื่องคำนวณทำงานได้ทั้งสองทิศทาง คือแปลงจากโมลเป็นมวล และจากมวลเป็นโมล

โมลคืออะไร?

โมล (สัญลักษณ์: mol) เป็นหน่วยฐานเอสไอสำหรับปริมาณของสาร โมลของสารใด ๆ หนึ่งโมลมีอนุภาคมูลฐานจำนวน 6.02214076 × 10²³ อนุภาคพอดี เช่น อะตอม โมเลกุล หรือไอออน จำนวนคงที่นี้เรียกว่าเลขอาโวกาโดร เมื่อเขียนพร้อมหน่วยเป็น 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹ จะเรียกว่าค่าคงที่อาโวกาโดร โดยมีสัญลักษณ์ N_A

โมลทำให้นักเคมีสามารถนับอนุภาคด้วยการชั่งมวลได้ ไม่มีใครสามารถนับอะตอมแต่ละอะตอมบนเครื่องชั่งได้ แต่เครื่องชั่งสามารถชั่งเป็นกรัม โมลจึงเชื่อมโยงมาตราส่วนทั้งสองเข้าด้วยกัน

ก่อน 2019 โมลนิยามโดยใช้คาร์บอน-12 กล่าวคือ โมลหนึ่งโมลคือปริมาณของสารที่มีจำนวนอนุภาคเท่ากับจำนวนอะตอมในคาร์บอน-12 ปริมาณ 12 กรัม การประชุมใหญ่ระหว่างประเทศว่าด้วยการชั่งตวงวัดได้ปรับนิยามโมลใหม่ โดยกำหนดเลขอาโวกาโดรให้เท่ากับ 6.02214076 × 10²³ อย่างแน่นอน แทนการผูกนิยามไว้กับตัวอย่างทางกายภาพ นิยามใหม่นี้มีผลตั้งแต่ 20 พฤษภาคม ค.ศ. 2019

สูตรแปลงโมลเป็นมวล

สูตรสองสูตรเชื่อมโยงโมล มวล และมวลโมลาร์เข้าด้วยกัน:

มวล (g) = โมล (mol) × มวลโมลาร์ (g/mol)

โมล (mol) = มวล (g) ÷ มวลโมลาร์ (g/mol)

มวลโมลาร์ หรือที่เรียกว่ามวลโมเลกุล คือมวลของสารหนึ่งโมล วัดเป็นกรัมต่อโมล (g/mol) และเท่ากับผลรวมของมวลอะตอมของอะตอมทุกอะตอมในสูตรเคมีของสารนั้น

วิธีคำนวณมวลจากโมล

หากต้องการหามวล ให้คูณจำนวนโมลด้วยมวลโมลาร์

ตัวอย่าง: มวลของน้ำ 2 โมล

น้ำ (H₂O) มีมวลโมลาร์ 18.015 ก./mol

มวล = 2 mol × 18.015 ก./mol = 36.03 ก.

น้ำสองโมลมีมวล 36.03 กรัม

วิธีคำนวณโมลจากมวล

หากต้องการหาโมล ให้หารมวลด้วยมวลโมลาร์

ตัวอย่าง: จำนวนโมลในเกลือแกง 100 กรัม

โซเดียมคลอไรด์ (NaCl) มีมวลโมลาร์ 58.44 ก./mol

โมล = 100 ก. ÷ 58.44 ก./mol = 1.71 mol

เกลือแกง 100 กรัม มี NaCl ประมาณ 1.71 โมล

วิธีหามวลโมลาร์

หามวลโมลาร์ได้โดยบวกมวลอะตอมของอะตอมทุกอะตอมในสูตรเข้าด้วยกัน โดยใช้ค่าจากตารางธาตุ

สำหรับน้ำ (H₂O):

• อะตอมไฮโดรเจน 2 อะตอม: 2 × 1.008 = 2.016 ก./mol
• อะตอมออกซิเจน 1 อะตอม: 1 × 15.999 = 15.999 ก./mol
• รวม: 18.015 ก./mol

สำหรับสารประกอบที่มีโมเลกุลน้ำจับอยู่ในโครงผลึก ซึ่งเรียกว่าไฮเดรต ต้องบวกน้ำเข้าไปด้วย คอปเปอร์ซัลเฟตเพนตะไฮเดรต (CuSO₄·5H₂O) มีมวลโมลาร์ประมาณ 249.68 ก./mol ซึ่งประกอบด้วย 159.60 ก./mol ของ CuSO₄ ที่ไม่มีน้ำ และ 5 × 18.015 ก./mol สำหรับโมเลกุลน้ำทั้งห้าโมเลกุล

มวลโมลาร์ที่พบบ่อย

ค่าทุกค่าคือผลรวมของมวลอะตอมมาตรฐานของ IUPAC ปี 2021 สำหรับสูตรนั้น โดยปัดเศษเป็นทศนิยมสองตำแหน่ง

วิธีใช้เครื่องคำนวณนี้

เครื่องคำนวณมีสองโหมด โหมดแปลงโมลเป็นมวลให้ป้อนปริมาณเป็นโมลและมวลโมเลกุลในหน่วย g/mol แล้วนำมาคูณกัน โหมดแปลงมวลเป็นโมลให้ป้อนมวลเป็นกรัมและมวลโมเลกุลในหน่วย g/mol แล้วนำมาหารกัน

ต้องกรอกค่ามวลโมเลกุลเอง เนื่องจากเครื่องมือนี้ไม่ค้นหาสูตรเคมี ตารางด้านบนครอบคลุมสารที่มักพบในชั้นเรียน

ผลลัพธ์จะแสดงเป็นทศนิยมสี่ตำแหน่งสำหรับมวลเป็นกรัม และทศนิยมหกตำแหน่งสำหรับปริมาณเป็นโมล ระบบจะปฏิเสธมวลติดลบหรือจำนวนโมลติดลบ และน้ำหนักโมเลกุลต้องมากกว่าศูนย์ ดังนั้นเครื่องมือจึงไม่แสดงคำตอบที่เป็นไปไม่ได้

เหตุใดโมลจึงสำคัญในเคมี

สูตรเคมีอธิบายอัตราส่วนของอนุภาค แต่เครื่องมือในห้องปฏิบัติการวัดมวล โมลใช้แปลงระหว่างสองสิ่งนี้ จึงปรากฏอยู่ตลอดวิชาเคมี

ในปริมาณสัมพันธ์ สมการเคมีที่ดุลแล้วจะให้สัดส่วนโมลระหว่างสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ หากต้องการคาดการณ์ว่าปฏิกิริยาจะสร้างผลิตภัณฑ์ได้มากเท่าใด นักเคมีจะแปลงมวลตั้งต้นเป็นโมล ใช้อัตราส่วนโมลจากสมการ แล้วแปลงกลับเป็นมวล

ในการเตรียมสารละลาย โมลาริตีอธิบายความเข้มข้นเป็นจำนวนโมลของตัวถูกละลายต่อลิตรของสารละลาย หากต้องการเตรียมสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ความเข้มข้น 0.1 mol/L ปริมาตร 500 มล. ปริมาณสารที่ต้องใช้คือ 0.1 mol/L × 0.5 ล. = 0.05 mol เมื่อแปลงเป็นมวลจะได้ 0.05 mol × 40.00 ก./mol = 2.00 ก. ของ NaOH

คำถามที่พบบ่อย

จะแปลงโมลเป็นกรัมได้อย่างไร?

คูณจำนวนโมลด้วยมวลโมลาร์: มวล (g) = โมล (mol) × มวลโมลาร์ (g/mol) สำหรับน้ำ 2 โมล จะได้ 2 × 18.015 = 36.03 ก.

จะแปลงกรัมเป็นโมลได้อย่างไร?

หารมวลด้วยมวลโมลาร์: โมล (mol) = มวล (g) ÷ มวลโมลาร์ (g/mol) สำหรับ NaCl 100 ก. จะได้ 100 ÷ 58.44 ≈ 1.71 mol

เลขอาโวกาโดรคืออะไร?

เลขอาโวกาโดรคือ 6.02214076 × 10²³ ซึ่งเป็นจำนวนอนุภาคที่แน่นอนในสารใด ๆ หนึ่งโมล ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี อเมเดโอ อาโวกาโดร ผู้เสนอในปี 1811 ว่าแก๊สปริมาตรเท่ากันที่อุณหภูมิและความดันเดียวกันมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน

น้ำหนักโมเลกุลกับมวลโมลาร์แตกต่างกันอย่างไร?

ในการใช้งานในห้องปฏิบัติการทั่วไป คำสองคำนี้มีความหมายเหมือนกันและมีค่าเดียวกันในหน่วย g/mol ตามนิยามอย่างเคร่งครัด มวลโมเลกุลเป็นอัตราส่วนที่ไม่มีหน่วย เปรียบเทียบมวลของโมเลกุลกับหนึ่งในสิบสองของมวลอะตอมคาร์บอน-12 ขณะที่มวลโมลาร์มีหน่วยเป็น g/mol ตำราเรียนและเครื่องคำนวณโดยทั่วไปใช้คำสองคำนี้แทนกัน

หนึ่งโมลมีกี่กรัม?

ขึ้นอยู่กับสารนั้น โมลของสารใด ๆ หนึ่งโมลมีมวลเป็นกรัมเท่ากับมวลโมลาร์ของสารนั้นพอดี: คาร์บอนหนึ่งโมลมีมวล 12.01 ก. น้ำหนึ่งโมลมีมวล 18.015 ก. และกลูโคสหนึ่งโมลมีมวล 180.16 ก.

เครื่องคำนวณนี้ใช้ตรวจการบ้านวิชาเคมีได้หรือไม่?

ได้ เครื่องคำนวณใช้สูตรมาตรฐานสำหรับมวลและโมล จึงใช้ตรวจสอบการคำนวณด้วยมือหรือคำตอบการบ้านได้ การคำนวณด้วยมือก่อนยังมีประโยชน์ต่อการทำความเข้าใจปริมาณสัมพันธ์และเลขนัยสำคัญ

เอกสารอ้างอิง

1. Bureau International des Poids et Mesures (BIPM). ระบบหน่วยระหว่างประเทศ (SI) ฉบับที่ 9, 2019
2. National Institute of Standards and Technology (NIST). NIST Chemistry WebBook. https://webbook.nist.gov/chemistry/
3. International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Compendium of Chemical Terminology (Gold Book). https://goldbook.iupac.org/
4. คณะกรรมาธิการ IUPAC ว่าด้วยปริมาณไอโซโทปและมวลอะตอม (CIAAW). Standard Atomic Weights 2021. https://ciaaw.org/atomic-weights.htm