Калькулятор перетворення грамів на молі | Безкоштовний хімічний калькулятор

Що таке перетворення грамів у молі?

Перетворення грамів у молі — це визначення того, скільки молів речовини відповідає певній масі. Моль — одиниця, яку хіміки використовують для підрахунку атомів, молекул або йонів. Перетворення грамів у молі пов’язує масу, виміряну на лабораторних вагах, із кількістю частинок, що беруть участь у хімічній реакції.

Хімічні рівняння описують реакції в молях: один моль однієї речовини реагує з певною кількістю молів іншої. Ваги вимірюють масу в грамах. Перетворення між цими величинами дає змогу хіміку перетворити урівняне рівняння на фактичну кількість речовини, яку потрібно зважити.

Один моль будь-якої речовини містить рівно 6,02214076 × 10²³ елементарних частинок. Це число називають сталою Авогадро. Його зафіксували на цьому точному значенні у 2019 році, коли Генеральна конференція з мір і ваг (CGPM) переглянула визначення моля.

Формула перетворення грамів у молі

Кількість молів дорівнює масі в грамах, поділеній на молярну масу речовини:

$\text{Кількість молів} = \frac{\text{Маса (г)}}{\text{Молярна маса (г/моль)}}$

Щоб виконати зворотне перетворення, з молів у грами, потрібно не ділити, а множити:

$\text{Маса (г)} = \text{Кількість молів} \times \text{Молярна маса (г/моль)}$

Молярна маса — це маса одного моля речовини, виражена в грамах на моль (г/моль). Для окремого елемента молярна маса дорівнює атомній масі, зазначеній у періодичній таблиці. Для сполуки це сума атомних мас усіх атомів у її формулі.

Як обчислити молярну масу

Щоб знайти молярну масу сполуки, потрібно додати атомну масу кожного елемента, помножену на кількість його атомів у формулі. Нижні індекси у формулі показують, скільки атомів кожного елемента міститься в ній.

• Водень (H): 1,008 г/моль
• Вуглець (C): 12,011 г/моль
• Кисень (O): 15,999 г/моль
• Вода (H₂O): 2(1,008) + 15,999 = 18,015 г/моль, зазвичай записують як 18,02 г/моль
• Глюкоза (C₆H₁₂O₆): 6(12,011) + 12(1,008) + 6(15,999) = 180,16 г/моль

Ці атомні маси — стандартні значення, опубліковані IUPAC. У старіших підручниках атомну масу кисню округлюють до 16,00, що дещо змінює молярну масу в останньому десятковому розряді.

Дужки у формулі стосуються кожного атома всередині них. Кальцій фосфат, Ca₃(PO₄)₂, містить 3 атоми кальцію, 2 атоми фосфору та 8 атомів кисню (2 групи по 4 атоми кисню), а не лише по одному атому кожного елемента.

Кристалогідрати, зокрема пентагідрат сульфату міді(II) (CuSO₄·5H₂O), містять молекули води, зв’язані всередині кристала. Масу цих молекул води потрібно додати до молярної маси. Для CuSO₄·5H₂O це означає додати 5 × 18,02 г/моль для п’яти молекул води.

Приклад обчислення

Задача: перетворити 25 г хлориду натрію (NaCl) у молі.

Крок 1: знайти молярну масу NaCl.

• Натрій (Na): 22,99 г/моль
• Хлор (Cl): 35,45 г/моль
• NaCl: 22,99 + 35,45 = 58,44 г/моль

Крок 2: поділити масу на молярну масу.

$\text{Кількість молів} = \frac{25 \text{ g}}{58.44 \text{ г/моль}} = 0.4278 \text{ mol}$

Отже, 25 г NaCl дорівнює 0,4278 mol. Конвертер округлює кожен результат до чотирьох знаків після коми, тому для цього прикладу він показує 0,4278.

Конвертер також працює у зворотному напрямку. Перемикання на режим перетворення молів у грами визначає масу 0,05 mol гідроксиду натрію (NaOH, молярна маса 40,00 г/моль):

$\text{Маса} = 0.05 \text{ mol} \times 40.00 \text{ г/моль} = 2.0 \text{ g}$

Молярна маса не може дорівнювати нулю, оскільки ділення на нуль не має результату. Якщо в полі молярної маси встановлено 0, конвертер показує помилку замість результату.

Чому це перетворення важливе

Урівняні хімічні рівняння задають молярні співвідношення між реагентами та продуктами, але реагенти вимірюють за масою. Перетворення грамів у молі — це крок, який поєднує ці дві величини.

Стехіометрія реакцій. У реакції 2H₂ + O₂ → 2H₂O 10 г водню перетворюються на 10 ÷ 2,016 = 4,96 mol H₂. Рівняння показує співвідношення 2:1 між H₂ та O₂, тому 4,96 mol H₂ потребують 2,48 mol O₂, що дорівнює 2,48 × 32,00 = 79,4 г O₂.

Приготування розчинів. Для приготування 500 мл розчину гідроксиду натрію з концентрацією 0,1 mol/л потрібно 0,1 × 0,5 = 0,05 mol NaOH, тобто 0,05 × 40,00 = 2,0 г.

Задачі на лімітуючий реагент. Коли змішують два реагенти, переведення кожного з них у кількість речовини в молях і порівняння зі збалансованим рівнянням показують, який реагент вичерпається першим і обмежить кількість продукту, що може утворитися.

Емпіричні формули. Лабораторні дані зазвичай містять масову частку кожного елемента у сполуці. Перетворення маси кожного елемента в молі з подальшим порівнянням молярних співвідношень дає найпростішу формулу сполуки у цілих числах.

Поширені молярні маси

Історія моля

Амедео Авогадро припустив у 1811 році, що рівні об’єми газу за однакових температури й тиску містять однакову кількість молекул. Ця ідея, нині відома як закон Авогадро, стала одним із перших кроків до пов’язання маси з кількістю частинок. Термін «моль» зазвичай пов’язують із хіміком Вільгельмом Оствальдом у 1890-х роках; він походить від німецького «Mol», скорочення від «молекулярна маса».

У 1971 році моль став офіційною основною одиницею SI, визначеною як кількість речовини, що містить стільки ж елементарних частинок, скільки атомів міститься в 12 г карбону-12. У 2019 році систему SI переглянули, і моль почали визначати безпосередньо через фіксоване значення сталої Авогадро 6,02214076 × 10²³, а не через фізичний зразок карбону-12.

Поширені запитання

Що таке моль у хімії? Моль — це одиниця SI для кількості речовини. Один моль будь-чого містить 6,02214076 × 10²³ частинок, так само як одна дюжина означає 12 предметів. Це дає змогу хімікам підраховувати частинки за їхньою масою.

Навіщо перетворювати грами в молі та навпаки? Хімічні рівняння описують реакції за допомогою молярних співвідношень, але реагенти вимірюють за масою. Це перетворення дає змогу виразити урівняне рівняння як кількість речовини, яку можна зважити.

Як знаходять молярну масу сполуки? Потрібно додати атомні маси всіх атомів у формулі, врахувавши правильну кількість кожного атома, зокрема атоми всередині дужок і, для кристалогідратів, молекули води у кристалі.

Чи можна перетворити грами в молі, не знаючи молярної маси? Ні. Для перетворення потрібна молярна маса. Її потрібно знайти в довіднику або обчислити за хімічною формулою, перш ніж виконувати перетворення.

У чому різниця між молекулярною масою та молярною масою? Числові значення збігаються, але вони характеризують різні величини. Молекулярна маса, яку також називають відносною молекулярною масою, порівнює одну молекулу з однією дванадцятою атома карбону-12, тому не має одиниці вимірювання. Молярна маса — це маса одного моля речовини, виражена в грамах на моль.

Як перетворити молі на кількість частинок? Потрібно помножити кількість молів на сталу Авогадро: частинки = молі × 6,02214076 × 10²³. Щоб виконати зворотне перетворення, кількість частинок ділять на сталу Авогадро.

Якої поширеної помилки припускаються під час обчислення молярної маси? Пропускають атоми всередині дужок, наприклад у Ca(NO₃)₂, або забувають додати молекули води в такому кристалогідраті, як CuSO₄·5H₂O.