Калькулятор молярної маси - Миттєве обчислення молекулярної ваги

Калькулятор молярної маси визначає масу одного моля хімічної сполуки за її хімічною формулою. Результат подається в грамах на моль (г/моль) — це значення також називають молекулярною масою.

Що таке молярна маса?

Молярна маса — це маса одного моля речовини. Моль — це фіксована кількість частинок: 6,02214076 × 10²³, відома як число Авогадро. Це число є точним. Його було встановлено визначенням у редакції Міжнародної системи одиниць (SI) від 2019 року.

Хіміки використовують молі, оскільки атоми й молекули надто малі, щоб зважувати їх по одному. Моль перетворює кількість частинок, яку можна порахувати, на масу, яку може виміряти лабораторна вага.

Формула молярної маси

Молярна маса сполуки дорівнює сумі атомних мас усіх атомів у її формулі:

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

• $M$ — молярна маса сполуки в г/моль
• $A_i$ — атомна маса елемента $i$ у г/моль
• $n_i$ — кількість атомів елемента $i$ у формулі

Атомні маси беруть із періодичної таблиці. Кожна з них є середньозваженим значенням ізотопів елемента, що трапляються в природі, на основі стандартних значень, опублікованих Міжнародним союзом теоретичної та прикладної хімії (IUPAC).

Як обчислити молярну масу: покрокова інструкція

Приклад 1: вода (H₂O)

1. Перелічіть кожен елемент і кількість його атомів: 2 атоми водню (H), 1 атом кисню (O).
2. Помножте атомну масу кожного елемента на кількість його атомів: H = 1,008 × 2 = 2,016 г/моль; O = 15,999 × 1 = 15,999 г/моль.
3. Додайте результати: 2,016 + 15,999 = 18,015 г/моль.

Молярна маса води становить 18,015 г/моль.

Приклад 2: гідроксид кальцію (Ca(OH)₂)

Дужки означають, що все всередині них помножується на число, записане після правої дужки. У Ca(OH)₂ група (OH) трапляється двічі.

1. Атоми: 1 Ca, 2 O, 2 H.
2. Множення: Ca = 40,078 × 1 = 40,078; O = 15,999 × 2 = 31,998; H = 1,008 × 2 = 2,016.
3. Додавання: 40,078 + 31,998 + 2,016 = 74,092 г/моль.

Ca(OH)₂ і CaOH₂ — це не одна й та сама формула. Без дужок CaOH₂ означала б лише один атом кисню, а не два, тобто іншу й неправильну сполуку.

Як користуватися цим калькулятором

1. Введіть хімічну формулу в поле введення, наприклад H2O, NaCl або Ca(OH)2.
2. Використовуйте стандартне написання з правильним регістром. Перша літера символу елемента є великою, а друга, якщо вона є, — малою. «Na» — це натрій; «na» не розпізнається як символ елемента.
3. Використовуйте круглі, квадратні або фігурні дужки, щоб об’єднати атоми, які повторюються, а потім додайте число після правої дужки.
4. Перегляньте загальну молярну масу, таблицю складу за елементами та масову частку кожного елемента у відсотках.

Калькулятор позначає три типи проблем: символ, якого він не розпізнає, символ, який він не може прочитати, і незакриті дужки. Регістр має більше значення, ніж може здаватися. Введення «Co2» замість «CO2» не спричиняє помилки, оскільки «Co» — це самостійний допустимий символ елемента, кобальту. Калькулятор читає «Co2» як два атоми кобальту, а не як діоксид вуглецю.

Чому молярна маса важлива

Молярна маса пов’язує масу, виміряну на вагах, із кількістю молів у цій масі. Хіміки використовують для урівнювання хімічних рівнянь і обчислення виходу реакції молі, а не грами.

Поширене лабораторне завдання — приготування розчину з відомою концентрацією. Щоб приготувати розчин хлориду натрію (NaCl, молярна маса 58,44 г/моль) об’ємом 500 мл і концентрацією 0,1 mol/л:

$m = c \times V \times M$

де m — маса в грамах, c — концентрація в молях на літр, а V — об’єм у літрах.

маса = 0,1 mol/л × 0,5 л × 58,44 г/моль = 2,922 г

Зважування 2,922 г NaCl і розчинення його в 500 мл води дає потрібну концентрацію. Помилка в молярній масі безпосередньо призводить до помилки в кінцевій концентрації.

Поширені запитання

Чим молярна маса відрізняється від молекулярної маси?

Вони описують ту саму величину, але в різних одиницях. Молярну масу виражають у грамах на моль (г/моль). Молекулярну масу часто виражають в атомних одиницях маси (а.о.м.) або дальтонах (Da). Числове значення в обох випадках однакове: вода має 18,015 г/моль, або 18,015 Da.

Чому калькулятор пише «невідомий елемент»?

Це означає, що він виявив символ, якого немає в періодичній таблиці, наприклад «Xx», або символ із неправильним регістром. Великою може бути лише перша літера символу елемента.

Чи може цей калькулятор працювати з кристалогідратами, такими як CuSO₄·5H₂O?

Ні, безпосередньо не може. Калькулятор не розпізнає підняту крапку, яку використовують у формулах кристалогідратів, тому введення «CuSO4.5H2O» повертає помилку. Натомість обчисліть дві частини окремо. Безводний CuSO₄ має молярну масу 159,602 г/моль. П’ять молекул води мають масу 5 × 18,015 = 90,075 г/моль. Загальна молярна маса пентагідрату сульфату міді становить 249,677 г/моль.

Наскільки точні результати?

Калькулятор подає молярну масу до чотирьох знаків після коми, наприклад 18,0150 г/моль для води. Це більша точність, ніж потрібна для більшості лабораторних робіт. Стандартні аналітичні ваги мають точність приблизно ±0,001 г, і зазвичай саме це є більшим джерелом похибки.

Чи використовує калькулятор атомні маси IUPAC?

Так. Він використовує стандартні атомні маси, опубліковані IUPAC — організацією, яка встановлює еталонні значення атомних мас у всьому світі. Для елементів, співвідношення ізотопів яких змінюється залежно від геологічного походження, як-от літій, IUPAC публікує діапазон, а калькулятори використовують одне загальноприйняте значення з цього діапазону.

Для чого потрібні круглі та квадратні дужки у формулі?

Вони об’єднують атоми, які повторюються як єдина група. У Ca(OH)₂ група (OH) помножується на 2, додаючи 2 атоми кисню і 2 атоми водню разом із 1 атомом кальцію. Квадратні дужки [ ] і фігурні дужки { } працюють так само й можуть бути вкладені в круглі дужки, що зручно для складних формул, наприклад координаційних сполук.