Máy chuyển đổi Gam sang Mol | Máy tính Hóa học Miễn phí

Chuyển đổi từ gam sang mol là gì?

Chuyển đổi từ gam sang mol là quá trình xác định một khối lượng nhất định của chất tương ứng với bao nhiêu mol. Mol là đơn vị mà các nhà hóa học dùng để đếm nguyên tử, phân tử hoặc ion. Việc chuyển đổi từ gam sang mol liên kết khối lượng đo trên cân trong phòng thí nghiệm với số hạt tham gia phản ứng hóa học.

Phương trình hóa học mô tả các phản ứng theo mol, trong đó một mol chất này phản ứng với một số mol xác định của chất khác. Cân đo khối lượng bằng gam. Việc chuyển đổi giữa hai đại lượng này cho phép nhà hóa học biến phương trình đã cân bằng thành lượng chất thực tế cần cân.

Một mol của bất kỳ chất nào chứa chính xác 6,02214076 × 10²³ thực thể cơ bản. Con số này được gọi là hằng số Avogadro. Giá trị này được cố định ở mức chính xác đó vào 2019, khi Hội nghị toàn thể về Cân đo Quốc tế (CGPM) sửa đổi định nghĩa của mol.

Công thức chuyển đổi từ gam sang mol

Số mol bằng khối lượng tính bằng gam chia cho khối lượng mol của chất:

$\text{Số mol} = \frac{\text{Khối lượng (g)}}{\text{Khối lượng mol (g/mol)}}$

Để chuyển theo chiều ngược lại, từ mol sang gam, hãy nhân thay vì chia:

$\text{Khối lượng (g)} = \text{Số mol} \times \text{Khối lượng mol (g/mol)}$

Khối lượng mol là khối lượng của một mol chất, được biểu thị bằng gam trên mol (g/mol). Đối với một nguyên tố riêng lẻ, khối lượng mol là nguyên tử khối được ghi trong bảng tuần hoàn. Đối với một hợp chất, đó là tổng nguyên tử khối của mọi nguyên tử trong công thức.

Cách tính khối lượng mol

Để tìm khối lượng mol của một hợp chất, hãy cộng nguyên tử khối của từng nguyên tố sau khi nhân với số lần nguyên tố đó xuất hiện trong công thức. Chỉ số trong công thức cho biết số nguyên tử của mỗi nguyên tố.

• Hiđro (H): 1,008 g/mol
• Cacbon (C): 12,011 g/mol
• Oxy (O): 15,999 g/mol
• Nước (H₂O): 2(1,008) + 15,999 = 18,015 g/mol, thường được viết là 18,02 g/mol
• Glucose (C₆H₁₂O₆): 6(12,011) + 12(1,008) + 6(15,999) = 180,16 g/mol

Các nguyên tử khối này là những giá trị tiêu chuẩn do IUPAC công bố. Các giáo trình cũ làm tròn nguyên tử khối của oxy thành 16,00, khiến khối lượng mol thay đổi đôi chút ở chữ số thập phân cuối cùng.

Dấu ngoặc trong công thức áp dụng cho mọi nguyên tử bên trong nó. Canxi photphat, Ca₃(PO₄)₂, có 3 nguyên tử canxi, 2 nguyên tử photpho và 8 nguyên tử oxy (2 nhóm gồm 4 nguyên tử oxy), chứ không chỉ có mỗi loại một nguyên tử.

Các chất ngậm nước, chẳng hạn đồng(II) sulfat pentahiđrat (CuSO₄·5H₂O), chứa các phân tử nước liên kết trong tinh thể. Khối lượng của các phân tử nước đó phải được cộng vào khối lượng mol. Với CuSO₄·5H₂O, điều này có nghĩa là cộng 5 × 18,02 g/mol cho năm phân tử nước.

Ví dụ minh họa

Bài toán: Chuyển 25 g natri clorua (NaCl) sang mol.

Bước 1: Tìm khối lượng mol của NaCl.

• Natri (Na): 22,99 g/mol
• Clo (Cl): 35,45 g/mol
• NaCl: 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol

Bước 2: Chia khối lượng cho khối lượng mol.

$\text{Số mol} = \frac{25 \text{ g}}{58.44 \text{ g/mol}} = 0.4278 \text{ mol}$

Vì vậy, 25 g NaCl tương đương với 0,4278 mol. Bộ chuyển đổi làm tròn mọi kết quả đến bốn chữ số thập phân, nên hiển thị 0,4278 cho ví dụ này.

Bộ chuyển đổi cũng hoạt động theo chiều ngược lại. Chuyển sang chế độ từ mol sang gam sẽ tìm khối lượng của 0,05 mol natri hiđroxit (NaOH, khối lượng mol 40,00 g/mol):

$\text{Khối lượng} = 0.05 \text{ mol} \times 40.00 \text{ g/mol} = 2.0 \text{ g}$

Khối lượng mol không thể bằng 0, vì phép chia cho 0 không có kết quả. Bộ chuyển đổi hiển thị lỗi thay vì kết quả khi trường khối lượng mol được đặt thành 0.

Vì sao việc chuyển đổi này quan trọng

Các phương trình hóa học đã cân bằng nêu tỷ lệ mol giữa chất phản ứng và sản phẩm, nhưng thuốc thử được đo theo khối lượng. Chuyển đổi từ gam sang mol là bước kết nối hai đại lượng này.

Tỉ lượng phản ứng. Trong phản ứng 2H₂ + O₂ → 2H₂O, 10 g khí hiđro chuyển thành 10 ÷ 2,016 = 4,96 mol H₂. Phương trình cho thấy tỷ lệ 2:1 giữa H₂ và O₂, nên 4,96 mol H₂ cần 2,48 mol O₂, tương đương với 2,48 × 32,00 = 79,4 g O₂.

Pha dung dịch. Để pha 500 mL dung dịch natri hiđroxit 0,1 mol/L cần 0,1 × 0,5 = 0,05 mol NaOH, tương đương 0,05 × 40,00 = 2,0 g.

Bài toán chất phản ứng giới hạn. Khi hai chất phản ứng được trộn với nhau, việc chuyển đổi từng chất sang mol rồi so sánh với phương trình đã cân bằng cho biết chất nào hết trước và giới hạn lượng sản phẩm có thể tạo thành.

Công thức thực nghiệm. Dữ liệu phòng thí nghiệm thường cho biết phần trăm khối lượng của từng nguyên tố trong một hợp chất. Chuyển khối lượng của từng nguyên tố sang mol rồi so sánh các tỷ lệ mol sẽ cho công thức có các số nguyên tối giản của hợp chất.

Các khối lượng mol thường gặp

Lịch sử của mol

Amedeo Avogadro đề xuất vào 1811 rằng những thể tích khí bằng nhau, ở cùng nhiệt độ và áp suất, chứa số phân tử bằng nhau. Ý tưởng này, nay được gọi là định luật Avogadro, là một bước đầu trong việc liên kết khối lượng với số hạt. Từ "mol" thường được cho là do nhà hóa học Wilhelm Ostwald dùng vào những năm 1890, bắt nguồn từ tiếng Đức "Mol", viết tắt của khối lượng phân tử.

Vào 1971, mol trở thành một đơn vị cơ bản chính thức của SI, được định nghĩa là lượng chất chứa số thực thể cơ bản bằng số nguyên tử có trong 12 g cacbon-12. Vào 2019, hệ SI được sửa đổi để mol được định nghĩa trực tiếp bằng giá trị cố định của hằng số Avogadro, 6,02214076 × 10²³, thay vì bằng một mẫu vật lý của cacbon-12.

Các câu hỏi thường gặp

Mol trong hóa học là gì? Mol là đơn vị SI đo lượng chất. Một mol của bất kỳ thứ gì chứa 6,02214076 × 10²³ hạt, tương tự như một tá có nghĩa là 12 vật. Nhờ đó, các nhà hóa học có thể đếm hạt bằng cách cân chúng.

Tại sao phải chuyển đổi giữa gam và mol? Phương trình hóa học mô tả phản ứng bằng các tỷ lệ mol, nhưng thuốc thử được đo theo khối lượng. Phép chuyển đổi này biến phương trình đã cân bằng thành một lượng có thể cân trên cân.

Tìm khối lượng mol của một hợp chất như thế nào? Cộng nguyên tử khối của mọi nguyên tử trong công thức, tính mỗi nguyên tử đúng số lần xuất hiện, bao gồm các nguyên tử bên trong dấu ngoặc và, đối với chất ngậm nước, các phân tử nước trong tinh thể.

Có thể chuyển gam sang mol mà không biết khối lượng mol không? Không. Khối lượng mol là yêu cầu bắt buộc để thực hiện chuyển đổi. Phải tra cứu hoặc tính khối lượng mol từ công thức hóa học trước khi chuyển đổi.

Sự khác nhau giữa khối lượng phân tử và khối lượng mol là gì? Hai con số này giống nhau, nhưng đo các đại lượng khác nhau. Khối lượng phân tử, còn gọi là khối lượng phân tử tương đối, so sánh một phân tử với một phần mười hai nguyên tử cacbon-12, nên không có đơn vị. Khối lượng mol là khối lượng của một mol chất, tính bằng gam trên mol.

Chuyển mol sang số hạt như thế nào? Nhân số mol với hằng số Avogadro: số hạt = số mol × 6,02214076 × 10²³. Để chuyển ngược lại, chia số hạt cho hằng số Avogadro.

Sai lầm thường gặp khi tính khối lượng mol là gì? Bỏ sót các nguyên tử bên trong dấu ngoặc, chẳng hạn trong Ca(NO₃)₂, hoặc quên tính các phân tử nước trong chất ngậm nước như CuSO₄·5H₂O.