Calculateur de masse molaire – masse molaire à partir d’une formule
Calculez la masse molaire à partir d’une formule chimique et visualisez la contribution de chaque élément. Saisissez, si vous le souhaitez, une masse d’échantillon pour obtenir les moles ainsi que le nombre de molécules ou d’entités formulaires.
Calculer la masse molaire à partir d’une formule chimique
Formule de la masse molaire
Où :
- \(M\) — la masse molaire de la substance (g/mol)
- \(a_i\) — le nombre d’atomes de l’élément \(i\) dans une molécule ou une entité formulaire
- \(A_i\) — la masse atomique de l’élément \(i\) (g/mol)
- \(m\) — la masse de l’échantillon (g)
- \(n\) — la quantité de matière (mol)
- \(N\) — le nombre de molécules ou d’entités formulaires
- \(N_{\mathrm A}\) — la constante d’Avogadro, \(6.02214076\times10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}\)
La masse molaire s’obtient en additionnant la contribution de chaque élément, c’est-à-dire sa masse atomique multipliée par son nombre d’atomes. Si vous saisissez une masse d’échantillon, divisez-la par la masse molaire pour obtenir les moles, puis multipliez par la constante d’Avogadro pour estimer le nombre de particules.
Masse molaire – exemple de calcul
Exemple : la formule préremplie est celle du glucose, C6H12O6. Déterminez sa masse molaire, ainsi que la quantité de matière et le nombre de particules de l’échantillon par défaut de 180 g.
\[ M=6(12.011)+12(1.008)+6(15.999)=180.156\ \mathrm{g/mol} \]
\[ n=\frac{180\ \mathrm g}{180.156\ \mathrm{g/mol}}\approx0.99913408\ \mathrm{mol} \]
\[ N\approx0.99913408(6.02214076\times10^{23})\approx6.01693\times10^{23} \]
Résultat : la masse molaire est de 180,156 g/mol. Un échantillon de 180 g contient environ 0,99913408 mol et 6,01693 × 10²³ molécules de glucose.
Comment utiliser le calculateur
- Saisissez la substance dans Formule chimique, en respectant les majuscules et minuscules des symboles d’éléments, avec des indices en nombres entiers écrits en chiffres ordinaires. Par exemple, tapez
H2O,Ca(OH)2ouCuSO4·5H2O. - Laissez l’option Calculer les moles et le nombre de particules à partir d’une masse cochée si vous souhaitez des résultats pour un échantillon. Décochez-la si vous n’avez besoin que de la masse molaire et de la répartition par élément.
- Si l’option est cochée, saisissez une valeur positive ou nulle dans Masse de l’échantillon, en grammes. La valeur par défaut est 180 g.
- Lisez la Masse molaire en g/mol. Consultez la Répartition par élément pour vérifier les nombres d’atomes reconnus, la contribution massique de chaque élément et son pourcentage du total. Lorsqu’une masse d’échantillon est fournie, lisez également la Quantité de matière et le Nombre de molécules ou d’entités formulaires.
Comment les nombres d’atomes sont-ils interprétés ?
Une formule chimique indique quels éléments sont présents et combien d’atomes de chacun composent une molécule ou une entité formulaire. Le calculateur multiplie ces nombres d’atomes par les masses atomiques enregistrées, puis additionne les contributions. Bien que l’expression « poids moléculaire » soit d’usage courant, la grandeur calculée est la masse molaire, exprimée en grammes par mole. Elle s’applique aussi bien aux substances moléculaires comme le glucose qu’aux composés ioniques comme le chlorure de sodium, que l’on décrit par des entités formulaires plutôt que par des molécules individuelles.
La masse molaire fait le lien entre une masse mesurée et une quantité de matière en moles. Une mole contient \(6.02214076\times10^{23}\) entités déterminées. Dans l’exemple du glucose, une mole pèse 180,156 g d’après les masses atomiques utilisées ici. Un échantillon de 180 g représente donc un peu moins d’une mole — et non exactement une mole, malgré des valeurs très proches.
La répartition par élément permet de vérifier que la formule a été interprétée comme prévu. Dans Ca(OH)2, par exemple, l’indice 2 s’applique à la fois à O et à H, ce qui donne un atome de Ca, deux atomes de O et deux atomes de H par entité formulaire. Les pourcentages massiques indiquent la part de chaque élément dans la masse formulaire totale du composé ; ils ne correspondent pas aux pourcentages de substances distinctes dans un mélange. Si la composition élémentaire est votre objectif principal, consultez le calculateur de composition centésimale.
Saisie de la formule et limites pratiques
Veillez aux majuscules : Co désigne le cobalt, tandis que CO contient du carbone et de l’oxygène. Les parenthèses et les crochets permettent de regrouper des atomes, et un indice en nombre entier placé juste après multiplie l’ensemble du groupe. Les hydrates peuvent s’écrire avec ·, . ou * comme séparateur ; CuSO4·5H2O comprend cinq unités d’eau pour chaque unité de CuSO4. Dans ce champ, ces séparateurs ne sont pas des virgules décimales.
Le calculateur accepte une charge ionique en fin de formule et ne la comptabilise pas dans les atomes. La masse des électrons n’étant pas prise en compte, la charge ne modifie pas sensiblement la masse molaire affichée. Pour indiquer une charge sans ambiguïture à la suite d’une formule polyatomique, utilisez une notation telle que SO4^2-. Consultez la répartition par élément si une charge ou un indice peut être interprété de plusieurs façons.
Les résultats reposent sur les masses atomiques enregistrées dans le calculateur, et la masse molaire est affichée avec trois décimales ; des tables de référence arrondies différemment peuvent donner des valeurs légèrement différentes. Le nombre de particules suppose une molécule ou une entité formulaire par entité comptée. Il ne tient pas compte de la dissociation en solution, de la pureté, ni des masses propres à chaque isotope. Une masse d’échantillon nulle donne zéro mole et zéro particule. Pour un autre calcul reliant le nombre de particules au volume d’un gaz, utilisez le calculateur de la loi d’Avogadro ; pour les espèces chargées analysées par spectrométrie de masse, consultez le calculateur de rapport m/z.
Questions fréquentes
Comment calculer la masse molaire à la main ?
Comptez les atomes de chaque élément, multipliez chaque nombre d’atomes par sa masse atomique, puis additionnez les résultats. Pour l’eau, H2O, le calcul est \(2(1.008)+15.999=18.015\) g/mol. Pour une formule comportant des groupes, déterminez d’abord combien d’atomes apporte l’indice du groupe avant de multiplier par les masses atomiques.
Qu’est-ce qu’une masse molaire « normale » ou « bonne » ?
Il n’existe pas de masse molaire normale ou bonne en soi : la valeur dépend de la formule de la substance. Une petite molécule peut avoir une masse molaire bien inférieure à celle d’un grand composé organique. Pour vérifier un résultat, comparez-le à une valeur de référence fiable pour la même formule, en tolérant de petits écarts dus à l’arrondi des masses atomiques.
Le poids moléculaire en daltons correspond-il au même nombre que la masse molaire en g/mol ?
Les deux valeurs sont numériquement à peu près égales pour une substance de même composition isotopique, mais elles désignent des grandeurs différentes. Le dalton (Da) exprime la masse d’une molécule ou d’une entité formulaire ; le g/mol exprime la masse d’une mole de ces entités. Une masse propre à un isotope peut différer d’un résultat fondé sur les masses atomiques standard.
Comment utiliser une masse d’échantillon exprimée en milligrammes ou en kilogrammes ?
Convertissez d’abord la masse en grammes : divisez les milligrammes par 1 000, ou multipliez les kilogrammes par 1 000. Par exemple, 250 mg valent 0,250 g. Ne convertissez pas la masse molaire : le calculateur l’exprime en g/mol et attend une masse d’échantillon en grammes, de sorte que les unités se simplifient lors du calcul des moles.
Une formule empirique et une formule moléculaire ont-elles la même masse molaire ?
Pas nécessairement. Une formule empirique donne le rapport d’atomes le plus simple en nombres entiers, tandis qu’une formule moléculaire indique les nombres d’atomes réels dans une molécule. Par exemple, CH2O a une masse molaire d’environ 30,026 g/mol, alors que C6H12O6 vaut six fois cette valeur. Utilisez la formule moléculaire lorsque vous avez besoin de la masse d’une mole de molécules.
Pourquoi un hydrate a-t-il une masse molaire plus élevée que son composé anhydre ?
La formule d’un hydrate comprend un nombre précis d’unités d’eau, dont les atomes participent à sa masse molaire. Par exemple, CuSO4·5H2O comprend cinq unités de H2O en plus du CuSO4. Si un échantillon a été chauffé et a perdu une partie ou la totalité de cette eau, utilisez la formule correspondant à son état d’hydratation réel.
Le nombre de particules calculé pour un sel correspond-il au même nombre d’ions dissous ?
Non. Pour un composé ionique, le nombre calculé se rapporte aux entités formulaires, et non aux ions libérés après dissolution. Si le NaCl se dissout entièrement, chaque entité formulaire peut libérer un ion sodium et un ion chlorure, soit deux fois plus d’ions que d’entités formulaires. Le nombre réel d’ions dépend des conditions de dissolution et de dissociation.