Kalkulator masy cząsteczkowej – masa molowa ze wzoru
Oblicz masę molową na podstawie wzoru chemicznego i sprawdź udział każdego pierwiastka. Opcjonalnie podaj masę próbki, aby obliczyć liczność materii w molach oraz liczbę cząsteczek lub jednostek formalnych.
Oblicz masę molową ze wzoru chemicznego
Wzór na masę cząsteczkową
Gdzie:
- \(M\) — masa molowa substancji (g/mol)
- \(a_i\) — liczba atomów pierwiastka \(i\) w jednej cząsteczce lub jednostce formalnej
- \(A_i\) — masa atomowa pierwiastka \(i\) (g/mol)
- \(m\) — masa próbki (g)
- \(n\) — liczność materii (mol)
- \(N\) — liczba cząsteczek lub jednostek formalnych
- \(N_{\mathrm A}\) — stała Avogadra, \(6.02214076\times10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}\)
Aby otrzymać masę molową, zsumuj udziały mas wszystkich pierwiastków. Jeśli podasz masę próbki, podziel ją przez masę molową, aby otrzymać liczbę moli, a następnie pomnóż przez stałą Avogadra, aby oszacować liczbę cząstek.
Masa cząsteczkowa – przykład obliczenia
Przykład: Domyślnym wzorem jest glukoza, C6H12O6. Obliczmy jej masę molową oraz liczbność materii i liczbę cząstek w domyślnej próbce o masie 180 g.
\[ M=6(12.011)+12(1.008)+6(15.999)=180.156\ \mathrm{g/mol} \]
\[ n=\frac{180\ \mathrm g}{180.156\ \mathrm{g/mol}}\approx0.99913408\ \mathrm{mol} \]
\[ N\approx0.99913408(6.02214076\times10^{23})\approx6.01693\times10^{23} \]
Wynik: Masa molowa wynosi 180,156 g/mol. Próbka o masie 180 g zawiera około 0,99913408 mola, czyli około 6,01693 × 10²³ cząsteczek glukozy.
Jak korzystać z kalkulatora
- Wpisz substancję w polu Wzór chemiczny, używając symboli pierwiastków z zachowaniem wielkości liter oraz indeksów będących liczbami całkowitymi zapisanymi jako zwykłe cyfry. Na przykład wpisz
H2O,Ca(OH)2alboCuSO4·5H2O. - Pozostaw zazaczoną opcję Oblicz mole i liczbę cząstek na podstawie masy, jeśli chcesz otrzymać wyniki dla próbki. Odznacz ją, jeśli potrzebujesz wyłącznie masy molowej i rozkładu na pierwiastki.
- Jeśli opcja jest zaznaczona, wpisz nieujemną wartość w polu Masa próbki w gramach. Wartość domyślna to 180 g.
- Odczytaj Masę molową w g/mol. Skorzystaj z sekcji Rozkład na pierwiastki, aby sprawdzić odczytane liczby atomów, udział masy każdego pierwiastka oraz jego procent w całości. Gdy podano masę próbki, odczytaj dodatkowo Liczność materii oraz Liczbę cząsteczek lub jednostek formalnych.
Czym jest tu masa cząsteczkowa
Wzór chemiczny mówi, jakie pierwiastki wchodzą w skład substancji i ile atomów każdego z nich przypada na jedną cząsteczkę lub jednostkę formalną. Kalkulator mnoży te liczby przez zapisane masy atomowe i sumuje udziały. Choć w nazwie zwyczajowo używa się pojęcia „masa cząsteczkowa”, wyznaczana wielkość to masa molowa wyrażona w gramach na mol. Dotyczy ona zarówno substancji cząsteczkowych, takich jak glukoza, jak i związków jonowych, takich jak chlorek sodu, które opisuje się za pomocą jednostek formalnych, a nie pojedynczych cząsteczek.
Masa molowa łączy zmierzoną masę z liczbnością materii wyrażoną w molach. Jeden mol zawiera \(6.02214076\times10^{23}\) określonych cząstek. W przypadku glukozy, według zastosowanych mas atomowych, jeden mol ma masę 180,156 g. Próbka o masie 180 g to zatem nieco mniej niż jeden mol — mimo tak bliskich liczb nie jest to dokładnie jeden mol.
Rozkład na pierwiastki pomaga sprawdzić, czy wzór został zinterpretowany zgodnie z zamierzeniem. Np. w Ca(OH)2 indeks 2 dotyczy zarówno tlenu, jak i wodoru, więc na jednostkę formalną przypada jeden atom Ca, dwa atomy O i dwa atomy H. Procentowe udziały mas pierwiastków opisują, jaką część całkowitej masy wzorowej związku stanowi dany pierwiastek; nie są to procenty oddzielnych substancji w mieszanie. Jeśli szukasz przede wszystkim składu pierwiastkowego, skorzystaj z kalkulatora składu procentowego.
Wpisywanie wzoru i ograniczenia praktyczne
Zwróć uwagę na wielkość liter: Co to kobalt, natomiast CO zawiera węgiel i tlen. Nawiasy okrągłe i kwadratowe mogą grupować atomy, a stojący za nimi całkowity indeks mnoży całą grupę. Hydraty można zapisywać z separatorem ·, . albo *; CuSO4·5H2O zawiera pięć jednostek wody na każdą jednostkę CuSO4. W tym polu separatory te nie pełnią funkcji przecinka dziesiętnego.
Kalkulator akceptuje ładunek jonowy na końcu wzoru i pomija go przy liczeniu atomów. Masa elektronów nie jest uwzględniana, dlatego ładunek nie wpływa istotnie na wyświetlaną masę molową. Aby jednoznacznie zapisać ładunek po wzorze zawierającym grupę wieloatomową, użyj notacji w rodzaju SO4^2-. Sprawdź rozkład na pierwiastki, jeśli indeks lub ładunek można odczytać na więcej niż jeden sposób.
Wyniki opierają się na zapisanych w kalkulatorze masach atomowych, a masę molową wyświetla się z dokładnością do trzech miejsc po przecinku; tabele z innym zaokrągleniem mogą dawać nieco odmienne wartości. Wynik dotyczący liczby cząstek zakłada jedną cząsteczkę lub jednostkę formalną na każdą liczony obiekt. Nie uwzględnia on dysocjacji w roztworze, czystości próbki ani mas izotopowych. Masa próbki równa zero daje zero moli i zero cząstek. Jeśli potrzebujesz innego obliczenia łączącego liczbę cząstek z objętością gazu, skorzystaj z kalkulatora prawa Avogadra; dla jonów badanych metodą spektrometrii mas zaprojektowany jest kalkulator m/z spektrometrii mas.
Najczęściej zadawane pytania
Jak obliczyć masę molową ręcznie?
Policz atomy każdego pierwiastka, każdą z tych liczb pomnóż przez jego masę atomową, a następnie dodaj wyniki. Dla wody, H2O, obliczenie wygląda tak: \(2(1.008)+15.999=18.015\) g/mol. We wzorze z grupami najpierw ustal, ile atomów wnosi indeks danej grupy, a dopiero potem pomnóż przez masy atomowe.
Jaka masa molowa jest prawidłowa?
Nie ma uniwersalnej „prawidłowej” ani „dobrej” masy molowej — jej wartość zależy od wzoru danej substancji. Mała cząsteczka może mieć znacznie niższą masę molową niż duży związek organiczny. Aby sprawdzić wynik, porównaj go z wiarygodną wartością dla tego samego wzoru, uwzględniając niewielkie różnice wynikające z zaokrąglenia mas atomowych.
Czy masa cząsteczkowa w daltonach to ta sama liczba co masa molowa w g/mol?
Dla substancji o identycznym składzie izotopowym są one liczbowo w przybliżeniu równe, ale opisują różne wielkości. Daltony (Da) wyrażają masę jednej cząsteczki lub jednostki formalnej, natomiast g/mol — masę jednego mola tych cząstek. Masa izotopowa może się różnić od wyniku opartego na standardowych masach atomowych.
Co zrobić, gdy masa próbki jest podana w miligramach lub kilogramach?
Przed wpisaniem przelicz masę na gramy: miligramy podziel przez 1000, a kilogramy pomnóż przez 1000. Na przykład 250 mg to 0,250 g. Nie przeliczaj natomiast masy molowej — kalkulator podaje ją w g/mol i oczekuje masy próbki w gramach, dzięki czemu jednostki skracają się przy obliczaniu moli.
Czy wzór empiryczny i wzór cząsteczkowy mają taką samą masę molową?
Niekoniecznie. Wzór empiryczny podaje najprostszy stosunek atomów w postaci liczb całkowitych, natomiast wzór cząsteczkowy podaje rzeczywistą liczbę atomów w cząsteczce. Na przykład CH2O ma masę molową około 30,026 g/mol, podczas gdy C6H12O6 ma wartość sześciokrotnie wyższą. Gdy potrzebujesz masy mola cząsteczek, użyj wzoru cząsteczkowego.
Dlaczego hydrat ma większą masę molową niż związek bezwodny?
Wzór hydratu uwzględnia określoną liczbę jednostek wody, a atory te wnoszą wkład do jego masy molowej. Na przykład CuSO4·5H2O zawiera pięć jednostek H2O ponad samo CuSO4. Jeśli próbka została ogrzana i straciła część lub całość tej wody, użyj wzoru odpowiadającego jej rzeczywistemu stopniowi nawodnienia.
Czy liczba cząstek dla soli oznacza tę samą liczbę jonów w roztworze?
Nie. Dla związku jonowego obliczona liczba odnosi się do jednostek formalnych, a nie do poszczególnych jonów powstających po rozpuszczeniu. Jeśli NaCl rozpuści się całkowicie, każda jednostka formalna może dać jeden jon sodu i jeden jon chlorkowy, czyli dwa razy więcej jonów niż jednostek formalnych. Rzeczywista liczba jonów może zależeć od warunków rozpuszczania i dysocjacji.