Калькулятор молекулярної маси — молярна маса за формулою
Знайдіть молярну масу за хімічною формулою та перегляньте внесок кожного елемента. За бажанням введіть масу зразка, щоб обчислити кількість речовини в молях та число молекул або формульних одиниць.
Молярна маса за хімічною формулою
Формула молекулярної маси
Де:
- \(M\) — молярна маса речовини (г/моль)
- \(a_i\) — кількість атомів елемента \(i\) в одній молекулі або формульній одиниці
- \(A_i\) — атомна маса елемента \(i\) (г/моль)
- \(m\) — маса зразка (г)
- \(n\) — кількість речовини (моль)
- \(N\) — число молекул або формульних одиниць
- \(N_{\mathrm A}\) — стала Авогадро, \(6.02214076\times10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}\)
Щоб отримати молярну масу, додайте внески атомних мас усіх елементів. Якщо ввести масу зразка, розділіть її на молярну масу — отримаєте кількість речовини в молях, а помноживши результат на сталу Авогадро, оціните число частинок.
Молекулярна маса — приклад обчислення
Приклад: усталена в калькуляторі формула — глюкоза, C6H12O6. Знайдіть її молярну масу, а також кількість речовини та число частинок у стандартному зразку масою 180 г.
\[ M=6(12.011)+12(1.008)+6(15.999)=180.156\ \mathrm{g/mol} \]
\[ n=\frac{180\ \mathrm g}{180.156\ \mathrm{g/mol}}\approx0.99913408\ \mathrm{mol} \]
\[ N\approx0.99913408(6.02214076\times10^{23})\approx6.01693\times10^{23} \]
Результат: молярна маса становить 180,156 г/моль. Зразок масою 180 г містить приблизно 0,99913408 моль і 6,01693 × 10²³ молекул глюкози.
Як користуватися калькулятором
- Введіть речовину в полі «Хімічна формула»: символи елементів чутливі до регістру, а індекси записуйте цілими числами звичайними цифрами. Наприклад, введіть
H2O,Ca(OH)2абоCuSO4·5H2O. - Не знімайте позначку з опції «Обчислити молі та кількість частинок за масою», якщо потрібні результати для зразка. Зніміть її, якщо вам потрібні лише молярна маса та розподіл за елементами.
- Якщо опцію вибрано, введіть невід’ємне значення в полі «Маса зразка» у грамах. Усталено — 180 г.
- Зчитайте «Молярну масу» у г/моль. Розподіл за елементами покаже розпізнані кількості атомів, масовий внесок кожного елемента та його частку від загальної маси. Коли задано масу зразка, зчитайте також «Кількість речовини» та «Число молекул або формульних одиниць».
Що тут означає молекулярна маса
Хімічна формула показує, які елементи входять до складу речовини та скільки атомів кожного припадає на одну молекулу або формульну одиницю. Калькулятор помножує ці кількості на збережені атомні маси та додає внески. Хоча в назві звично вживають термін «молекулярна маса», обчислена величина — це молярна маса, у грамах на моль. Вона застосовна і до молекулярних речовин, як-от глюкоза, і до йонних сполук, як-от хлорид натрію, які описують формульними одиницями, а не окремими молекулами.
Молярна маса пов’язує виміряну масу з кількістю речовини в молях. Один моль містить \(6.02214076\times10^{23}\) частинок заданого типу. Для глюкози з атомними масами, що тут використано, один моль має масу 180,156 г. Отже, зразок масою 180 г — це трохи менше ніж один моль, а не рівно один моль, попри близькі числа.
Розподіл за елементами допомагає переконатися, що формулу проаналізовано так, як задумано. Наприклад, у Ca(OH)2 індекс 2 стосується і O, і H, тож на одну формульну одиницю припадає один атом Ca, два атоми O та два атоми H. Масові частки описують внесок кожного елемента в загальну формульну масу сполуки; це не частки окремих речовин у суміші. Якщо вас насамперед цікавить елементний склад, скористайтеся калькулятором відсоткового складу.
Введення формули та практичні обмеження
Стежте за правильним регістром: Co — це кобальт, тоді як CO містить карбон і оксиген. Для групування атомів можна використовувати круглі та квадратні дужки; цілий індекс після них множить всю групу. Гідрати записують із роздільником ·, . або *; наприклад, CuSO4·5H2O містить п’ять молекул води на кожну одиницю CuSO4. У цьому полі роздільники не виконують ролі десяткової крапки.
Калькулятор сприймає йонний заряд у кінці формули й не враховує його при підрахунку атомів. Маса електронів не входить до обчислення, тому заряд істотно не змінює показану молярну масу. Щоб заряд після поліатомної формули тлумачився однозначно, використовуйте запис на кшталт SO4^2-. Якщо заряд або індекс можна прочитати по-різному, перевірте розподіл за елементами.
Результати обчислюються з атомними масами, збереженими в калькуляторі, а молярну масу показано з трьома десятковими знаками; довідкові таблиці з іншим округленням можуть давати трохи інші значення. Результат для числа частинок передбачає одну молекулу або формульну одиницю на кожну підраховану частинку. Він не враховує дисоціацію в розчині, чистоту речовини чи маси конкретних ізотопів. Нульова маса зразка дає нуль молів і нуль частинок. Щоб обчислити кількість частинок і об’єм газу, скористайтеся калькулятором закону Авогадро; для заряджених частинок, які вимірюють мас-спектрометрією, — калькулятором m/z для мас-спектрометрії.
Часті запитання
Як обчислити молярну масу вручну?
Порахуйте атоми кожного елемента, помножте кожну кількість на відповідну атомну масу та складіть результати. Для води H2O обчислення виглядає так: \(2(1.008)+15.999=18.015\) г/моль. Якщо формула містить групи, спочатку визначте, скільки атомів дає індекс групи, і лише потім множте на атомні маси.
Якою має бути нормальна чи «добра» молярна маса?
Універсальної нормальної чи доброї молярної маси не існує: значення залежить від формули речовини. Невелика молекула може мати значно меншу молярну масу, ніж велика органічна сполука. Щоб перевірити результат, порівняйте його з надійним значенням для тої самої формули, зважаючи на невеликі розбіжності через округлення атомних мас.
Чи збігається числово молекулярна маса в дальтонах із молярною масою в г/моль?
Числово вони приблизно однакові для речовини з однаковим ізотопним складом, але це різні величини. Дальтони (Да) виражають масу однієї молекули або формульної одиниці; г/моль — масу одного моля таких частинок. Маса для конкретного ізотопа може відрізнятися від значення, обчисленого зі стандартних атомних мас.
Що робити, якщо масу зразка задано в міліграмах або кілограмах?
Спочатку переведіть масу в грами: міліграми поділіть на 1000, а кілограми помножте на 1000. Наприклад, 250 мг — це 0,250 г. Не перевіть натомість молярну масу: калькулятор видає її в г/моль і очікує масу зразка в грамах, тому під час обчислення молів одиниці скорочуються.
Чи мають емпірична та молекулярна формули однакову молярну масу?
Не обов’язково. Емпірична формула показує найпростіше ціле співвідношення атомів, а молекулярна — фактичну кількість атомів у молекулі. Наприклад, молярна маса CH2O становить близько 30,026 г/моль, тоді як C6H12O6 — ушесто більше. Якщо потрібна маса моля молекул, використовуйте молекулярну формулу.
Чому молярна маса гідрату більша, ніж безводної сполуки?
Формула гідрату містить певну кількість молекул води, і їхні атоми входять до молярної маси. Наприклад, CuSO4·5H2O включає п’ять H2O додатково до CuSO4. Якщо зразок нагрівали і він утратив частину або всю цю воду, використовуйте формулу, що відповідає його фактичному стану гідратації.
Чи означає число частинок для солі таку саму кількість розчинених йонів?
Ні. Для йонної сполуки обчислене число стосується формульних одиниць, а не окремих йонів, які утворюються після розчинення. Якщо NaCl розчиняється повністю, кожна формульна одиниця може дати один йон натрію та один хлоридний йон, тож йонів буде вдвічі більше, ніж формульних одиниць. Фактична кількість йонів залежить від умов розчинення та дисоціації.