モル質量計算機

モル質量計算機とは？

モル質量計算機は、化学式を読み取り、その物質1モルの質量をグラム毎モル（g/mol）で返す無料のオンラインツールです。H2O、C6H12O6、Ca(OH)2 のような式を入力すると、計算機は各元素を識別し、その標準原子量を調べ、その原子量に存在する原子の数を掛け、すべてを合計します。モル質量は、試料中の粒子の数と、実際に天秤で量れる量とをつなぐ橋渡しであり、化学で最もよく使われる値の一つとなっています。

どのように機能するのか？

周期表のすべての元素には標準原子量があります。これは天然に存在する同位体について平均され、炭素12を基準として測定された値です。計算機は一般的な元素についてこれらの原子量を保持し、入力された式を一記号ずつたどっていきます。

元素記号は大文字1つで、その後に1つ以上の小文字が続く場合があります。したがって C は炭素で、Ca はカルシウム、Cl は塩素を表します。記号の後の数字は、その原子がいくつ現れるかを示す下付き文字で、数字が書かれていない場合、その数は1です。このツールは丸括弧 ( )、角括弧 [ ]、波括弧 { } によるグループ化も理解します。閉じ括弧の後の下付き文字はグループ内のすべてを掛け合わせ、グループは他のグループの中に入れ子にできます。認識できない記号や、決して閉じない括弧に出会うと、計算機は式全体を無効とみなし、推測するのではなく結果を返しません。

公式

モル質量 $M$ は、化合物中のすべての元素について、その元素の標準原子量 $A_i$ に原子の数 $n_i$ を掛けたものの総和です。

$M = \sum_{i} n_i \cdot A_i$

水 $H_2O$ では、水素原子が2個、酸素原子が1個あるので、次のようになります。

$M_{H_2O} = 2 \cdot 1.008 + 15.999 = 18.02\ \text{g/mol}$

グループが繰り返される場合、その内容全体が後ろの下付き文字で掛けられます。水酸化カルシウム $Ca(OH)_2$ では、$OH$ グループが2回数えられます。

$M_{Ca(OH)_2} = 40.078 + 2 \cdot (15.999 + 1.008) = 74.09\ \text{g/mol}$

計算例

1. 水、H2O。 水素原子2個と酸素原子1個：$2 \cdot 1.008 + 15.999 = 18.02$ g/mol。

2. グルコース、C6H12O6。 炭素6個、水素12個、酸素6個の原子：$6 \cdot 12.011 + 12 \cdot 1.008 + 6 \cdot 15.999 = 180.16$ g/mol。

3. 食塩、NaCl。 ナトリウム原子1個と塩素原子1個：$22.99 + 35.45 = 58.44$ g/mol。

4. 水酸化カルシウム、Ca(OH)2。 カルシウム1個と水酸化物グループ2個：$40.078 + 2 \cdot (15.999 + 1.008) = 74.09$ g/mol。

各結果は小数点以下2桁に丸められます。これは通常の実験作業や宿題には十分すぎる精度です。

注意点

ここで使用される原子量は、広く引用されている標準値です。計算機が保持していない希少な元素を含む式や、Xx のような入力ミスは、結果を生成しません。このツールは中性の化合物を前提とし、電荷、上付きの点で書かれた結晶水、同位体の表記を無視するため、CuSO4·5H2O のような水和物は展開した式として入力する必要があります。モル質量は原子質量単位での式量と数値的に等しいので、1分子をダルトンで表す数と同じ数が、1モルをグラムで表します。

よくある質問

結果はどの単位を使いますか？

結果はグラム毎モル（g/mol）で示されます。1モルはアボガドロ数の粒子、およそ $6.022 \times 10^{23}$ 個なので、モル質量はその物質の何グラムがその数の式単位を含むかを示します。

丸括弧や角括弧は使えますか？

はい。丸括弧 ( )、角括弧 [ ]、波括弧 { } はすべて機能し、入れ子にできます。閉じ括弧の後の下付き文字はグループ内のすべての原子を掛けるので、Ca(OH)2 は酸素原子2個と水素原子2個を正しく数えます。

なぜ結果が得られなかったのですか？

計算機は、式が空である場合、認識できない元素記号を含む場合、または括弧が対応していない場合、何も返しません。Co（コバルト）と CO（一酸化炭素）は異なるものを意味するため、記号の大文字と小文字を確認し、すべての開き括弧に対応する閉じ括弧があることを確かめてください。