Калькулятор молярной массы

Что такое калькулятор молярной массы?

Калькулятор молярной массы — это бесплатный онлайн-инструмент, который читает химическую формулу и возвращает массу одного моля этого вещества, выраженную в граммах на моль (г/моль). Вы вводите формулу, например H2O, C6H12O6 или Ca(OH)2, и калькулятор определяет каждый элемент, находит его стандартную атомную массу, умножает эту массу на число присутствующих атомов и складывает всё вместе. Молярная масса — это мост между числом частиц в образце и величиной, которую можно реально взвесить на весах, что делает её одним из наиболее используемых значений в химии.

Как это работает?

У каждого элемента периодической таблицы есть стандартная атомная масса — значение, усреднённое по природным изотопам и измеренное относительно углерода-12. Калькулятор хранит эти массы для распространённых элементов и проходит по вашей формуле по одному символу за раз.

Символ элемента — это заглавная буква, за которой может следовать одна или несколько строчных букв, так что C — это углерод, а Ca — кальций и Cl — хлор. Число после символа — это нижний индекс, который говорит, сколько таких атомов присутствует; если число не написано, количество равно единице. Инструмент также понимает группировку с помощью круглых скобок ( ), квадратных скобок [ ] и фигурных скобок { }. Нижний индекс после закрывающей скобки умножает всё, что находится внутри группы, а группы могут быть вложены в другие группы. Если калькулятор встречает символ, который не распознаёт, или скобку, которая никогда не закрывается, он считает всю формулу недействительной и не возвращает результат, вместо того чтобы гадать.

Формула

Молярная масса $M$ — это сумма по каждому элементу соединения стандартной атомной массы $A_i$ этого элемента, умноженной на число его атомов $n_i$:

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

Для воды, $H_2O$, есть два атома водорода и один атом кислорода, поэтому:

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

Когда группа повторяется, всё её содержимое умножается на следующий за ней нижний индекс. Для гидроксида кальция, $Ca(OH)_2$, группа $OH$ считается дважды:

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

Разобранные примеры

1. Вода, H2O. Два атома водорода и один кислорода: $2 \cdot 1.008 + 15.999 = 18.02$ г/моль.

2. Глюкоза, C6H12O6. Шесть атомов углерода, двенадцать водорода и шесть кислорода: $6 \cdot 12.011 + 12 \cdot 1.008 + 6 \cdot 15.999 = 180.16$ г/моль.

3. Поваренная соль, NaCl. Один атом натрия и один атом хлора: $22.99 + 35.45 = 58.44$ г/моль.

4. Гидроксид кальция, Ca(OH)2. Один кальций плюс две гидроксильные группы: $40.078 + 2 \cdot (15.999 + 1.008) = 74.09$ г/моль.

Каждый результат округляется до двух знаков после запятой, чего более чем достаточно для типичной лабораторной работы и домашних заданий.

Примечания

Используемые здесь атомные массы — это широко цитируемые стандартные значения; формула, содержащая редкий элемент, которого нет в калькуляторе, или опечатка вроде Xx не дадут результата. Инструмент предполагает нейтральное соединение и игнорирует заряд, кристаллизационную воду, записанную с приподнятой точкой, и изотопные метки, поэтому гидрат вроде CuSO4·5H2O следует вводить в виде его развёрнутой формулы. Молярная масса численно равна формульной массе в атомных единицах массы, так что то же число, которое описывает одну молекулу в дальтонах, описывает один моль в граммах.

Часто задаваемые вопросы

В каких единицах выражается результат?

Результат даётся в граммах на моль (г/моль). Один моль — это число Авогадро частиц, около $6.022 \times 10^{23}$, так что молярная масса показывает, сколько граммов вещества содержат это число формульных единиц.

Могу ли я использовать круглые и квадратные скобки?

Да. Круглые скобки ( ), квадратные скобки [ ] и фигурные скобки { } — все работают, и их можно вкладывать друг в друга. Нижний индекс после закрывающей скобки умножает каждый атом внутри группы, так что Ca(OH)2 правильно считает два атома кислорода и два атома водорода.

Почему я не получил результата?

Калькулятор ничего не возвращает, когда формула пуста, содержит символ элемента, который он не распознаёт, или имеет несовпадающие скобки. Проверьте регистр ваших символов, поскольку Co (кобальт) и CO (монооксид углерода) означают разные вещи, и убедитесь, что у каждой открывающей скобки есть соответствующая закрывающая скобка.