Как находить молярную массу вещества. Как вычислить молекулярную и молярную массы вещества? Калькулятор молярной массы

Молярная масса – это термин, который известен большинству из уроков химии, однако молярная масса встречается также в физике и во множестве дочерних наук. Прежде всего, сначала надо вспомнить, что такое моль. Моль – это принятая единица измерения количества вещества. Количество частиц в 1 моле постоянно для любого вещества и равно числу Авогадро. Константа Авогадро - это постоянная величина, которая довольно часто встречается в химии и имеет численное значение 6,02214179*10 23 . Другими словами можно сказать, что моль - является таким количеством вещества, масса которого равна численному значению молекулярной массы в граммах.

Разобравшись с понятием моль, рассмотрим понятие молярной массы вещества. Молярная масса – это масса 1 моль вещества. Для некоторых элементов эта масса является массой отдельно взятых атомов вещества. Вычислить молярную массу любого вещества очень просто, но к этому вернёмся несколько позже. Заслуживает внимания тот факт, что молекулярная масса и молярная масса имеют одинаковое численное значение, но имеют разные размерности и представляют совершенно разный физический смысл. Размерность молярной массы это г/моль. Этот показатель говорит о том, сколько грамм вещества содержится в одном моле. Молярная масса очень часто встречается в задачах химии и физики, поэтому рассмотрим подробнее как же вычислить величину молярной массы вещества.

Как находить молярную массу

Молярную массу некоторых распространённых веществ можно найти в специальных таблицах. Этот способ хоть и прост, но используется редко, потому что вычислить молярную массу вещества вручную бывает проще, чем найти такую таблицу. Также, молярную массу можно посчитать при помощи специального калькулятора молярной массы. Вот, например, адрес он-лайн калькулятора, рассчитывающего молярную массу вещества. Перейдите по ссылке http://www.webqc.org/mmcalc.php . Этот калькулятор полностью на английском языке, но от Вас требуется только правильно записать формулу интересующего вещества. Не сложно также найти молекулярную массу вещества и просто изменить размерность. Однако самый простой и самый распространённый способ мы рассмотрим далее. Для расчёта молярной массы вещества по этому способу Вам понадобится лишь таблица Менделеева.

Для того чтобы определить молярную массу вещества, вам нужно:

• Прежде всего, необходимо знать формулу Вашего вещества
• Для того чтобы определить молярную массу нужно посчитать молярную массу элементов по отдельности, после чего их просуммировать.
• Выбираем молярную массу каждого конкретного элемента. Находим нужный атом в таблице Менделеева, под ним написана его масса.
• Смотрим, сколько атомов находится в элементе и, просто, умножаем массу на количество атомов.
• Суммируем молярную массу всех элементов.

Всё! Как видите, процесс вычисления молярной массы вещества достаточно прост.

Молярная масса вещества, обозначается как М, представляет собой массу, которую имеет 1 моль определенного химического вещества. Молярная масса измеряется в кг/моль или г/моль.

Инструкция

• Чтобы определить молярную массу вещества необходимо знать его качественный и количественный состав. Выраженная в г/моль молярная масса численно равна относительной молекулярной массе вещества - Mr.
• Молекулярная масса – это масса молекулы вещества, выраженная в атомных единицах массы. Молекулярная масса также называется молекулярным весом. Чтобы найти молекулярную массу молекулы нужно сложить относительные массы всех атомов, входящих в ее состав.
• Относительная атомная масса – это масса атома, выраженная в атомных единицах массы. Атомная единица массы – это принятая единица измерения атомных и молекулярных масс, равная 1/12 массы нейтрального атома 12С, наиболее распространенного изотопа углерода.
• Атомные массы всех химических элементов, присутствующих в земной коре, представлены в таблице Менделеева. Суммировав относительные атомные массы всех элементов, составляющих химическое вещество или молекулы, вы найдете молекулярную массу химического вещества, которая и будет равняться молярной массе, выраженной в г/моль.
• Также молярная масса вещества равна отношению массы вещества m (измеряется в килограммах или граммах) к количеству вещества ν (измеряется в молях).

Большинство учеников средних школ одним из самых сложных и неприятных предметов для себя считают химию. На самом же деле химия не сложнее той же физики, или математики, а в некоторых случаях гораздо интереснее их. Многие ученики еще не приступив к изучению химии уже подсознательно ее бояться, наслушавшись отзывов от старшеклассников обо всех «ужасах» данного предмета и «тирании» его преподавателя.

Другой причиной сложностей с химией является то, что в ней используются некоторые специфические ключевые понятия и термины, с которыми ученик никогда ранее не сталкивался и аналогию которым сложно найти в обычной жизни. Без соответствующего объяснения со стороны преподавателя данные термины так и остаются непонятыми учениками, что затрудняет весь последующий процесс изучения химия.

Одним из таких терминов является понятие молярной массы вещества и задачи по ее нахождению. Это является основой основ всего предмета химии.

Что такое молярная масса вещества
Классическое определение гласит, что молярная масса - это масса одного моль вещества. Вроде бы все просто, но остается непонятным что такое «один моль» и имеет ли она какую-то связь с насекомыми.

Моль – это количество вещества, в котором содержится определенное количество молекул, если быть точным, то 6,02 ∙ 10 23 . Это число называется постоянной или числом Авогадро.

Все химические вещества имеют разный состав и размер молекул. Следовательно, если взять одну порцию, состоящую из 6,02 ∙ 10 23 молекул, то у разных веществ будет свой объем и своя масса этой порции. Масса данной порции и будет являться молярной массой конкретного вещества. Молярная масса традиционно обозначается в химии буквой M и имеет размерность г/моль и кг/моль.

Как найти молярную массу вещества
Прежде чем приступить к вычислению молярной массы вещества необходимо четко уяснить ключевые понятия, связанные с ней.

1. Молярная масса вещества численно равна относительной молекулярной массе, если структурными единицами вещества являются молекулы. Молярная масса вещества также может быть равна относительной атомной массе, если структурными единицами вещества являются атомы.
2. Относительная атомная масса показывает во сколько раз масса атома конкретного химического элемента больше заранее определенной постоянной величины за которую принята масса 1/12 части атома углерода. Понятие относительной атомной массы введено для удобства, так как человеку сложно оперировать столь малыми числами как масса одного атома.
3. Если вещество состоит из ионов, то в этом случае говорят о его относительной формульной массе . Например, вещество карбонат кальция CaCO 3 состоит из ионов.
   
4. Относительную атомную массу вещества конкретного химического элемента можно найти в периодической таблице Менделеева. Например, для химического элемента углерода относительная атомная масса равна 12,011. Относительная атомная масса не имеет единиц измерения. Молярная масса углерода будет равна, как уже было сказано выше, относительной атомной, но при этом у нее появятся единицы измерения. То есть молярная масса углерода будет равна 12 г/моль. Это означает, что 6,02 ∙ 10 23 атомов углерода будут весить 12 грамм.
5. Относительную молекулярную массу можно найти как сумму атомных масс всех химических элементов, образующих молекулу вещества. Рассмотрим это на примере двуокиси углерода, или как его еще все называют углекислого газа, имеющего формулу CO 2 .

   В молекулу углекислого газа входит один атом углерода и два атома кислорода. Используя таблицу Менделеева находим, что относительная молекулярная масса углекислого газа будет равна 12 + 16 ∙ 2 = 44 г/моль. Именно такой массой будет обладать порция углекислого газа, состоящая из 6,02 ∙ 10 23 молекул.
   

6. Классическая формула нахождения молярной массы вещества в химии имеет следующий вид:

   M = m/n

   
   
   где, m – масса вещества, г;
   n – число молей вещества, то есть сколько порций по 6,02 ∙ 10 23 молекул, атомов или ионов в нем содержится, моль.

   Соответственно число молей вещества может быть определено по формуле:

   n = N/N a

   
   
   где, N – общее число атомов или молекул;
   N а – число или постоянная Авогадро, равная 6,02 ∙ 10 23 .

   На этих двух формулах базируется большинство задач по нахождению молярной массы вещества в химии. Вряд ли для большинства людей будет непреодолимой трудностью использование двух взаимосвязанных отношений. Главное понять суть основных понятий таких как моль, молярная масса и относительная атомная масса и тогда решение задач по химии не вызовет у вас никаких затруднений.

В качестве вспомогательного средства для нахождения молярной массы вещества и решения большинства типовых задач по химии, связанных с ней, предлагаем воспользоваться нашим калькулятором. Пользоваться им очень просто. Под строкой химическая формула соединения в выпадающем списке выберите первый химический элемент, входящий в формулу строения химического вещества. В окно рядом со списком введите число атомов химического вещества. При числе атомов равном одному оставьте поле пустым. Если требуется добавить второй и последующий элементы, то нажмите зеленый плюс и повторите описанное выше действие до тех пор, пока не получите полную формулу вещества. Корректность ввода контролируйте по обновляющейся химической формуле соединения. Нажмите кнопку Рассчитать , чтобы получить значение молярной массы искомого вещества.

Чтобы решить большинство типовых задач по химии вы также можете добавить одно из известных условий: число молекул, число молей или массу вещества. Под кнопкой Рассчитать после ее нажатия будет приведено полное решение задачи на основе введенных исходных данных.

Если в химической формуле вещества встречаются скобки, то раскройте их, добавив к каждому элементу соответствующий индекс. Например, вместо классической формулы гидроксида кальция Ca(OH) 2 используйте в калькуляторе следующую формулу химического вещества CaO 2 H 2 .

Любое вещество состоит из частиц определенной структуры (молекул или атомов). Молярная масса простого соединения рассчитывается по периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Если необходимо выяснить данный параметр у сложного вещества, то подсчет получается долгим, и в данном случае цифру смотрят в справочнике или химическом каталоге, в частности Sigma-Aldrich.

Понятие молярной массы

Молярная масса (М) - вес одного моля вещества. Данный параметр по каждому атому можно найти в периодической системе элементов, он расположен прямо под названием. При расчете массы соединений цифра обычно округляется до целой или десятой доли. Для окончательного понимания того, откуда берется данное значение, необходимо разобраться в понятии «моль». Это количество вещества, содержащее число частиц последнего, равное 12 г устойчивого изотопа углерода (12 С). Атомы и молекулы веществ варьируют по своему размеру в широких пределах, при этом их число в моле постоянно, однако масса увеличивается и, соответственно, объем.

Понятие «молярная масса» тесно связано с числом Авогадро (6,02 х 10 23 моль -1). Эта цифра обозначает постоянное количество единиц (атомов, молекул) вещества в 1 моле.

Значение молярной массы для химии

Химические вещества вступают в различные реакции между собой. Обычно в уравнении любого химического взаимодействия указано, сколько молекул или атомов при этом используется. Такие обозначения получили название стехиометрические коэффициенты. Обычно они указываются перед формулой. Поэтому количественная характеристика реакций зиждется на количестве вещества и молярной массе. Именно они четко отражают взаимодействие друг с другом атомов и молекул.

Расчет молярной массы

Атомный состав любого вещества или смеси из компонентов известной структуры можно посмотреть по периодической системе элементов. Неорганические соединения, как правило, записываются брутто-формулой, то есть без обозначения структуры, а только числа атомов в молекуле. Органические вещества для подсчета молярной массы обозначаются таким же образом. Например, бензол (C 6 H 6).

Каким образом рассчитывается молярная масса? Формула включает тип и количество атомов в молекуле. По таблице Д.И. Менделеева проверяются молярные массы элементов, и каждая цифра умножается на число атомов в формуле.

Исходя из молекулярной массы и типа атомов, можно рассчитать их количество в молекуле и составить формулу соединения.

Молярная масса элементов

Часто для проведения реакций, расчетов в аналитической химии, расстановки коэффициентов в уравнениях требуется знание молекулярной массы элементов. Если в молекуле содержится один атом, то данное значение будет равно таковому у вещества. При наличии двух и более элементов молярная масса умножается на их число.

Значение молярной массы при подсчете концентраций

Данный параметр используется для пересчета практически всех способов выражения концентраций веществ. Например, часто возникают ситуации определения массовой доли исходя из количества вещества в растворе. Последний параметр выражается в единице измерения моль/литр. Для определения нужного веса количество вещества умножается на молярную массу. Получено значение уменьшается в 10 раз.

Молярная масса используется для подсчета нормальности вещества. Данный параметр используется в аналитической химии для проведения методов титри- и гравиметрического анализа при необходимости точного проведения реакции.

Измерение молярной массы

Первый исторический опыт заключался в измерении плотности газов по отношению к водороду. Далее были проведены исследования коллигативных свойств. К ним относится, например, осмотическое давление, определение разницы кипения или замерзания между раствором и чистым растворителем. Это параметры напрямую коррелируют с количеством частиц вещества в системе.

Иногда измерение молярной массы проводится у вещества неизвестного состава. Раньше применяли такой способ, как изотермическая перегонка. Его суть заключается в помещении раствора вещества в камеру, насыщенную парами растворителя. В данных условиях происходит конденсация паров и температура смеси повышается, достигает равновесия и начинает снижаться. Выделившаяся теплота испарения рассчитывается по изменению показателя нагрева и охлаждения раствора.

Основным современным методом измерения молярной массы является масс-спектрометрия. Это основной способ идентификации смесей веществ. С помощью современных приборов данный процесс происходит автоматически, только первоначально нужно подобрать условия разделения соединений в пробе. Метод масс-спектрометрии основан на ионизации вещества. В результате образуются различные заряженные фрагменты соединения. На масс-спектре обозначается отношение массы к заряду ионов.

Определение молярной массы для газов

Молярная масса любого газа или пара измеряется просто. Достаточно использовать контроль. Один и тот же объем газообразного вещества равен по количеству вещества другому при одинаковой температуре. Известным способом измерения объема пара является определение количество вытесненного воздуха. Такой процесс осуществляется с использованием бокового отвода, ведущего к измерительному устройству.

Практическое использование молярной массы

Таким образом, понятие молярной массы в химии используется повсеместно. Для описания процесса, создания полимерных комплексов и других реакций необходим расчет данного параметра. Важным моментом является определение концентрации действующего вещества в фармацевтической субстанции. Например, с использованием культуры клеток исследуются физиологические свойства нового соединения. Кроме того, молярная масса важна при проведении биохимических исследований. Например, при изучении участия в обменных процессах элемента. Сейчас структура многих ферментов известна, поэтому есть возможность подсчитать их молекулярную массу, которая в основном измеряется килодальтонах (кДа). Сегодня известны молекулярные массы почти всех составляющих крови человека, в частности, гемоглобина. Молекулярная и молярная масса вещества в определенных случаях являются синонимами. Отличия их заключаются в том, что последний параметр является средним для всех изотопов атома.

Любые микробиологические эксперименты при точном определении влияния вещества на систему ферментов проводятся с использованием молярных концентраций. Например, в биокатализе и других областях, где необходимо исследование энзиматической активности, применяются такие понятия, как индукторы и ингибиторы. Для регуляции активности фермента на биохимическом уровне необходимо исследование с использованием именно молярных масс. Данный параметр вошел прочно в области таких естественных и инженерных наук, как физика, химия, биохимия, биотехнология. Процессы, охарактеризованные таким образом, становятся более понятными с точки зрения механизмов, определения их параметров. Переход от фундаментальной науки к прикладной не обходится без показателя молярной массы, начиная от физиологических растворов, буферных систем и заканчивая определением дозировок фармацевтических веществ для организма.

Молярная масса – это величина, которая чаще всего встречается при расчётах в химической практике. Она обозначает массу количества вещества.

• Формулу молекулы вещества, где указано количество атомов элементов, входящих в молекулу.
• Атомный вес каждого из элементов, составляющих молекулу. Его можно найти в таблице периодической системы элементов Менделеева, который уже рассчитал его за нас.

Перемножаем по отдельности данные каждого элемента, то есть если атом один, то и стандартный атомный вес умножается на один. Если атомов вещества в молекуле 2, то, соответственно, и умножаем атомный вес на 2, и так далее.

Суммируем полученные результаты, чтобы получить общую массу молекулы.



Полученную массу молекулы умножаем на 1 г/моль, для получения молярной массы. 1 г/моль является константой молярной массы, и обозначает массу одного моля вещества.



Так как алгоритм вычисления молярной массы очень прост, при наличии под рукой интернета, для несложных формул можно воспользоваться онлайн-калькулятором.
Для более серьёзных формул, таких как CO2H.N:N.CO2H, в целях повышения надёжности, стоит произвести расчёт своими руками, не доверяя разработчикам калькуляторов.