Jak przeliczyć gramy na mole i odwrotnie

Pojęcie mola jest ściśle związane ze wszystkimi aspektami chemii. Jest miarą ilości materii i dlatego jest bezpośrednio związana z liczbą atomów lub cząsteczek obecnych w próbce dowolnej substancji. Pod wieloma względami koncepcja kreta nie różni się od koncepcji tuzina lub setki. Oznacza to, że jest to po prostu liczba; bardzo duża liczba, to prawda, ale w końcu czysta liczba.

Ale jak określić liczbę atomów w próbce substancji, jeśli ich nie widać? W ten sam sposób, w jaki możemy oszacować liczbę pomarańczy znajdujących się w worku bez konieczności ich liczenia: Zważ kilka pomarańczy, aby określić ich średnią wagę, a następnie zważ cały worek.

Na przykład, jeśli pomarańcza waży 200 g, to w kilogramie będzie 5 pomarańczy. Wtedy, jeśli worek waży 20 kg, to będzie w nim 20*5=100 pomarańczy. Z drugiej strony, jeśli worek waży 20 kg, ale nie zawiera pomarańczy, tylko cytryny, to liczba cytryn w worku nie będzie równa liczbie pomarańczy, ponieważ cytryny zwykle ważą mniej.

To samo można powiedzieć o procesie odwrotnym. Jeśli chcemy wiedzieć, ile waży określona liczba pomarańczy lub cytryn, wystarczy pomnożyć tę liczbę przez wagę każdej z nich.

Obliczanie moli z gramów i odwrotnie działa w ten sam sposób. Opiera się na masie każdego mola określonego rodzaju atomu lub cząsteczki.

Następnie zobaczymy różne sposoby obliczania liczby moli na podstawie masy substancji, a także obliczania masy substancji na podstawie liczby moli. Każdy z tych trzech sposobów przeprowadzania obliczeń jest całkowicie poprawny i da ten sam wynik, chociaż niektóre są bardziej praktyczne niż inne w pewnych kontekstach, jak wyjaśniono poniżej.

Obliczanie masy molowej

Tak jak w przykładzie z workiem pomarańczy, aby określić liczbę pomarańczy w worku, trzeba było znać wagę pomarańczy, aby obliczyć liczbę moli z gramów, musimy znać masę każdego mola cząstek w celu określenia liczby moli obecnych w próbce. Jest to znane jako masa molowa i jest liczbowo równe masie cząsteczkowej, którą możemy obliczyć ze wzoru cząsteczkowego substancji i mas atomowych pierwiastków, które ją tworzą.

Odbywa się to po prostu przez dodanie mas atomowych każdego atomu, który tworzy związek lub pierwiastek. Na przykład, jeśli chcemy obliczyć mole azotanu sodu na podstawie jego masy w gramach, musimy wyznaczyć masę molową azotanu sodu, której wzór to NaNO ₃ . Odbywa się to poprzez dodanie mas atomowych sodu, azotu i trzech atomów tlenu:

Jak widać w tabeli, żadna z wielkości nie ma jednostek. Dzieje się tak, ponieważ masy atomowe są wielkościami względnymi i bezwymiarowymi. To samo dzieje się z masą cząsteczkową, która jest obliczana ze wspomnianych względnych mas atomowych.

Jednak definicja względnych jednostek masy atomowej, a także sposób zdefiniowania mola zapewniają, że masa cząsteczkowa jest liczbowo równa masie molowej. Jedyna różnica polega na tym, że kiedy mówimy o masie molowej, mamy na myśli masę substancji, która zawiera dokładnie 1 mol substancji, więc dodaje się do niej jednostki g/mol.

Teraz, gdy wiemy, jak obliczyć masę molową dowolnej substancji, biorąc pod uwagę jej wzór cząsteczkowy, zobaczmy, jak wzór cząsteczkowy jest używany do określenia liczby moli na podstawie masy podanej w gramach.

1. Zasada trzech metod

Najłatwiejszym i najbardziej intuicyjnym sposobem obliczenia liczby moli z masy w gramach i odwrotnie jest skorzystanie z prostej reguły trzech. Zasada ta opiera się na koncepcji masy molowej. Oznacza to, że zaczyna się od tego, że masa molowa odpowiada masie w gramach, która zawiera 1 mol jednostek substancji.

Ta metoda jest bardzo przydatna, aby przyzwyczaić się do pojęcia moli i ułatwić zrozumienie obliczeń stechiometrycznych. Jest jednak znacznie dłuższy niż to konieczne i może być nieodpowiedni, gdy w tym samym problemie trzeba przeprowadzić wiele obliczeń molowych.

Przykład 1

Jeśli weźmiemy przykład azotanu sodu, którego masa molowa, jak właśnie widzieliśmy, wynosi 85 g/mol i chcielibyśmy wyznaczyć liczbę moli obecnych w 170 g tej substancji, to możemy zadać sobie następujące pytanie:

Jeśli wiemy, że w 85 g azotanu sodu jest 1 mol tego związku, to ile moli będzie w 170 g?

Jest to klasyczny przypadek reguły trzech, w której trzy znane zmienne są powiązane proporcjami z niewiadomą, którą w tym przypadku jest liczba moli. Jego rozwiązanie przedstawia się następująco:

Reguły trzech rozwiązuje się, mnożąc końce znanej przekątnej i dzieląc iloczyn przez wartość drugiego rogu. W tym przykładzie:

Jak widać, jednostki masy NaNO ₃ są uproszczone, a wynik wyraża się w molach NaNO ₃ .

Przykład 2

Załóżmy teraz, że chcemy obliczyć masę 0,125 mola azotanu sodu. Możemy zacząć od tej samej zasady trzech powyżej, ale w tym przypadku znamy prawy dolny róg zamiast tego po lewej, ponieważ tam jest liczba obyczajów.

W tym przypadku rozwiązanie polega na pomnożeniu i podzieleniu przeciwległych rogów do poprzedniego przypadku:

2. Obliczanie liczby moli z gramów według wzoru

Drugim sposobem obliczenia liczby moli jest użycie wzoru na mole. Jest to bardzo prosta formuła, która mówi, że liczba moli to nic innego jak stosunek masy substancji do jej masy molowej. To jest do powiedzenia:

Metoda formuł jest praktyczna dla niektórych osób, które często używają formuł i dla których nauczenie się jeszcze jednej formuły nie stanowi problemu. Z drugiej strony wzór na liczbę moli jest bardzo praktyczny, gdy potrzebujemy pewnej zależności matematycznej do rozwiązania problemów z wieloma niewiadomymi, które należy rozwiązać za pomocą układów równań.

W rzeczywistości jest to prawdopodobnie jedna z najczęściej używanych formuł w chemii, więc zapamiętywanie jej i ćwiczenie jej użycia jest niezbędne.

W przypadku, gdy musimy obliczyć masę, musimy tylko wyodrębnić m ze wzoru.

Przykład 3

Obliczmy liczbę moli obecnych w 150 g kwasu octowego (CH ₃ COOH), wiedząc, że masy atomowe węgla, wodoru i tlenu wynoszą odpowiednio 12, 1 i 16.

W tym przypadku, ponieważ nie znamy masy molowej, musimy zacząć od tego.

Zatem masa cząsteczkowa kwasu octowego wynosi 60, co oznacza, że ​​jego masa molowa wynosi 60 g/mol. Mamy zatem następujące dane:

• m = 150g
• MM = 60 g/mol

Teraz wszystko, co musimy zrobić, to użyć wzoru do obliczenia moli i voila!

Przykład 4

Obliczmy teraz, ile gramów kwasu octowego zawiera 15 moli tej substancji. W tym przypadku używamy drugiej rozwiązanej formuły.

3. Obliczanie liczby moli z gramów jako przekształcenie jednostek

Jeśli to, czego szukamy, jest najbardziej praktycznym i najszybszym sposobem przeprowadzenia przeliczenia moli z gramów, to metoda przeliczeń jest niewątpliwie metodą do wyboru. Służy to nie tylko do obliczania moli z gramów, ale także do procesu odwrotnego, to znaczy obliczania gramów z moli.

Proces opiera się na wykorzystaniu współczynników konwersji jednostek i koncepcji masy molowej. Z tej koncepcji wiemy, że 1 mol substancji jest równoważny jednej masie molowej tej substancji.

Na przykład w przypadku kwasu octowego, którego masa cząsteczkowa wynosi 60, możemy zapisać następującą równoważność:

Tę równoważność można przestawić w obie strony, dając dwa różne współczynniki konwersji, których wartości wynoszą 1. Oznacza to, że dla kwasu octowego sprawdza się, że:

Fakt, że wartość obu ułamków wynosi 1 oznacza, że ​​możemy pomnożyć przez te ułamki dowolną wielkość i nie zmieni to ich wartości. Dlatego nazywane są czynnikami jednostkowymi. Aby obliczyć liczbę moli za pomocą współczynników przeliczeniowych, wystarczy pomnożyć przez współczynnik, który usuwa jednostki masy i umieszcza liczbę moli w liczniku, czyli czynniku po lewej stronie.

Zamiast tego, jeśli chcemy obliczyć gramy z moli, używamy współczynnika po prawej stronie.

Przykład 5

Obliczmy liczbę moli obecnych w 0,120 g chlorku sodu (NaCl), wiedząc, że ma on masę cząsteczkową 58,5.

W tym przypadku wystarczy pamiętać, że w tym przypadku 1 mol chlorku sodu równa się 58,5 g soli i odwrotnie i musimy z tej informacji utworzyć odpowiedni przelicznik jednostek i pomnożyć przez masę w gramach .

Ponieważ zaczynamy od gramów, a te są w liczniku, musimy użyć współczynnika jednostkowego, który ma gramy w mianowniku, aby były uproszczone, podczas gdy liczba moli musi przejść w liczniku, aby wynik pozostał w jednostkach że szukamy:

Przykład 6

Teraz obliczmy, ile gramów soli musimy odważyć, aby otrzymać 2.8.10 ^-4 mole soli. W tym przypadku procedura jest dokładnie taka sama, tylko że musimy użyć drugiego współczynnika jednostkowego:

Bibliografia

Nauki terenowe. (2022, 13 stycznia). Kret w chemii i liczba moli z rozwiązanymi ćwiczeniami . https://www.areaciencias.com/quimica/mol/

González, A. (2014, 12 lutego). FQ1 Obliczanie moli z masy . Udostępnianie slajdów. https://www.slideshare.net/onio72/fq1-calculo-moles-a-partir-de-la-masa

Zasada trzech . (2019, 2 września). Mineduc.gob.gt. https://www.mineduc.gob.gt/DIGECADE/documents/Telesecundaria/Recursos%20Digitales/2o%20Recursos%20Digitales%20TS%20BY-SA%203.0/06%20MATEMATICA/U5%20pp%20122%20regla%20de% 20trzy.pdf

Timur: członek planetcalc. (nd). Kalkulator online: Przeliczaj mole na gramy i gramy na mole. planetcalc. https://es.planetcalc.com/6777/