วิธีการคำนวณมวลกราม

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


การคำนวณมวลโมลาร์เป็นสิ่งจำเป็นในการคำนวณปริมาณสารสัมพันธ์ใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับมวลหรือปริมาตรของสารประกอบทางเคมี ซึ่งรวมถึงการคำนวณที่เกี่ยวข้องกับทั้งปฏิกิริยาเคมีและองค์ประกอบของสารประกอบประเภทต่างๆ ที่วิทยาศาสตร์รู้จัก

มวลโมลาร์คืออะไร?

ตามชื่อของมัน มวลโมลาร์ไม่มีอะไรมากไปกว่ามวลของอะตอม โมเลกุล หรือหน่วยสูตรหนึ่งโมล นั่นคือมันแทนผลรวมของมวลของจำนวน Avogadro ของอนุภาคเหล่านี้ หรือที่เท่ากันของอนุภาค 6,022.10 23 ตัว

มวลโมลาร์แสดงเป็นหน่วยของมวลต่อโมลหรือมวลต่อโมล-1 หน่วยที่ใช้บ่อยที่สุดในสาขาวิทยาศาสตร์และในประเทศส่วนใหญ่ที่ใช้ระบบหน่วยสากลคือ g/mol

อย่างไรก็ตาม มีหน่วยอื่นที่ใช้บ่อยในงานวิศวกรรม เช่น กก./โมล; ในประเทศต่างๆ เช่น สหรัฐอเมริกาและไลบีเรีย ซึ่งใช้ระบบหน่วยจักรวรรดิ มักใช้ lb/lb-mol

ขั้นตอนในการคำนวณมวลโมลาร์

การคำนวณมวลโมลาร์ทำได้ง่ายมาก สิ่งที่เราต้องทำคือเพิ่มมวลโมลาร์ของอะตอมทั้งหมดที่ประกอบกันเป็นสารเคมี ในการทำเช่นนี้เราต้องการเพียงตารางธาตุและรู้สูตร ทางเคมี ของสาร ด้านล่างนี้เป็นขั้นตอนที่จำเป็นในการคำนวณมวลโมลาร์ของสารประกอบหรือสารเคมีใดๆ

ขั้นตอนที่ 1: เขียนสูตรเคมีและกำหนดว่ามีธาตุใดบ้าง

สารเคมี ทั้งองค์ประกอบและสารประกอบเคมีสามารถแสดงได้ด้วยสูตรเคมีประเภทต่างๆ ในกรณีที่ง่ายที่สุด สูตรเป็นเพียงรายการลำดับของธาตุที่ประกอบกันเป็นสสารพร้อมกับจำนวนอะตอมของธาตุแต่ละชนิดที่มีอยู่

อย่างไรก็ตาม มีบางกรณีที่มีการนำเสนอสูตรโครงสร้างที่ทำให้ยากต่อการคำนวณมวลโมลาร์ ดังนั้นจึงควรแปลงสูตรโครงสร้างดังกล่าวให้เป็นสูตรโมเลกุลที่อ่านง่ายกว่า

ตัวอย่าง:

รูปต่อไปนี้แสดงสูตรโครงสร้างของโซเดียม 2-ออกโซโพรพาโนเอต เนื่องจากเขียนโครงสร้างไว้ จึงเป็นเรื่องยากที่จะระบุมวลโมลาร์ ดังนั้นขั้นตอนแรกคือการใช้สูตรโครงสร้างและกำหนดสูตรโมเลกุล

จะคำนวณมวลโมลาร์ได้อย่างไร?

อย่างที่คุณเห็น ในกรณีนี้ สารประกอบประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และโซเดียม

ขั้นตอนที่ 2: นับจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุที่มีอยู่

ข้อมูลสำคัญประการที่สองที่เราต้องการคือจำนวนอะตอมของแต่ละชนิดในสารประกอบ ตัวเลขนี้เห็นได้ชัดในกรณีที่เรามีสูตรโมเลกุลอย่างง่าย สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากสูตรโมเลกุลอย่างง่ายประกอบด้วยรายการสัญลักษณ์ของแต่ละองค์ประกอบที่ประกอบกันเป็นสสาร โดยมีตัวห้อยที่ระบุจำนวนครั้งที่องค์ประกอบดังกล่าวปรากฏในโครงสร้าง อย่างไรก็ตาม ต้องใช้ความระมัดระวังกับสูตรโมเลกุลที่มีวงเล็บและเครื่องหมายการจัดกลุ่มอื่นๆ เนื่องจากตัวห้อยของวงเล็บเหล่านี้จะคูณตัวห้อยภายในทั้งหมด

สะดวกในการจัดเรียงข้อมูลนี้ในตารางขนาดเล็กเพื่ออำนวยความสะดวกในการคำนวณในภายหลัง นอกจากสัญลักษณ์ของแต่ละธาตุและจำนวนอะตอมของแต่ละประเภทแล้ว เราจะเพิ่มอีกสองคอลัมน์และหนึ่งแถว:

  • คอลัมน์สำหรับมวลอะตอมของแต่ละธาตุ
  • อีกคอลัมน์หนึ่งสำหรับมวลโมลาร์ทั้งหมดที่แต่ละองค์ประกอบมีส่วนทำให้มวลโมลาร์ของสารประกอบ
  • หนึ่งแถวในตอนท้ายสำหรับการคำนวณมวลโมลาร์ทั้งหมด

ตัวอย่าง:

ในกรณีของโซเดียม 2-ออกโซโพรพาโนเอตที่แสดงไว้ด้านบน สูตรคือ C 3 H 3 NaO 3ดังนั้นสารประกอบนี้จึงประกอบด้วยอะตอม C 3 อะตอม, H 3 อะตอม, Na 1 อะตอม และ O 3 อะตอม ตารางจะมีลักษณะดังนี้:

องค์ประกอบ จำนวนอะตอม มวลอะตอม (สัมพัทธ์) มวลรวมต่อองค์ประกอบ (สัมพัทธ์)
ค. 3    
ชม. 3    
นา 1    
ทั้ง 3    
    มวลโมลาร์ทั้งหมด =  

จำนวนอะตอมทั้งหมดไม่เกี่ยวข้องกับการคำนวณมวลโมลาร์ แต่ในการคำนวณปริมาณสารสัมพันธ์บางอย่างจะมีประโยชน์

หมายเหตุ:ควรใช้ความระมัดระวังด้วยสูตรผสมที่มีน้ำแห่งความชุ่มชื้น ประการแรก เนื่องจากเป็นเรื่องปกติมากที่จะลืมเติมอะตอมของไฮโดรเจนและออกซิเจนในน้ำให้เท่ากับจำนวนอะตอมทั้งหมดในระหว่างการคำนวณมวลโมลาร์ ประการที่สอง เนื่องจากน้ำไฮเดรชั่นมักจะมีค่าสัมประสิทธิ์ที่ระบุจำนวนโมเลกุลของน้ำที่มีอยู่ต่อหน่วยของสารประกอบแอนไฮดรัส ซึ่งหมายความว่าจำนวนรวมของอะตอม H และ O ที่มีอยู่ในน้ำจะต้องคูณด้วยค่าสัมประสิทธิ์ดังกล่าวเพื่อคำนวณมวลโมลาร์ อย่างถูกต้อง

ตัวอย่าง:

ในกรณีของคอปเปอร์ (II) ซัลเฟตเพนทาไฮเดรต แต่ละหน่วยของคอปเปอร์ซัลเฟตจะสัมพันธ์กับโมเลกุลของน้ำ 5 โมเลกุล ดังที่แสดงไว้ในสูตรเต็ม: CuSO 4 ·5H 2 Oใน กรณี นี้จำนวนไฮโดรเจนทั้งหมดคือ 5 x 2 = 10 และจำนวนออกซิเจนทั้งหมดคือ 4 + 5 x 1 = 9

ขั้นตอนที่ 3: ค้นหามวลอะตอมของธาตุในตารางธาตุ

ค่าของมวลอะตอม ของโมลาร์นั้น สามารถพบได้ในตารางธาตุ ค่าเหล่านี้แสดงมวลอะตอมสัมพัทธ์ของแต่ละธาตุ แต่ค่านี้มีค่าเท่ากับมวลโมลาร์ ดังนั้นสิ่งที่คุณต้องทำคือเพิ่มหน่วยของ g/mol (หรือ lb/lb-mol หากคุณใช้ระบบนี้) . อิมพีเรียล) เมื่อวางผลลัพธ์ของการคำนวณ

ตารางธาตุแสดงรายการธาตุที่รู้จักทั้งหมดโดยเรียงลำดับตามเลขอะตอม แต่ละองค์ประกอบอยู่ในเซลล์ที่มีข้อมูลต่างๆ กัน แต่เกือบทั้งหมดมีมวลอะตอมสัมพัทธ์อยู่ในที่ใดที่หนึ่ง หากต้องการทราบว่าข้อมูลใดสอดคล้องกับมวลอะตอม คุณควรดูคำอธิบายประกอบ ซึ่งโดยทั่วไปจะพบในช่องว่างเหนือโลหะทรานซิชัน

รูปต่อไปนี้แสดงตัวอย่างของคำอธิบายนี้ โดยเน้นฟิลด์ที่มวลอะตอมสัมพัทธ์ของแต่ละธาตุปรากฏในตารางธาตุนั้นๆ

ระบุมวลอะตอมในตารางธาตุ

อย่างที่เราเห็น ในกรณีนี้ มวลอะตอมจะสอดคล้องกับข้อมูลที่มุมซ้ายบนของแต่ละเซลล์ อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่กรณีเสมอไป ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องตรวจสอบคำอธิบายแผนภูมิเสมอเพื่อหลีกเลี่ยงการใช้ข้อมูลที่ไม่ถูกต้อง

เมื่อพบองค์ประกอบทั้งหมดที่เราต้องการแล้ว เราก็กรอกตารางด้วยมวลอะตอมตามลำดับ

ตัวอย่าง

ต่อด้วยตัวอย่างของโซเดียม 2-ออกโซโพรพาโนเอต หลังจากเพิ่มมวลอะตอมแล้ว ตารางจะมีลักษณะดังนี้:

องค์ประกอบ จำนวนอะตอม_ มวลอะตอม (สัมพัทธ์) มวลรวมต่อองค์ประกอบ (สัมพัทธ์)
ค. 3 12,011  
ชม. 3 1,008  
นา 1 22,990  
ทั้ง 3 15,999  
    มวลโมลาร์ทั้งหมด =  

ขั้นตอนที่ 4: คูณและเพิ่ม

ในการหามวลรวมที่แต่ละองค์ประกอบรวมกันเป็นมวลโมลาร์ของสารประกอบนั้น เราต้องคูณมวลอะตอมของแต่ละองค์ประกอบด้วยจำนวนอะตอมของประเภทที่มีอยู่ในสูตร เมื่อดำเนินการนี้แล้ว ผลลัพธ์ทั้งหมดจะถูกเพิ่มเข้าไปเพื่อให้ได้มวลโมลาร์ ณ จุดนี้ หน่วยที่เกี่ยวข้องจะถูกเพิ่ม ( g/molหรือ lb/lb-mol แล้วแต่กรณี)

ตัวอย่าง

ในตัวอย่างของเรา หมายถึงการคูณค่าในคอลัมน์ที่สองและสาม วางผลลัพธ์ในคอลัมน์สุดท้าย แล้วเพิ่มค่าเหล่านี้เพื่อให้ได้มวลโมลาร์:

องค์ประกอบ จำนวนอะตอม_ มวลอะตอม (สัมพัทธ์) มวลรวมต่อองค์ประกอบ (สัมพัทธ์)
ค. 3 12,011 36,033
ชม. 3 1,008 3,024
นา 1 22,990 22,990
ทั้ง 3 15,999 47,997
    มวลโมลาร์ทั้งหมด = 110.044 ก./โมล

มวลโมลาร์ มวลอะตอม มวลโมเลกุล และมวลสูตร

ก่อนที่จะเรียนรู้วิธีการคำนวณมวลโมลาร์ แนวคิดที่เกี่ยวข้องซึ่งมักสับสนบางส่วนควรได้รับการชี้แจงโดยสังเขป นี่คือแนวคิดของมวลอะตอมมวลโมเลกุล และมวลสูตรซึ่งมักจะใช้แทนกันได้กับมวลโมลาร์ อย่างไรก็ตามมันไม่เหมือนกัน

ดังที่สามารถอนุมานได้จากชื่อ มวลอะตอม โมเลกุล และสูตรจะสอดคล้องกับมวลของอะตอม โมเลกุล และหน่วยสูตรตามลำดับ ในทางตรงกันข้าม มวลโมลาร์แทนมวลของอนุภาคดังกล่าวหนึ่งโมล นอกจากนี้ เนื่องจากเป็นมวล ตัวแปรทั้งสามนี้จะแสดงเป็นหน่วยมวลที่สามารถเป็นกรัม กิโลกรัม ปอนด์หรืออื่นๆ แม้ว่าจะเป็นธรรมเนียมที่จะใช้หน่วยพิเศษที่เรียกว่าหน่วยมวลอะตอม

แม้จะมีความแตกต่างจากคำนิยามของโมลและหน่วยมวลอะตอม หน่วยหลังจะมีค่าเป็นตัวเลขเท่ากับมวลโมลาร์ ซึ่งแสดงถึงแหล่งที่มาของความสับสน

มวลอะตอมและโมเลกุลและสูตรสัมพัทธ์

ในระดับแนวคิด การพูดถึงการคำนวณมวลโมลาร์โดยการเพิ่มมวลอะตอมถือเป็นความผิดพลาด อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ มันไม่สร้างความแตกต่าง เนื่องจากมวลอะตอมโมลาร์และมวลอะตอมที่แสดงเป็น amu (หน่วยมวลอะตอม) มีค่าเป็นตัวเลขเท่ากัน

อย่างไรก็ตาม ทั้งความสับสนนี้และปัญหาที่อาจเกิดขึ้นกับหน่วยอิมพีเรียลสามารถแก้ไขได้โดยใช้หน่วยมวลสัมพัทธ์แทนค่าสัมบูรณ์ มวลสัมพัทธ์เหล่านี้ประกอบด้วยมวลอะตอมหรือมวลโมเลกุลตามลำดับหารด้วยมวลหนึ่งในสิบสองของไอโซโทปคาร์บอน-12 การแบ่งนี้ทำให้หน่วยถูกยกเลิก ดังนั้นมวลสัมพัทธ์ทั้งหมดจึงไม่มีมิติและสามารถนำไปใช้ในบริบทใดก็ได้ เพียงแค่คูณด้วยมวลสัมบูรณ์หรือมวลโมลาร์ของคาร์บอน-12 หารด้วย 12

ตัวอย่างการคำนวณมวลโมลาร์

การคำนวณมวลโมลาร์ของเฟอริกซัลเฟตเฮปตะไฮเดรต

ขั้นตอนที่ 1:สูตรของสารประกอบนี้คือ Fe 2 (SO 4 ) 3 ·7H 2 O ดังนั้นจึงประกอบด้วยธาตุเหล็ก (Fe) กำมะถัน (S) ออกซิเจน (O) และไฮโดรเจน (H)

ขั้นตอนที่ 2:จำนวนรวมของแต่ละองค์ประกอบคือ:

  • ความเชื่อ = 2
  • S = 1 x 3 = 3
  • หรือ = 4 x 3 + 7 x 1 = 19
  • H = 7 x 2 = 14
องค์ประกอบ จำนวนอะตอม_ มวลอะตอม (สัมพัทธ์) มวลรวมต่อองค์ประกอบ (สัมพัทธ์)
ศรัทธา 2    
3    
ทั้ง 19    
ชม. 14    
    มวลโมลาร์ทั้งหมด =  

ขั้นตอนที่ 3:มวลอะตอมสัมพัทธ์ที่ได้จากตารางธาตุคือ:

  • ศรัทธา = 55,845
  • ส = 32,060
  • หรือ = 15,999
  • H = 1,008
องค์ประกอบ จำนวนอะตอม_ มวลอะตอม (สัมพัทธ์) มวลรวมต่อองค์ประกอบ (สัมพัทธ์)
ศรัทธา 2 55,845  
3 32,060  
ทั้ง 19 15,999  
ชม. 14 1,008  
    มวลโมลาร์ทั้งหมด =  

ขั้นตอนที่ 4:

องค์ประกอบ จำนวนอะตอม_ มวลอะตอม (สัมพัทธ์) มวลรวมต่อองค์ประกอบ (สัมพัทธ์)
ศรัทธา 2 55,845 111,690
3 32,060 96,180
ทั้ง 19 15,999 303,981
ชม. 14 1,008 14,112
    มวลโมลาร์ทั้งหมด = 525.963 ก./โมล

อ้างอิง

การคำนวณมวลกราม (2564, 26 มกราคม). หลักสูตรสำหรับ UNAM https://cursoparalaunam.com/calculo-de-la-masa-molar

จะคำนวณน้ำหนักโมเลกุล ได้อย่างไร ? ตัวอย่างและแบบฝึกหัด (2564, 18 พฤษภาคม). ยูนิเบต้า https://unibetas.com/molecular-weight/

แนวคิดเรื่อง น้ำหนักโมเลกุล (น). ว้าว. https://www.guao.org/tercer_ano/quimica/concepto_de_peso_molecular-concepto_de_peso_molecular

ตัวอย่างของมวลกราม (2558, 18 ตุลาคม). เคมี.NET. https://www.quimicas.net/2015/10/ejemplos-de-masa-molar_18.html

Guerra M., L. (2019). ปฏิกิริยาสโตอิชิโอเมตริก ยูเออี https://www.uaeh.edu.mx/docencia/P_Presentaciones/b_sahagun/2019/lgm-quiminorganica.pdf

เมเยอร์ (น). เอกสารข้อมูลความปลอดภัย – เฟอริกซัลเฟตไฮเดรต เมเยอร์ เคมีภัณฑ์ รีเอเจนต์ http://reactivosmeyer.com.mx/datos/pdf/reactivos/hds_1345.pdf

-โฆษณา-

mm
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados