Cách để Tính khối lượng mol

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


Việc tính toán khối lượng mol là điều cần thiết để thực hiện bất kỳ phép tính cân bằng hóa học nào liên quan đến khối lượng hoặc thể tích của các hợp chất hóa học. Điều này bao gồm các tính toán liên quan đến cả phản ứng hóa học và thành phần của các loại hợp chất khác nhau mà khoa học đã biết.

Khối lượng mol là gì?

Như tên gọi của nó, khối lượng mol không gì khác hơn là khối lượng của một mol nguyên tử, phân tử hoặc đơn vị công thức. Nghĩa là, nó đại diện cho tổng khối lượng của một số Avogadro của các hạt này, hay tương tự, của 6,022.10 23 hạt.

Khối lượng mol được biểu thị bằng đơn vị khối lượng trên mol hoặc khối lượng trên mol -1 . Các đơn vị được sử dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực khoa học và ở hầu hết các quốc gia đã áp dụng Hệ thống Đơn vị Quốc tế là g/mol.

Tuy nhiên, có những đơn vị khác thường được sử dụng trong kỹ thuật, chẳng hạn như kg/mol; Ở các quốc gia như Hoa Kỳ và Liberia, nơi sử dụng hệ thống đơn vị đế quốc, lb/lb-mol thường được sử dụng.

Các bước để tính khối lượng mol

Tính khối lượng mol rất đơn giản. Tất cả những gì chúng ta cần là cộng khối lượng mol của tất cả các nguyên tử tạo nên một chất hóa học. Để làm điều này, chúng ta chỉ cần một bảng tuần hoàn và biết công thức hóa học của chất. Dưới đây là các bước cần thiết để tính khối lượng mol của bất kỳ hợp chất hoặc chất hóa học nào.

Bước 1: Viết công thức hóa học và xác định nguyên tố có mặt

Các chất hóa học, cả nguyên tố và hợp chất hóa học, có thể được biểu diễn bằng nhiều loại công thức hóa học khác nhau. Trong trường hợp đơn giản nhất, công thức chỉ đơn giản là một danh sách có thứ tự các nguyên tố tạo nên chất cùng với số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố có mặt.

Tuy nhiên, có những trường hợp trình bày công thức cấu tạo gây khó khăn cho việc tính khối lượng mol, vì vậy nên chuyển những công thức cấu tạo đó thành công thức phân tử dễ đọc hơn.

Ví dụ:

Hình dưới đây cho thấy công thức cấu tạo của natri 2-oxopropanoate. Vì cấu trúc được viết, rất khó xác định khối lượng mol, vì vậy bước đầu tiên là lấy công thức cấu tạo và xác định công thức phân tử của nó.

Làm thế nào để tính toán khối lượng mol?

Như bạn có thể thấy, trong trường hợp này, hợp chất được tạo thành từ các nguyên tử cacbon, hydro, oxy và natri.

Bước 2: Đếm số nguyên tử của mỗi nguyên tố có mặt

Thông tin quan trọng thứ hai mà chúng ta cần là số lượng nguyên tử của mỗi loại trong hợp chất. Con số này là hiển nhiên trong trường hợp chúng ta có công thức phân tử đơn giản. Điều này xảy ra bởi vì công thức phân tử đơn giản bao gồm chính xác danh sách các ký hiệu của từng nguyên tố tạo nên chất, với chỉ số dưới cho biết số lần nguyên tố đó xuất hiện trong cấu trúc. Tuy nhiên, phải cẩn thận với các công thức phân tử có dấu ngoặc đơn và các dấu hiệu nhóm khác, vì các chỉ số của các dấu ngoặc đơn này nhân với tất cả các chỉ số bên trong.

Thật thuận tiện để sắp xếp thông tin này trong một bảng nhỏ để thuận tiện cho việc tính toán sau này. Ngoài ký hiệu của từng nguyên tố và số lượng nguyên tử của từng loại, chúng ta cũng sẽ thêm hai cột và một hàng nữa:

  • Một cột cho khối lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố
  • Một cột khác cho tổng khối lượng mol mà mỗi nguyên tố góp vào khối lượng mol của hợp chất.
  • Một hàng ở cuối để tính tổng khối lượng mol.

Ví dụ:

Trong trường hợp natri 2-oxopropanoate được hiển thị ở trên, công thức là C 3 H 3 NaO 3 , vì vậy hợp chất này chứa 3 nguyên tử C, 3 nguyên tử H, 1 nguyên tử Na và 3 nguyên tử O. Bảng sẽ có dạng như sau:

Yếu tố số nguyên tử Khối lượng nguyên tử (tương đối) Tổng khối lượng mỗi phần tử (tương đối)
C. 3    
h 3    
na 1    
HOẶC 3    
    TỔNG KHỐI LƯỢNG MOL =  

Tổng số nguyên tử không liên quan đến tính toán khối lượng mol, nhưng trong một số tính toán cân bằng hóa học, nó rất hữu ích.

LƯU Ý: Nên cẩn thận với các công thức hợp chất có chứa nước hydrat hóa. Thứ nhất, vì người ta rất hay quên cộng các nguyên tử hydro và oxy của nước vào tổng số nguyên tử này trong quá trình tính khối lượng mol. Thứ hai, vì nước hydrat hóa thường có một hệ số biểu thị số lượng phân tử nước có trên một đơn vị hợp chất khan, nghĩa là tổng số nguyên tử H và O có trong nước phải được nhân với hệ số đã nói để tính khối lượng mol. một cách chính xác.

Ví dụ:

Trong trường hợp đồng (II) sunfat pentahydrat, mỗi đơn vị đồng sunfat được liên kết với 5 phân tử nước, như thể hiện bằng công thức hoàn chỉnh: CuSO 4 ·5H 2 O. Trong trường hợp này , tổng số hydro là 5 x 2 = 10 và tổng số oxi là 4 + 5 x 1 = 9.

Bước 3: Tìm nguyên tử khối của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

Các giá trị của khối lượng mol nguyên tử tương ứng có thể được tìm thấy trong bất kỳ bảng tuần hoàn nào. Chúng thực sự hiển thị khối lượng nguyên tử tương đối của từng nguyên tố, nhưng khối lượng này bằng số với khối lượng mol, vì vậy tất cả những gì bạn cần làm là cộng các đơn vị g/mol (hoặc lb/lb-mol nếu bạn đang sử dụng hệ thống) .đế) khi đặt kết quả của các phép tính.

Bảng tuần hoàn liệt kê tất cả các nguyên tố đã biết được sắp xếp theo số hiệu nguyên tử của chúng. Mỗi phần tử nằm trong một ô chứa lượng thông tin khác nhau, nhưng hầu như tất cả đều bao gồm khối lượng nguyên tử tương đối ở đâu đó. Để biết dữ liệu nào tương ứng với khối lượng nguyên tử, bạn nên xem phần chú thích, thường được tìm thấy trong khoảng trống phía trên các kim loại chuyển tiếp.

Hình dưới đây cho thấy một ví dụ về chú giải này, làm nổi bật trường trong đó khối lượng nguyên tử tương đối của mỗi nguyên tố xuất hiện trên bảng tuần hoàn cụ thể đó.

Xác định khối lượng nguyên tử trong bảng tuần hoàn

Như chúng ta có thể thấy, trong trường hợp này, khối lượng nguyên tử tương ứng với dữ liệu được tìm thấy ở góc trên bên trái của mỗi ô. Tuy nhiên, điều này không phải lúc nào cũng đúng, vì vậy điều quan trọng là phải luôn xem lại chú giải để tránh sử dụng dữ liệu sai.

Khi đã xác định được tất cả các nguyên tố chúng ta cần, chúng ta điền vào bảng khối lượng nguyên tử tương ứng.

Ví dụ

Tiếp tục với ví dụ về natri 2-oxopropanoate, sau khi cộng khối lượng nguyên tử, bảng sẽ như sau:

Yếu tố số nguyên tử Khối lượng nguyên tử (tương đối) Tổng khối lượng mỗi phần tử (tương đối)
C. 3 12.011  
h 3 1.008  
na 1 22.990  
HOẶC 3 15.999  
    TỔNG KHỐI LƯỢNG MOL =  

Bước 4: Nhân và cộng

Để tìm tổng khối lượng mà mỗi nguyên tố đóng góp vào khối lượng mol của hợp chất, chúng ta phải nhân khối lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố với số lượng nguyên tử của loại đó có trong công thức. Sau khi thao tác này được thực hiện, tất cả các kết quả được thêm vào để thu được khối lượng mol. Tại thời điểm này, các đơn vị tương ứng ( g/mol hoặc lb/lb-mol, tùy từng trường hợp) được thêm vào .

Ví dụ

Trong ví dụ của chúng tôi, điều này có nghĩa là nhân các giá trị trong cột thứ hai và thứ ba, đặt kết quả vào cột cuối cùng, sau đó cộng các giá trị này để có được khối lượng mol:

Yếu tố số nguyên tử Khối lượng nguyên tử (tương đối) Tổng khối lượng mỗi phần tử (tương đối)
C. 3 12.011 36,033
h 3 1.008 3,024
na 1 22.990 22.990
HOẶC 3 15.999 47,997
    TỔNG KHỐI LƯỢNG MOL = 110,044 g/mol

Khối lượng mol, khối lượng nguyên tử, khối lượng phân tử và khối lượng công thức

Trước khi tìm hiểu cách tính khối lượng mol, một số khái niệm liên quan thường bị nhầm lẫn cần được làm rõ một cách ngắn gọn. Đây là các khái niệm về khối lượng nguyên tử, khối lượng phân tử và khối lượng công thức , thường được sử dụng thay thế cho khối lượng mol. Tuy nhiên, chúng không giống nhau.

Như có thể được suy ra từ tên, khối lượng nguyên tử, phân tử và công thức tương ứng với khối lượng của một nguyên tử, phân tử và đơn vị công thức. Ngược lại, khối lượng mol đại diện cho khối lượng của một mol các hạt như vậy. Ngoài ra, là khối lượng, ba biến số này được biểu thị bằng đơn vị khối lượng có thể là gam, kilôgam, pound hoặc bất kỳ loại nào khác, mặc dù người ta thường sử dụng một đơn vị đặc biệt gọi là đơn vị khối lượng nguyên tử.

Bất chấp sự khác biệt của chúng, với định nghĩa về mol và đơn vị khối lượng nguyên tử, đơn vị sau bằng số với khối lượng mol, đại diện cho nguồn gốc của sự nhầm lẫn.

Khối lượng nguyên tử và phân tử và công thức tương đối

Ở cấp độ khái niệm, nói về việc tính khối lượng mol bằng cách thêm khối lượng nguyên tử là một sai lầm. Tuy nhiên, ở mức độ thực tế, nó không tạo ra sự khác biệt, vì khối lượng mol nguyên tử và khối lượng nguyên tử được biểu thị bằng amu (đơn vị khối lượng nguyên tử) bằng nhau về mặt số học.

Tuy nhiên, cả sự nhầm lẫn này và bất kỳ vấn đề tiềm ẩn nào với các đơn vị hệ thống đế quốc đều được giải quyết bằng cách sử dụng các đơn vị khối lượng tương đối thay vì các giá trị tuyệt đối. Những khối lượng tương đối này bao gồm khối lượng nguyên tử hoặc khối lượng phân tử tương ứng chia cho một phần mười hai khối lượng của đồng vị carbon-12. Sự phân chia này làm cho các đơn vị bị hủy và do đó tất cả các khối lượng tương đối đều không có thứ nguyên và có thể được sử dụng trong bất kỳ ngữ cảnh nào chỉ bằng cách nhân với khối lượng tuyệt đối hoặc khối lượng mol của carbon-12 chia cho 12.

Ví dụ tính toán khối lượng mol

Tính khối lượng mol của sắt sunfat heptahydrat

Bước 1: Công thức của hợp chất này là Fe 2 (SO 4 ) 3 ·7H 2 O, vì vậy nó được tạo thành từ sắt (Fe), lưu huỳnh (S), oxy (O) và hydro (H).

Bước 2: Tổng số mỗi phần tử là:

  • Niềm tin = 2
  • S = 1 x 3 = 3
  • Hoặc = 4 x 3 + 7 x 1 = 19
  • H = 7 x 2 = 14
Yếu tố số nguyên tử Khối lượng nguyên tử (tương đối) Tổng khối lượng mỗi phần tử (tương đối)
Sự tin tưởng 2    
S 3    
HOẶC 19    
h 14    
    TỔNG KHỐI LƯỢNG MOL =  

Bước 3: Khối lượng nguyên tử tương đối thu được từ bảng tuần hoàn là:

  • Niềm tin = 55,845
  • S = 32.060
  • HOẶC = 15.999
  • H = 1,008
Yếu tố số nguyên tử Khối lượng nguyên tử (tương đối) Tổng khối lượng mỗi phần tử (tương đối)
Sự tin tưởng 2 55,845  
S 3 32.060  
HOẶC 19 15.999  
h 14 1.008  
    TỔNG KHỐI LƯỢNG MOL =  

Bước 4:

Yếu tố số nguyên tử Khối lượng nguyên tử (tương đối) Tổng khối lượng mỗi phần tử (tương đối)
Sự tin tưởng 2 55,845 111,690
S 3 32.060 96.180
HOẶC 19 15.999 303.981
h 14 1.008 14,112
    TỔNG KHỐI LƯỢNG MOL = 525,963 g/mol

Người giới thiệu

TÍNH KHỐI LƯỢNG MOLAR . (2021, ngày 26 tháng 1). Khóa học cho UNAM. https://cursoparalaunam.com/calculo-de-la-masa-molar

Làm thế nào để tính Trọng lượng phân tử ? Ví dụ và bài tập . (2021, ngày 18 tháng 5). Unibeta. https://unibetas.com/molecular-weight/

Khái niệm khối lượng phân tử . (nd). Ồ. https://www.guao.org/tercer_ano/quimica/concepto_de_peso_molecular-concepto_de_peso_molecular

Ví dụ về khối lượng mol . (2015, ngày 18 tháng 10). Hóa học.NET. https://www.quimicas.net/2015/10/ejemplos-de-masa-molar_18.html

Du kích M., L. (2019). Phản ứng cân bằng hóa học . UAEH. https://www.uaeh.edu.mx/docencia/P_Presentaciones/b_sahagun/2019/lgm-quiminorganica.pdf

Mayer. (nd). Bảng dữ liệu an toàn – Ferric Sulfate Hydrate . Thuốc thử hóa học Meyer. http://reactivosmeyer.com.mx/datos/pdf/reactivos/hds_1345.pdf

-Quảng cáo-

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

Artículos relacionados