Calcolatrice del peso molecolare

Massa molare = Σ (atomi di un elemento × il peso atomico di quell'elemento) · per un idrato, aggiungi il coefficiente per 18,015

M

La massa molare del composto, in grammi per mole — il numero che questa pagina riporta

atomi

Quanti atomi di quell'elemento contiene la formula: il pedice dopo il suo simbolo, oppure il moltiplicatore dopo una parentesi, oppure i due moltiplicati insieme

peso atomico

Il peso atomico dell'elemento, in grammi per mole — una proprietà dell'elemento, presa dalla tabella di riferimento qui sotto

Σ

Sommato su ogni elemento della formula, compresi quelli scritti dentro le parentesi

·

Il punto in una formula idrata come CuSO4·5H2O. Il numero che lo segue conta l'intero gruppo dell'acqua, quindi cinque acque significano dieci atomi di idrogeno e cinque di ossigeno

Usala quando hai una formula e ti serve la sua massa molare — per pesare una mole di qualcosa, per convertire grammi in moli, o per controllare un numero stampato su un flacone di reagente. È anche la pagina da consultare quando una formula ha parentesi o acqua di cristallizzazione, perché sono i due punti in cui un calcolo a mano sbaglia: in Ca(OH)2 il pedice fuori dalla parentesi moltiplica entrambi gli atomi che stanno dentro, e in CuSO4·5H2O il cinque moltiplica due idrogeni e un ossigeno per ogni acqua.

1. La massa molare dell'acqua, fino alla massa di ogni elemento

   1. Leggi la formula come due idrogeni e un ossigeno: H2O
   2. Idrogeno: 2 × 1,008 = 2,016 grammi per mole
   3. Ossigeno: 1 × 15,999 = 15,999 grammi per mole
   4. Somma: 2,016 + 15,999 = 18,015 grammi per mole
   5. Il conteggio degli atomi è 2 + 1 = 3 atomi per molecola

   La stessa somma ripartisce la massa per elemento: l'ossigeno è 15,999 ÷ 18,015 = 88,81% della massa e l'idrogeno il restante 11,19%. È quel rapporto a rendere utile conoscere la massa molare dell'acqua — un grammo d'acqua non è un grammo di idrogeno.

2. Un sale idrato, dove il punto fa il lavoro

   1. Spezza la formula sul punto: CuSO4 a sinistra, 5H2O a destra
   2. Lato sinistro: 63,546 (Cu) + 32,06 (S) + 4 × 15,999 (O) = 159,602 grammi per mole
   3. Lato destro: 5 × 18,015 = 90,075 grammi per mole — cinque molecole d'acqua intere
   4. Somma i due: 159,602 + 90,075 = 249,677 grammi per mole
   5. Conta gli atomi: 1 + 1 + 4 = 6 a sinistra, e 5 × 3 = 15 a destra, quindi 21 in totale

   Le cinque acque sono 90,075 ÷ 249,677 = 36,08% della massa dei cristalli blu. È per questo che la forma anidra e quella idrata dello stesso sale non sono intercambiabili a peso, e per questo un flacone rimasto aperto dà una lettura bassa.

I pesi atomici che stanno dietro a questa pagina sono i valori abbreviati CIAAW per l'abbondanza naturale terrestre degli elementi, dati con quattro o cinque cifre significative. Sono pesi atomici standard, non masse esatte, quindi la terza cifra decimale di una massa molare è già oltre ciò che la fonte sostiene: l'acqua qui è 18,015 e una cifra più precisa sarebbe 18,0153, con l'ultima cifra che continua a muoversi da campione a campione. Per pesare un reagente è una precisione molto superiore a quella che serve; per uno spettrometro di massa non basta, e lì si usano le masse isotopiche esatte. Trentaquattro elementi non hanno alcun peso atomico standard — tecnezio, promezio, polonio, astato, radon, francio, radio, attinio e tutti quelli dal nettunio in su — perché non hanno isotopi stabili su cui misurare un'abbondanza naturale. Le formule che li contengono vengono rifiutate invece di ricevere in risposta la massa di un particolare isotopo, dato che quel numero avrebbe un aspetto del tutto normale pur poggiando su un'ipotesi che la pagina non ha mai dichiarato. Nemmeno gli isotopi sono riconosciuti: D2O non è una formula che questa pagina accetta, e non lo sono nemmeno uno ione come Na+, una formula di struttura con trattini come CH3-CH2-OH, o un simbolo di stato. Infine la massa molare è una proprietà della sola formula — questa pagina non dice nulla su come si comporti una sostanza, se si sciolga, o se il composto esista davvero.

Che differenza c'è tra peso molecolare e massa molare?

Numericamente sono lo stesso numero, ed è per questo che questa calcolatrice riporta una cifra sola. Il peso molecolare è la massa di una molecola rispetto a un dodicesimo dell'atomo di carbonio-12, quindi è un rapporto puro senza unità; la massa molare è la massa di una mole della sostanza, quindi porta con sé l'unità grammi per mole. Entrambi danno 18,015 per l'acqua. La distinzione conta nella scrittura più che nell'aritmetica, e anche il simbolo è diverso: M per la massa molare, e la massa molecolare relativa adimensionale per l'altro.

Come si calcola a mano la massa molare di un composto?

Moltiplica il peso atomico di ogni elemento per il numero di atomi di quell'elemento nella formula, poi somma i risultati. Per il glucosio, C6H12O6, sono 6 × 12,011 = 72,066 per il carbonio, 12 × 1,008 = 12,096 per l'idrogeno e 6 × 15,999 = 95,994 per l'ossigeno, che danno 180,156 grammi per mole. I due punti in cui un calcolo a mano sbaglia sono le parentesi e il punto: il pedice dopo una parentesi moltiplica ogni elemento che sta dentro, e il numero dopo il punto in un idrato moltiplica una molecola d'acqua intera.

Perché non riesco a ottenere una cifra per PuO2 o Tc2O7?

Perché quegli elementi non hanno un peso atomico standard. Tecnezio, promezio, polonio, astato, radon, francio, radio, attinio e ogni elemento dal nettunio in su sono radioattivi senza isotopi stabili, quindi non c'è un'abbondanza naturale su cui fare la media e la tabella CIAAW stampa un trattino al posto del valore. Inserire la massa di un isotopo produrrebbe un numero dall'aspetto del tutto normale — il plutonio-244 dà 276,998 per PuO2 — assumendo in silenzio che tu intendessi quell'isotopo e non un altro, che differisce di circa il 2%.

Quante cifre decimali conviene tenere?

Tre è quello che stampano i libri di testo e quello che mostra questa pagina, ed è più di quanto i dati di partenza giustifichino. I pesi atomici standard sono dati con quattro o cinque cifre significative, quindi l'ultima cifra di una massa molare è già incerta; l'acqua è 18,015 con questi valori e 18,0153 con valori più precisi. Per pesare un reagente su una bilancia che legge al milligrammo, 0,01 g/mol è abbondante: l'errore che viene dai pesi atomici è più piccolo di quello che viene dalla bilancia.

Il parser delle formule capisce le parentesi e l'acqua di cristallizzazione?

Sì a entrambe, e si annidano. Parentesi tonde, parentesi quadre e il punto sono tutti riconosciuti, e un coefficiente davanti all'intera formula moltiplica tutto ciò che lo segue: 2Fe4[Fe(CN)6]3 si espande in 7 atomi di ferro, 18 di carbonio e 18 di azoto una volta che il 6 interno è moltiplicato per il 3 esterno e poi per il 2. Gli spazi sono ignorati in quasi tutte le posizioni — intorno al punto, fra gli elementi, alle due estremità — ma c'è un punto in cui non lo sono: una cifra non può seguire uno spazio. È così perché il guasto che verrebbe nascosto è invisibile. Copia male il punto di un sale idrato e CuSO4·5H2O arriva come CuSO4 5H2O, che è una formula perfettamente legale che legge quarantasei ossigeni e due idrogeni, 833,576 grammi per mole invece di 249,677, senza nulla nella pagina che suggerisca che qualcosa è andato storto. Per questo il campo rifiuta quella forma invece di tirare a indovinare, e la correzione è rimettere il punto. Gli zeri iniziali come H02O si leggono come H2O.

• Standard Atomic Weights — abridged to four significant figures — Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW), IUPAC
• SI Units — Amount of Substance: the mole — National Institute of Standards and Technology (NIST)