분자량 계산기
계산 결과
몰질량
- 화학식의 원자 수
- 3
분자량 계산기는 화학식 하나를 받아 그 물질 1몰의 질량을 그램으로 돌려줍니다. 원자량 표에서 각 원소의 무게를 가져와 개수만큼 곱하고 모두 더하는 것이 전부이고, 결과에는 전체 원자 수가 함께 나옵니다. 분자량과 몰질량은 숫자가 같고 단위만 다르므로, 앞으로 나올 화학량론 계산에 바로 넣을 수 있는 쪽은 g/mol이 붙은 몰질량입니다. 수화물도 그대로 적을 수 있습니다. 가운데점 뒤의 계수를 읽어 결정수의 무게까지 더하므로, 황산구리 오수화물처럼 물을 머금은 결정도 한 번에 계산됩니다. 아래에 원소 열두 가지와 화합물 열 가지의 표를 두었습니다.
자주 쓰는 원소 열두 가지의 원자량
| 원소 기호 | 원소 | 원자량 (g/mol) |
|---|---|---|
| H | 수소 | 1.008 |
| C | 탄소 | 12.011 |
| N | 질소 | 14.007 |
| O | 산소 | 15.999 |
| Na | 나트륨 | 22.99 |
| Mg | 마그네슘 | 24.305 |
| P | 인 | 30.974 |
| S | 황 | 32.06 |
| Cl | 염소 | 35.45 |
| K | 칼륨 | 39.098 |
| Ca | 칼슘 | 40.078 |
| Fe | 철 | 55.845 |
이 표의 값과 계산기가 쓰는 값은 같은 원자량 표에서 오므로 서로 어긋날 수 없습니다. 앞의 네 줄은 유기 화합물에 거의 항상 등장하는 원소들이고, 뒤의 여덟 줄은 무기 화합물에서 자주 만나는 금속과 비금속입니다. 원소 기호는 언어와 무관하게 같은 글자를 쓰므로 화학식을 그대로 읽을 수 있고, 원소 이름만 각 언어의 것으로 번역됩니다.
자주 쓰는 화합물 열 가지의 몰질량
| 화합물 | 화학식 | 몰질량 (g/mol) |
|---|---|---|
| 물 | H2O | 18.015 |
| 염화나트륨 | NaCl | 58.44 |
| 이산화탄소 | CO2 | 44.009 |
| 탄산칼슘 | CaCO3 | 100.086 |
| 수산화나트륨 | NaOH | 39.997 |
| 황산 | H2SO4 | 98.072 |
| 염산 | HCl | 36.458 |
| 암모니아 | NH3 | 17.031 |
| 포도당 | C6H12O6 | 180.156 |
| 에탄올 | C2H5OH | 46.069 |
몰농도 용액을 만들 때 저울에 올리는 질량이 이 값이고, 1리터짜리 1몰 용액을 만든다면 정확히 이만큼 달면 됩니다. 표의 값은 계산기와 같은 방식으로 원자량을 더한 결과이므로, 위 입력칸에 같은 화학식을 넣으면 같은 수가 나옵니다. 황산이 98.072로 큰 것은 산소 네 개와 황 하나가 무겁기 때문이고, 암모니아가 17.031로 작은 것은 가벼운 수소가 셋이나 들어 있기 때문입니다.
공식
몰질량 = Σ (원소의 원자 수 × 그 원소의 원자량) · 수화물은 계수 × 18.015를 더합니다
- M
- 몰질량(g/mol)입니다. 화학식에 들어 있는 모든 원소의 기여를 더한 값이고, 분자량과 숫자는 같지만 단위가 붙습니다
- atoms
- 각 원소의 원자 수입니다. 화학식의 아래 첨자에서 읽고, 아래 첨자가 없으면 1입니다. 가운데점 뒤의 계수는 그 뒤에 오는 묶음 전체에 곱해집니다
- atomic weight
- 원소의 원자량(g/mol)입니다. 표준 원자량 표에서 오고, 같은 표를 쓰는 이상 이 페이지의 결과와 참고표가 서로 어긋날 수 없습니다
- Σ
- 모든 원소에 대해 더한다는 뜻입니다. 더하는 순서는 결과에 영향을 주지 않지만, 화학식에 적힌 순서대로 더하면 검산하기 쉽습니다
- ·
- 수화물의 가운데점입니다. 뒤에 오는 계수만큼 물 분자가 결정에 붙어 있다는 뜻이고, 그 물의 무게도 몰질량에 들어갑니다
화학식을 아는 물질의 몰질량이 필요할 때 가장 먼저 찾는 페이지입니다. 몰농도 용액을 만들 때 저울에 올릴 질량도, 시료의 몰수를 구할 때 나눌 수도 여기서 나옵니다. 두 번째는 수화물입니다. 시약병에는 오수화물로 적혀 있는데 계산은 무수물로 하고 있지는 않은지 확인하는 자리이고, 결정수 다섯 개가 무게의 3분의 1을 차지하므로 이 차이는 작지 않습니다. 세 번째는 원자 수입니다. 화학식 하나에 원자가 몇 개 들어 있는지 세는 일은 반응식의 계수를 맞출 때 자주 필요합니다.
계산 예시
물, 가장 짧은 화학식
- 수소의 기여: 2 × 1.008 = 2.016
- 산소의 기여: 1 × 15.999 = 15.999
- 더하기: 2.016 + 15.999 = 18.015 g/mol
- 원자 수는 수소 둘과 산소 하나로 모두 셋입니다
이 페이지를 열었을 때의 기본값입니다. 물의 몰질량 18.015는 화학에서 가장 자주 인용되는 수 중 하나이고, 여기서는 두 원소의 기여를 더한 결과로 나옵니다. 산소 하나가 무게의 대부분을 차지한다는 사실은 결과의 두 항을 견주어 보면 바로 보이고, 그 비율이 조성 계산의 출발점이 됩니다.
결정수가 붙은 수화물
- CuSO4 부분: 63.546 + 32.06 + 4 × 15.999 = 159.602
- 물 다섯 개: 5 × 18.015 = 90.075
- 더하기: 159.602 + 90.075 = 249.677 g/mol
- 원자 수는 6 + 5 × 3 = 21개입니다
가운데점 뒤의 계수를 읽는 예이고, 결정수 다섯 개가 무게의 36%를 차지합니다. 무수 황산구리의 몰질량 159.602와 견주면 차이가 90.075나 되므로, 시약병에 적힌 형태를 확인하지 않고 계산하면 용액의 농도가 그만큼 어긋납니다. 파란 결정이 가열하면 흰 가루가 되는 것도 이 물이 빠져나가기 때문입니다.
한계
원자량은 표준 원자량 표에서 오고, 그 값은 유효숫자 네다섯 자리입니다. 그래서 이 페이지의 몰질량도 그 정도까지만 정확합니다. 더 정밀한 계산이 필요하면 더 정확한 표를 따로 써야 하고, 여기서 나온 값을 그대로 이어 쓰면 정밀도가 그 이상 올라가지 않습니다. 다음으로, 표준 원자량이 없는 원소가 들어 있으면 어림하지 않고 거부합니다. 서른네 가지 원소가 여기에 해당하고, 대개 안정한 동위원소가 없어 질량이 하나로 정해지지 않습니다. 이때 아무 동위원소의 질량을 대신 넣으면 결과가 정상으로 보이지만, 그것은 특정 동위원소를 전제로 한 값입니다. 마지막으로, 화학식은 물질의 구성만 말하고 구조는 말하지 않습니다. 같은 화학식을 가지면서 배열이 다른 화합물의 몰질량은 같으므로, 이 페이지가 구별해 주는 것은 없습니다.
자주 묻는 질문
- 분자량은 어떻게 구하나요?
- 화학식에 있는 원소마다 원자 수와 원자량을 곱하고, 그것을 모두 더합니다. 물은 수소 2 × 1.008과 산소 1 × 15.999를 더해 18.015입니다. 원자 수는 화학식의 아래 첨자에서 읽고, 아래 첨자가 없으면 1로 봅니다. 이 페이지는 그 과정을 대신해 주고, 전체 원자 수도 함께 세어 주므로 반응식의 계수를 맞출 때 바로 쓸 수 있습니다.
- 분자량과 몰질량은 같은 값인가요?
- 숫자는 같고 단위가 다릅니다. 분자량은 기준이 되는 원자 하나의 질량에 대한 비율이라 단위가 없고, 몰질량은 그 물질 1몰의 질량이라 g/mol을 붙입니다. 물은 분자량 18.015, 몰질량 18.015 g/mol입니다. 화학량론 계산에 넣을 수 있는 것은 단위가 붙은 몰질량 쪽이고, 이 페이지가 돌려주는 값도 그쪽입니다.
- 수화물은 어떻게 입력하나요?
- 가운데점을 찍고 물 분자의 개수를 계수로 적습니다. 황산구리 오수화물은 CuSO4·5H2O로 쓰고, 이때 결정수 다섯 개의 무게 90.075가 몰질량에 더해집니다. 가운데점을 빠뜨리면 무수물의 몰질량 159.602가 나오는데, 이 값은 36%나 작습니다. 시약병에 적힌 형태를 그대로 옮겨 적는 습관이 이 오류를 막아 줍니다.
- 왜 어떤 화학식은 계산이 안 되나요?
- 그 안에 표준 원자량이 없는 원소가 들어 있기 때문입니다. 서른네 가지 원소가 여기에 해당하고, 대개는 안정한 동위원소가 없어 질량이 하나로 정해지지 않습니다. 아무 동위원소의 질량을 대신 넣으면 결과가 정상으로 보이지만, 그것은 특정 동위원소를 전제로 한 값이고 같은 화학식이라도 동위원소에 따라 몇 퍼센트씩 달라집니다. 그래서 이 페이지는 그런 화학식을 거부합니다.
- 원자 수는 어디에 쓰나요?
- 반응식의 계수를 맞출 때와 조성을 따질 때 씁니다. 원자 수는 반응 전후에 보존되어야 하므로, 화학식 하나에 원자가 몇 개 들어 있는지 세는 일이 균형 맞추기의 첫 단계입니다. 다만 원자 수가 많다고 질량도 큰 것은 아닙니다. 포도당에서 수소는 열두 개로 탄소의 두 배지만 질량은 12.096으로 탄소의 72.066보다 훨씬 작습니다. 원자 수와 질량은 서로 다른 이야기입니다.
참고 문헌
- Standard Atomic Weights — 유효숫자 네 자리로 줄인 값 — Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW), IUPAC
- SI Units — 물질량(amount of substance)과 그 단위 몰 — National Institute of Standards and Technology (NIST)