Калькулятор молекулярной массы

Молярная масса = Σ (атомов элемента × атомная масса этого элемента) · для гидрата добавляется коэффициент, умноженный на 18,015

M

Молярная масса соединения, в граммах на моль, — то число, которое сообщает страница

атомов

Сколько атомов этого элемента содержит формула: индекс после символа, или множитель за скобкой, или то и другое перемноженное

атомная масса

Атомная масса элемента в граммах на моль — свойство самого элемента, берётся из справочной таблицы ниже

Σ

Сумма по всем элементам формулы, включая те, что записаны внутри скобок

·

Точка в гидратированной формуле вроде CuSO4·5H2O. Число за ней считает всю группу воды целиком, поэтому пять вод — это десять атомов водорода и пять атомов кислорода

Берите её, когда есть формула и нужна её молярная масса: чтобы отвесить моль вещества, чтобы перевести граммы в моли или чтобы проверить число, напечатанное на этикетке реагента. Это же страница нужна для проверки формулы со скобками или с кристаллизационной водой, потому что именно в этих двух местах ручной счёт и ломается: в Ca(OH)2 индекс за скобкой умножает оба атома внутри неё, а в CuSO4·5H2O пятёрка умножает два водорода и один кислород на каждую воду.

1. Молярная масса воды, вплоть до массы каждого элемента

   1. Читаем формулу как два водорода и один кислород: H2O
   2. Водород: 2 × 1,008 = 2,016 грамма на моль
   3. Кислород: 1 × 15,999 = 15,999 грамма на моль
   4. Складываем: 2,016 + 15,999 = 18,015 грамма на моль
   5. Число атомов: 2 + 1 = 3 атома на молекулу

   Та же сумма разбивает массу по элементам: кислород — это 15,999 ÷ 18,015 = 88,81 % массы, а водород — остальные 11,19 %. Именно из-за этого отношения молярную массу воды и стоит знать: грамм воды — это вовсе не грамм водорода.

2. Кристаллогидрат, где всю работу делает точка

   1. Разбиваем формулу по точке: слева CuSO4, справа 5H2O
   2. Левая часть: 63,546 (Cu) + 32,06 (S) + 4 × 15,999 (O) = 159,602 грамма на моль
   3. Правая часть: 5 × 18,015 = 90,075 грамма на моль — пять целых молекул воды
   4. Складываем: 159,602 + 90,075 = 249,677 грамма на моль
   5. Считаем атомы: 1 + 1 + 4 = 6 слева и 5 × 3 = 15 справа, всего 21

   Пять вод — это 90,075 ÷ 249,677 = 36,08 % массы синих кристаллов. Поэтому безводная и гидратированная формы одной и той же соли не заменяют друг друга по весу и поэтому же склянка, простоявшая открытой, даёт заниженное показание.

Атомные массы, на которых стоит эта страница, — сокращённые значения CIAAW для природного земного распространения элементов, приведённые с четырьмя-пятью значащими цифрами. Это стандартные атомные массы, а не точные массы, поэтому третий знак после запятой в молярной массе уже за пределами того, что подтверждает источник: вода здесь 18,015, а более точное значение — 18,0153, и последняя цифра всё ещё меняется в зависимости от образца. Для отвешивания реагента это точность куда больше нужной; для масс-спектрометра её не хватает, и там следует брать точные изотопные массы. У тридцати четырёх элементов стандартной атомной массы нет вовсе — технеций, прометий, полоний, астат, радон, франций, радий, актиний и все элементы от нептуния и дальше, — потому что у них нет стабильных изотопов, по которым можно было бы измерить природное распространение. Формулы с ними отклоняются, а не считаются по массе какого-то одного изотопа: такое число выглядело бы совершенно обыкновенным и при этом опиралось бы на допущение, которого страница не называла. Изотопы тоже не понимаются: D2O — не формула для этой страницы, как и ион вроде Na+, структурная формула с дефисами вроде CH3-CH2-OH или обозначение агрегатного состояния. И наконец, молярная масса — свойство одной лишь формулы: страница ничего не говорит о том, как вещество себя ведёт, растворяется ли оно и существует ли такое соединение вообще.

Чем молекулярная масса отличается от молярной?

Численно это одно и то же число, поэтому калькулятор и сообщает одну величину. Молекулярная масса — это масса одной молекулы относительно одной двенадцатой массы атома углерода-12, то есть чистое отношение без единицы измерения; молярная масса — масса одного моля вещества, и она несёт единицу грамм на моль. Для воды обе дают 18,015. Различие важно в записи, а не в арифметике, и обозначаются они по-разному: M для молярной массы и безразмерная относительная молекулярная масса для второй.

Как посчитать молярную массу соединения вручную?

Умножьте атомную массу каждого элемента на число атомов этого элемента в формуле и сложите результаты. Для глюкозы C6H12O6 это 6 × 12,011 = 72,066 для углерода, 12 × 1,008 = 12,096 для водорода и 6 × 15,999 = 95,994 для кислорода, что даёт 180,156 грамма на моль. Два места, где ручной счёт ломается, — это скобки и точка: индекс за скобкой умножает каждый элемент внутри неё, а число за точкой в гидрате умножает целую молекулу воды.

Почему не удаётся получить значение для PuO2 или Tc2O7?

Потому что у этих элементов нет стандартной атомной массы. Технеций, прометий, полоний, астат, радон, франций, радий, актиний и все элементы от нептуния и дальше радиоактивны и стабильных изотопов не имеют, так что усреднять природное распространение не по чему, и в таблице CIAAW на месте значения стоит прочерк. Подстановка массы одного изотопа дала бы число, выглядящее совершенно обыкновенно, — плутоний-244 даёт для PuO2 число 276,998, — и при этом молча предполагала бы, что вы имели в виду именно этот изотоп, а не другой, отличающийся примерно на 2 %.

Сколько знаков после запятой оставлять?

Три — так печатают учебники и так показывает эта страница, и это больше, чем оправдывают исходные данные. Стандартные атомные массы приводят с четырьмя-пятью значащими цифрами, поэтому последняя цифра молярной массы уже недостоверна: вода по этим значениям 18,015, а по более точным 18,0153. Для отвешивания реагента на весах с точностью до миллиграмма 0,01 грамма на моль более чем достаточно: ошибка от атомных масс меньше ошибки от самих весов.

Понимает ли разборщик формул скобки и кристаллизационную воду?

И то и другое, причём они вкладываются друг в друга. Круглые скобки, квадратные скобки и точка понимаются все, а коэффициент перед всей формулой умножает всё, что стоит за ним: 2Fe4[Fe(CN)6]3 разворачивается в 7 атомов железа, 18 углерода и 18 азота, как только внутренняя шестёрка умножится на внешнюю тройку, а затем на двойку. Пробелы игнорируются почти везде — вокруг точки, между элементами, с любого края, — но есть одно место, где нет: цифра не может идти после пробела. Причина в том, что скрываемая этим ошибка невидима. Плохо скопированная точка в гидрате — и CuSO4·5H2O приходит как CuSO4 5H2O, вполне допустимая формула, читающаяся как сорок шесть атомов кислорода и два водорода, 833,576 грамма на моль вместо 249,677, и ничего на странице не намекает, что что-то пошло не так. Поэтому поле отклоняет такую запись, а не угадывает, а лечение — вернуть точку на место. Ведущие нули вроде H02O читаются как 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)