Kalkulačka molární hmotnosti a analýza vzorce

Vypočítejte molární hmotnost z chemických vzorců, určete procentuální složení, najděte empirický a molekulový vzorec a převádějte mezi moly, gramy a částicemi. Dále: Vyrovnávač rovnic | Roztoky.

Zadejte chemický vzorec a vypočítejte jeho molární hmotnost. Podporuje závorky, hydráty (CuSO4·5H2O) i hranaté závorky.

Syntaxe chemických vzorců: používejte standardní zápis: H2O, Ca3(PO4)2, CuSO4·5H2O. Značky prvků rozlišují velikost písmen (Fe, ne FE). Koeficienty a dolní indexy musí být celá čísla. Tečka (·) označuje hydráty.
Co je mol?

Atomy a molekuly reagují po jednom, ale počítat je po jednom nikdo nedokáže. Mol je jednotka počítání chemie — tucet zvětšený na 6,022×1023 věcí (Avogadrovo číslo NA), přesně definovaný od revize SI v roce 2019. Jeho kouzlo: jeden atom uhlíku váží 12,011 atomových hmotnostních jednotek a jeden mol atomů uhlíku váží 12,011 gramů — tytéž číslice, jen jiné jednotky. Molární hmotnost (g/mol) tak okamžitě převádí mezi hmotností na váze a počtem reagujících částic, a to je celá podstata stechiometrie.

Jediné pravidlo, které si zapamatujte: mol počítá částice, ne hmotnost. Jeden mol každé látky obsahuje stejný počet molekul — ale jejich hmotnosti jsou stejně různé jako samotné látky.
Periodická tabulka je katalog hmotností

Buňka každého prvku v periodické tabulce nese jeho průměrnou atomovou hmotnost; sečtěte je pro každou formulární jednotku a máte molární hmotnost. Vzorek Ca3(PO4)2 (fosforečnan vápenatý) se rozloží na 3 Ca + 2 P + 8 O = 3(40,078) + 2(30,974) + 8(15,999) = 310,174 g/mol a panel vedle toho vypíše příspěvek každého prvku v gramech. Závorky násobí vše, co je uvnitř, a tečka v CuSO4·5H2O připojuje pět molekul vody krystalizace — obojí řeší tentýž analyzátor. Počítání vody je důležité: CuSO4·5H2O má ≈ 249,7 g/mol, ne ≈ 159,6.

Procentuální složení

Vydělte příspěvek každého prvku molární hmotností a dostanete jeho hmotnostní procento — číslo, které vytiskne výživová tabulka nebo pytel hnojiva („zdroj P2O5, 20 % P“). Voda je klasický vzorek: H přispívá 2(1,008) = 2,016 g a O přispívá 15,999 g z 18,015 g, takže voda je hmotnostně z 11,19 % vodík a z 88,81 % kyslík — připomínka, že „převážně vodík“ podle počtu atomů je něco zcela jiného než podle hmotnosti.

Empirický a molekulový vzorec

Empirický vzorec je nejmenší celočíselný poměr atomů (CH2O); molekulový vzorec je skutečný počet v molekule (C6H12O6, glukóza — šest kopií téhož poměru). Spalovací analýza dá hmotnostní procenta; jejich převod jde přes moly: vzorkových 40,00 % C, 6,71 % H a 53,29 % O se změní na 3,330 : 6,657 : 3,331 mol, což se po vydělení zredukuje na čistý poměr 1 : 2 : 1 — CH2O, empirická hmotnost 30,026 g/mol. Abyste z empirického vzorce došli k molekulovému, potřebujete molární hmotnost: n = 180,16 ÷ 30,026 = 6,000, takže molekula je (CH2O)6. Mnoho látek (voda, amoniak, CO2) už stojí na n = 1, kde se oba vzorce shodují.

Gramy, moly, částice

Panel Mol/Gram/Částice projde celý trojúhelník najednou: vzorek převádí 18,015 g vody přesně na 1,000000 mol a 6,022×1023 molekul — a protože každá molekula H2O má tři atomy, také na 1,807×1024 atomů. Tento trojúhelník je motorem každého stechiometrického příkladu na stránce Vyrovnávač rovnic a každé molarity na stránce Roztoky.

Časté omyly
  • Mol čehokoli váží přibližně totéž. Mol počítá částice; jeden mol H2 je 2 g, jeden mol zlata je 197,0 g — stejný počet, výrazně jiná hmotnost.
  • Procenta se přímo převádějí na dolní indexy. Nejprve musí projít dělením atomovou hmotností (moly) — 6,71 % vodíku dává více atomů než 53,29 % kyslíku právě proto, že atomy H jsou tak lehké.
  • Molekulový vzorec je vždy větší verzí empirického. Jen když n > 1. U H2O jsou oba totožné a případ n = 1,000 v molekulovém panelu je běžný.
  • Atomové hmotnosti jsou přesné celé násobky amu. Uvedené hodnoty jsou průměry vážené zastoupením izotopů — 35,45 g/mol u chloru je směs 35-Cl a 37-Cl.

Související nástroje: Periodická tabulka (atomové hmotnosti, které tato stránka sčítá), Vyrovnávač rovnic (stechiometrie postavená na molu) a Roztoky (moly na litr).