Калькулятор молярної маси та аналіз формул

Обчисліть молярну масу з хімічних формул, визначте відсотковий склад, знайдіть емпіричну та молекулярну формули і переходьте між молями, грамами та частинками. Також: Балансувальник рівнянь | Розчини.

Введіть хімічну формулу, щоб обчислити її молярну масу. Підтримуються дужки, гідрати (CuSO4·5H2O) і квадратні дужки.

Синтаксис хімічної формули: використовуйте стандартний запис: H2O, Ca3(PO4)2, CuSO4·5H2O. Символи елементів чутливі до регістру (Fe, а не FE). Коефіцієнти та індекси мають бути цілими числами. Крапка (·) позначає гідрати.
Що таке моль?

Атоми й молекули реагують по одному, але ніхто не може порахувати їх по одному. Моль — одиниця рахунку в хімії: дюжина, збільшена до 6,022×1023 одиниць (число Авогадро, NA), визначена точно з перегляду SI 2019 року. Її магічний трюк: один атом вуглецю важить 12,011 атомних одиниць маси, а моль атомів вуглецю важить 12,011 грама — ті самі цифри, змінені лише одиниці. Тож молярна маса (г/моль) миттєво перетворює між масою на вашій вазі та кількістю частинок, що реагують, — і це вся справа стехіометрії.

Одне правило, яке варто запам'ятати: моль рахує частинки, а не масу. Один моль будь-якої речовини містить однакову кількість молекул — але їхні маси так само різні, як самі речовини.
Періодична таблиця — це каталог мас

Кожна комірка елемента в періодичній таблиці містить його середню атомну масу; додайте їх за одиницю формули — і отримаєте молярну масу. Зразок, Ca3(PO4)2 (фосфат кальцію), розбирається як 3 Ca + 2 P + 8 O = 3(40,078) + 2(30,974) + 8(15,999) = 310,174 г/моль, а панель разом з цим розписує внесок грамів кожного елемента. Дужки множать усе, що всередині, а крапка в CuSO4·5H2O додає п'ять молекул води кристалізації — обидва випадки обробляє той самий парсер. Важливо рахувати воду: CuSO4·5H2O становить ≈ 249,7 г/моль, а не ≈ 159,6.

Відсотковий склад

Поділіть внесок маси кожного елемента на молярну масу — і отримаєте його масовий відсоток; саме це число друкують на етикетці харчових продуктів або мішку добрив («джерело P2O5, 20% P»). Вода — класичний зразок: H дає 2(1,008) = 2,016 г, а O — 15,999 г на 18,015 г, тож вода на 11,19% складається з водню й на 88,81% з кисню за масою — нагадування, що «здебільшого водень» за кількістю атомів дуже відрізняється від того ж за вагою.

Емпірична та молекулярна формули

Емпірична формула — найменше ціле співвідношення атомів (CH2O); молекулярна формула — справжня кількість атомів у молекулі (C6H12O6, глюкоза — шість копій того самого співвідношення). Аналіз згорянням дає масові відсотки; перетворення їх проходить через моль: 40,00% C, 6,71% H, 53,29% O із зразка стають 3,330 : 6,657 : 3,331 моль, що чисто ділиться до 1 : 2 : 1 — CH2O, емпірична маса 30,026 г/моль. Щоб перейти від емпіричної до молекулярної, потрібна молярна маса: n = 180,16 ÷ 30,026 = 6,000, тож молекула — (CH2O)6. Багато речовин (вода, аміак, CO2) вже мають n = 1, де обидві формули збігаються.

Грами, моль, частинки

Панель «Моль/Грам/Частинки» проходить весь трикутник за один крок: зразок перетворює 18,015 г води рівно на 1,000000 моль і 6,022×1023 молекул — а оскільки в кожній H2O три атоми, то 1,807×1024 атомів. Цей трикутник — рушій кожної задачі стехіометрії на сторінці Балансувальник рівнянь та кожної молярності на сторінці Розчини.

Поширені хибні уявлення
  • Моль чогось важить приблизно однаково. Моль рахує частинки; один моль H2 — це 2 г, один моль золота — 197,0 г — однакова кількість, але зовсім різна маса.
  • Відсотки переходять у нижні індекси напряму. Спершу їх треба поділити на атомну масу (моль) — 6,71% водню дає більше атомів, ніж 53,29% кисню, саме тому що атоми H такі легкі.
  • Молекулярна формула завжди більша за емпіричну. Лише коли n > 1. Для H2O обидві однакові, і випадок n = 1,000 на молекулярній панелі — звичайна справа.
  • Атомні маси — це цілі числа, помножені на а.о.м. Наведені значення — це середні, зважені за поширеністю ізотопів: 35,45 г/моль хлору — суміш 35-Cl і 37-Cl.

Пов'язані інструменти: Періодична таблиця (атомні маси, які сумує ця сторінка), Балансувальник рівнянь (стехіометрія, побудована на молі) і Розчини (моль на літр).