Формула расчета молярной массы

Что такое молярная масса

Молярная масса — фундаментальная физическая величина в химии, показывающая массу одного моля вещества. Один моль содержит число Авогадро частиц (6,022×10²³) и позволяет связать микромир атомов с макроскопическими измерениями. Молярная масса измеряется в граммах на моль (г/моль) и численно равна относительной молекулярной массе вещества.

Знание молярной массы необходимо для расчёта количества вещества, концентраций растворов, стехиометрических соотношений в химических реакциях и практически любых количественных задач в химии.

Основная формула расчёта

M = Σ(nᵢ × Arᵢ)

где:

• M — молярная масса вещества (г/моль)
• nᵢ — количество атомов i-го элемента в химической формуле
• Arᵢ — относительная атомная масса i-го элемента (безразмерная величина, численно равная массе в а.е.м.)
• Σ — символ суммирования по всем элементам в формуле

Относительные атомные массы берутся из периодической таблицы Менделеева. Для расчётов обычно используют округлённые значения: H = 1, C = 12, N = 14, O = 16, S = 32, Cl = 35,5.

Алгоритм расчёта молярной массы

Шаг 1. Запишите химическую формулу вещества.

Шаг 2. Определите, какие элементы входят в состав и сколько атомов каждого элемента содержится в формуле.

Шаг 3. Найдите атомные массы этих элементов в таблице Менделеева.

Шаг 4. Умножьте атомную массу каждого элемента на количество его атомов.

Шаг 5. Сложите все полученные произведения — это и есть молярная масса.

Шаг 6. Запишите ответ с указанием единиц измерения (г/моль).

Примеры расчёта

Пример 1: Вода (H₂O)

• Водород (H): 2 атома × 1 г/моль = 2 г/моль
• Кислород (O): 1 атом × 16 г/моль = 16 г/моль
• Молярная масса H₂O = 2 + 16 = 18 г/моль

Пример 2: Серная кислота (H₂SO₄)

• Водород (H): 2 атома × 1 = 2
• Сера (S): 1 атом × 32 = 32
• Кислород (O): 4 атома × 16 = 64
• Молярная масса H₂SO₄ = 2 + 32 + 64 = 98 г/моль

Пример 3: Гидроксид кальция Ca(OH)₂

При наличии скобок индекс за скобками умножается на все элементы внутри:

• Кальций (Ca): 1 атом × 40 = 40
• Кислород (O): 2 группы × 1 атом × 16 = 32
• Водород (H): 2 группы × 1 атом × 1 = 2
• Молярная масса Ca(OH)₂ = 40 + 32 + 2 = 74 г/моль

Пример 4: Глюкоза (C₆H₁₂O₆)

• Углерод (C): 6 атомов × 12 = 72
• Водород (H): 12 атомов × 1 = 12
• Кислород (O): 6 атомов × 16 = 96
• Молярная масса C₆H₁₂O₆ = 72 + 12 + 96 = 180 г/моль

Таблица атомных масс часто встречающихся элементов

Особенности и типичные ошибки

Скобки в формулах. Индекс за скобками относится ко всем атомам внутри. В формуле Al₂(SO₄)₃ содержится 2 атома Al, 3 атома S и 12 атомов O (3×4).

Точность округления. Для учебных задач достаточно целых чисел или одного знака после запятой. В научных расчётах используйте точные значения из таблиц (например, Cl = 35,453).

Кристаллогидраты. В формулах вида CuSO₄·5H₂O точка означает «плюс». Считайте молярную массу CuSO₄ и 5H₂O отдельно, затем сложите: 160 + 5×18 = 250 г/моль.

Изотопы. В обычных расчётах используют средние атомные массы с учётом природной распространённости изотопов. Для специфических задач может потребоваться масса конкретного изотопа.

Применение молярной массы

Расчёт количества вещества: n = m/M, где n — количество вещества (моль), m — масса (г), M — молярная масса (г/моль).

Приготовление растворов: для получения раствора заданной молярности нужно знать молярную массу растворяемого вещества.

Стехиометрия реакций: молярная масса позволяет переходить от массовых соотношений к количественным и наоборот.

Газовые законы: молярная масса газа используется в уравнении Менделеева-Клапейрона и расчётах плотности.

Проверка результата

Сравните полученное значение с табличными данными или справочниками — для распространённых веществ молярные массы хорошо известны. Если расчёт сильно отличается, проверьте химическую формулу и правильность учёта всех атомов, особенно при наличии скобок.

Для органических соединений молярная масса обычно находится в диапазоне от десятков до сотен г/моль, для неорганических солей — от 40 до 300 г/моль, для полимеров — тысячи и десятки тысяч г/моль.

Часто задаваемые вопросы

Смотрите также

Мы подобрали калькуляторы, которые помогут вам с разными задачами, связанными с текущей темой.