Рассчитать массу молекул

Что такое молекулярная масса

Молекулярная масса (относительная молекулярная масса, Mr) — это величина, показывающая, во сколько раз масса молекулы вещества больше 1/12 массы атома углерода-12. Это безразмерная величина, которая численно равна молярной массе, выраженной в граммах на моль.

Молекулярная масса складывается из атомных масс всех элементов, входящих в состав молекулы, с учетом количества атомов каждого элемента.

Основные термины

• Атомная масса — масса атома элемента, выраженная в атомных единицах массы (а.е.м.)
• Молярная масса — масса одного моля вещества в граммах (г/моль)
• Химическая формула — запись состава вещества с помощью химических символов и индексов
• Индекс — число внизу справа от символа элемента, показывающее количество атомов

Формула расчета молекулярной массы

Общая формула для расчета молекулярной массы выглядит так:

Mr = Σ(Ar × n)

где:

• Mr — относительная молекулярная масса соединения
• Ar — относительная атомная масса элемента
• n — количество атомов данного элемента в молекуле
• Σ — знак суммирования

Алгоритм расчета:

1. Определите химическую формулу вещества
2. Найдите атомную массу каждого элемента в периодической таблице
3. Умножьте атомную массу каждого элемента на его индекс в формуле
4. Сложите все полученные значения

Пошаговые примеры расчета

Пример 1: Вода (H₂O)

Дано: H₂O

Решение:

• Водород (H): Ar = 1 а.е.м., количество атомов = 2
• Кислород (O): Ar = 16 а.е.м., количество атомов = 1

Mr(H₂O) = 2 × 1 + 1 × 16 = 2 + 16 = 18 а.е.м.

Пример 2: Глюкоза (C₆H₁₂O₆)

Дано: C₆H₁₂O₆

Решение:

• Углерод (C): Ar = 12 а.е.м., количество атомов = 6
• Водород (H): Ar = 1 а.е.м., количество атомов = 12
• Кислород (O): Ar = 16 а.е.м., количество атомов = 6

Mr(C₆H₁₂O₆) = 6 × 12 + 12 × 1 + 6 × 16 = 72 + 12 + 96 = 180 а.е.м.

Пример 3: Серная кислота (H₂SO₄)

Дано: H₂SO₄

Решение:

• Водород (H): Ar = 1 а.е.м., количество атомов = 2
• Сера (S): Ar = 32 а.е.м., количество атомов = 1
• Кислород (O): Ar = 16 а.е.м., количество атомов = 4

Mr(H₂SO₄) = 2 × 1 + 1 × 32 + 4 × 16 = 2 + 32 + 64 = 98 а.е.м.

Таблица атомных масс часто используемых элементов

Расчет для сложных соединений

Когда в формуле присутствуют скобки, сначала рассчитывают массу фрагмента в скобках, затем умножают на индекс после скобки.

Пример: Гидроксид кальция Ca(OH)₂

Решение:

• Кальций (Ca): 40 а.е.м. × 1 = 40
• Группа (OH): (16 + 1) × 2 = 17 × 2 = 34

Mr(Ca(OH)₂) = 40 + 34 = 74 а.е.м.

Пример: Сульфат алюминия Al₂(SO₄)₃

Решение:

• Алюминий (Al): 27 а.е.м. × 2 = 54
• Группа (SO₄): (32 + 16 × 4) × 3 = 96 × 3 = 288

Mr(Al₂(SO₄)₃) = 54 + 288 = 342 а.е.м.

Практическое применение расчетов

Расчет массы вещества

Если известно количество молей (n), можно рассчитать массу вещества:

m = n × M

где m — масса в граммах, n — количество молей, M — молярная масса (г/моль).

Пример: Сколько граммов содержится в 0,5 моля воды?

m = 0,5 моль × 18 г/моль = 9 г

Расчет количества молекул

Число молекул в образце можно найти по формуле:

N = n × Nₐ

где N — число молекул, n — количество молей, Nₐ — число Авогадро (6,02 × 10²³ моль⁻¹).

Пример: Сколько молекул в 2 граммах водорода (H₂)?

1. Mr(H₂) = 2 а.е.м., M = 2 г/моль
2. n = m/M = 2 г / 2 г/моль = 1 моль
3. N = 1 моль × 6,02 × 10²³ = 6,02 × 10²³ молекул

Типичные ошибки при расчетах

1. Забывание индексов — не учитывают количество атомов в формуле
2. Неправильное округление — используйте точные значения из таблицы Менделеева
3. Игнорирование скобок — не забывайте умножать на индекс после скобки
4. Путаница единиц измерения — различайте а.е.м. и г/моль
5. Ошибки в сложении — внимательно проверяйте арифметические расчеты

Полезные советы

• Всегда сверяйтесь с периодической таблицей для получения точных атомных масс
• Для более точных расчетов используйте значения с одним или двумя знаками после запятой
• При работе со скобками раскрывайте их поэтапно, не торопясь
• Записывайте промежуточные результаты для проверки
• Используйте калькулятор для минимизации арифметических ошибок

Таблица молекулярных масс распространенных веществ

Дисклеймер: Данная статья носит информационно-образовательный характер. Приведенные атомные массы округлены для упрощения расчетов. Для точных научных вычислений используйте актуальные данные из официальных химических справочников и таблиц IUPAC.

Часто задаваемые вопросы

Смотрите также

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