Масса молекулы водорода

Как пользоваться калькулятором

Введите необходимые параметры:

1. Выберите исходные данные — молярная масса или атомная масса водорода
2. Укажите количество — число молекул или молей
3. Нажмите “Рассчитать” — получите результат в нужных единицах

Калькулятор автоматически переведёт результат в килограммы, граммы и атомные единицы массы.

Основные значения для водорода

Методология расчёта

Формула 1: Через молярную массу

Самый простой способ — использовать молярную массу и число Авогадро:

$$m = \frac{M}{N_a}$$

Где:

• m — масса одной молекулы (кг)
• M — молярная масса (г/моль или кг/моль)
• Nₐ — число Авогадро (6,022 × 10²³ моль⁻¹)

Пример расчёта:

$$m_{H_2} = \frac{2,016 \text{ г/моль}}{6,022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}} = \frac{2,016 \times 10^{-3} \text{ кг/моль}}{6,022 \times 10^{23}} = 3,348 \times 10^{-27} \text{ кг}$$

Формула 2: Через атомные массы

Молекула водорода состоит из двух атомов, поэтому:

$$M_{H_2} = 2 \times A_H = 2 \times 1,008 = 2,016 \text{ а.е.м.}$$

Где Aₕ — атомная масса водорода в а.е.м.

Формула 3: Перевод в килограммы

1 а.е.м. = 1,66054 × 10⁻²⁷ кг

$$m_{H_2} = 2,016 \text{ а.е.м.} \times 1,66054 \times 10^{-27} \text{ кг/а.е.м.} = 3,348 \times 10^{-27} \text{ кг}$$

Примеры расчётов

Пример 1: Масса 5 молей водорода

Дано:

• n = 5 молей H₂
• M = 2,016 г/моль

Решение: $$m = n \times M = 5 \times 2,016 = 10,08 \text{ г}$$

Пример 2: Масса 10²⁴ молекул водорода

Дано:

• N = 10²⁴ молекул
• m₁ = 3,348 × 10⁻²⁷ кг (масса одной молекулы)

Решение: $$m_{total} = N \times m_1 = 10^{24} \times 3,348 \times 10^{-27} = 3,348 \times 10^{-3} \text{ кг} = 3,348 \text{ г}$$

Пример 3: Сколько молекул в 1 грамме водорода

Дано:

• m = 1 г = 0,001 кг
• m₁ = 3,348 × 10⁻²⁷ кг

Решение: $$N = \frac{m}{m_1} = \frac{0,001}{3,348 \times 10^{-27}} = 2,987 \times 10^{23} \approx 0,5 \text{ моля}$$

Терминология

Молярная масса (M) — масса одного моля вещества, выраженная в г/моль или кг/моль. Для H₂ равна 2,016 г/моль.

Молекулярная масса — масса одной молекулы. Численно равна молярной массе, но в разных единицах (а.е.м. вместо г/моль).

Атомная единица массы (а.е.м.) — 1/12 массы атома углерода-12. Используется для выражения массы атомов и молекул.

Число Авогадро (Nₐ) — количество частиц (атомов, молекул) в одном моле вещества: 6,022 × 10²³ моль⁻¹.

Мол — единица количества вещества, равная числу Авогадро частиц.

Практическое применение

В химии

Расчёт массы водорода необходим при:

• стехиометрических расчётах реакций
• определении состава смесей газов
• расчёте выходов реакций

В физике

Используется для:

• изучения кинетической теории газов
• расчёта давления и объёма газа
• анализа спектров водорода

В промышленности

Важна для:

• производства аммиака (синтез по Габеру)
• производства метанола
• использования водорода как топлива

Интересные факты о водороде

• Самый лёгкий элемент: водород в 16 раз легче кислорода и в 32 раза легче серы.
• Везде во Вселенной: водород составляет примерно 75% видимой материи Вселенной.
• Исторический интерес: первый элемент, атом которого был полностью теоретически описан.
• Экологичность: при сжигании водорода образуется только вода, что делает его перспективным топливом будущего.

Типичные ошибки при расчётах

❌ Ошибка 1: путаница между массой молекулы и молярной массой

• Молекула H₂ весит 3,348 × 10⁻²⁷ кг, а моль водорода — 2,016 г

❌ Ошибка 2: использование атомной массы вместо молекулярной

• Молекула H₂ имеет массу 2,016 а.е.м., а не 1,008 (это атомная масса одного водорода)

❌ Ошибка 3: неправильный перевод единиц

• Убедитесь, что молярная масса в г/моль при расчёте через число Авогадро

❌ Ошибка 4: забывание множителя 2

• Молекула состоит из двух атомов: M(H₂) = 2 × M(H)

Дополнительные ресурсы

Для более глубокого понимания рекомендуем изучить:

• Строение атома водорода — как расположены электроны
• Молекулярные орбитали — как два атома водорода образуют молекулу
• Газовые законы — как масса молекулы влияет на поведение газа при различных условиях

Данный калькулятор предоставляет информацию в образовательных целях. Для научных исследований используйте более точные справочные значения из специализированной литературы.

Часто задаваемые вопросы

Смотрите также

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