Рассчитать массу молекулы водорода

Массу молекулы водорода часто требуется рассчитать в задачах по физике и химии. Водород — самый лёгкий элемент таблицы Менделеева, а его молекула H₂ — одна из самых простых молекул. Понимание того, как определить массу молекулы, важно для работы с газовыми законами, расчёта молярных объёмов и решения теоретических задач.

Обновлено:

Содержание статьи
Исходные данные Положительное число Используется при расчёте общей массы

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

ПараметрЗначениеЕдиница
Атомная масса водорода1,008а.е.м.
Молярная масса H₂2,016г/моль
Масса одной молекулы H₂3,348 × 10⁻²⁷кг
Масса молекулы H₂2,016а.е.м.
Число Авогадро6,022 × 10²³моль⁻¹

Методология расчёта

Формула 1: Через молярную массу

Самый простой способ — использовать молярную массу и число Авогадро:

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

Где:

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:

Решение:

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

Пример 2: Масса 10²⁴ молекул водорода

Дано:

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:

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:

В физике

Используется для:

В промышленности

Важна для:

Интересные факты о водороде

Типичные ошибки при расчётах

✗ Ошибка 1: путаница между массой молекулы и молярной массой

✗ Ошибка 2: использование атомной массы вместо молекулярной

✗ Ошибка 3: неправильный перевод единиц

✗ Ошибка 4: забывание множителя 2

Дополнительные ресурсы

Для более глубокого понимания рекомендуем изучить:

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

Часто задаваемые вопросы

Какова точная масса молекулы водорода?

Масса молекулы водорода H₂ составляет примерно 3,348 × 10⁻²⁷ кг или 2,016 атомных единиц массы (а.е.м.). Это самая лёгкая молекула среди всех известных веществ.

Чем молярная масса отличается от молекулярной массы?

Молекулярная масса водорода — это масса одной молекулы (3,348 × 10⁻²⁷ кг), а молярная масса — это масса одного моля вещества (2,016 г/моль). Молярная масса численно равна молекулярной массе, выраженной в г/моль.

Как найти массу молекулы водорода через молярную массу?

Используйте формулу: m = M / Nₐ, где M — молярная масса (2,016 г/моль), Nₐ — число Авогадро (6,022 × 10²³ моль⁻¹). Результат: m ≈ 3,348 × 10⁻²⁷ кг.

Почему водород так важен в науке?

Водород — самый распространённый элемент во Вселенной. Его молекула H₂ используется как топливо, в химической промышленности и фундаментальной физике. Изучение водорода помогает понять строение атома.

Как молярная масса связана с атомной массой?

Молярная масса водорода (2,016 г/моль) в два раза больше атомной массы водорода (1,008 а.е.м.), так как молекула H₂ состоит из двух атомов. Числовое значение молярной массы равно молекулярной массе в а.е.м.

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