Cosa ti dice effettivamente il peso molecolare
Ogni atomo sulla tavola periodica ha una massa e ogni molecola è semplicemente un numero fisso di atomi legati insieme. Somma le masse atomiche di ogni cosa nella formula e ottieni il peso molecolare: la massa di una mole (6,022×10²³ molecole) di quella sostanza, espressa in grammi per mole. È il numero che consente a un chimico di passare da una formula scritta su carta a una quantità effettiva da pesare su una bilancia.
Questo è costantemente importante in un laboratorio: le reazioni sono pianificate in moli perché è così che si combinano gli atomi, ma la bilancia misura i grammi. Il peso molecolare è il fattore di conversione tra i due. Se sbagli, la soluzione risulterà con una concentrazione doppia rispetto a quella prevista, oppure una reazione esaurirà un reagente a metà.
Lavorandolo a mano
Il processo è sempre lo stesso: suddividi la formula in elementi e i loro conteggi, cerca il peso atomico di ciascun elemento, moltiplica, quindi somma tutto insieme. L'acqua è l'esempio più semplice.
H2O = (2 × H) + (1 × O)
= (2 × 1.008) + (1 × 15.999)
= 2.016 + 15.999 = 18.015 g/mol
Le parentesi funzionano allo stesso modo dell'algebra: tutto ciò che c'è all'interno viene moltiplicato per il pedice che segue la parentesi di chiusura, quindi il risultato si ripiega nel totale. L'idrossido di calcio, Ca(OH)2, ha due gruppi idrossido attaccati a un atomo di calcio:
Ca(OH)2 = Ca + 2 × (O + H)
= 40.078 + 2 × (15.999 + 1.008)
= 40.078 + 31.998 + 2.016 = 74.092 g/mol
Per una molecola più grande come il glucosio, C6H12O6, la stessa regola si ripete per ciascun elemento: sei carboni, dodici idrogeni, sei ossigeni, ciascuno moltiplicato per il proprio peso atomico e sommato. Questa calcolatrice esegue esattamente questi calcoli istantaneamente e mostra la suddivisione per elemento in modo da poter controllare il lavoro.
Idrata: quando l'acqua è parte del cristallo
Some compounds crystallize with water molecules locked into their structure — copper sulfate pentahydrate, CuSO4·5H2O, is a classic example, and the bright blue crystals you might recognize from a chemistry set. The dot (or a raised middle dot, ·) means "plus, separately": calculate the anhydrous compound and the water as two blocks, then add them.
CuSO4 = 63.546 + 32.066 + (4 × 15.999) = 159.608 g/mol
5H2O = 5 × 18.015 = 90.075 g/mol
CuSO4·5H2O = 159.608 + 90.075 ≈ 249.68 g/mol
Questo è il motivo per cui la forma anidra e la forma idrata dello stesso composto hanno masse molari notevolmente diverse: l'acqua non è un errore di arrotondamento, in questo caso rappresenta circa il 36% del peso totale del cristallo. Riscalda abbastanza un idrato e perde quell'acqua, lasciando dietro di sé la polvere anidra più leggera.
Perché i pesi atomici sono decimali e non numeri interi
Una tavola periodica elenca il cloro a 35,453, non a 35 o 37, e questa non è un'imprecisione. Il cloro si presenta naturalmente come una miscela di isotopi, principalmente cloro-35 e cloro-37, e il valore elencato è la media ponderata per l'abbondanza di ogni atomo che potresti incontrare in natura. IUPAC e NIST mantengono questi pesi atomici standard e il calcolatore utilizza i valori pubblicati per ogni elemento, quindi i risultati sono in linea con ciò che otterresti da una tavola periodica stampata o da un foglio di riferimento di laboratorio.
Trasformazione del peso molecolare in grammi e moli
Una volta che conosci la massa molare, la conversione tra grammi e moli è una divisione o moltiplicazione:
moles = mass (g) ÷ molar mass (g/mol)
mass (g) = moles × molar mass (g/mol)
Questa singola relazione è alla base della preparazione della soluzione: associando questa calcolatrice acalcolatore della molaritàti consente di passare direttamente da una concentrazione target alla massa esatta di solido che devi pesare, oltre alla stechiometria, in cui ogni reagente e prodotto in un'equazione bilanciata viene convertito attraverso la propria massa molare per calcolare le rese e il reagente rimanente.