这个计算器能做什么
这个工具可以告诉你某种物质的样品中含有多少个分子(或者说化学式单元)。你只需输入样品的质量(克)和化合物的摩尔质量(克/摩尔),计算器就会借助阿伏伽德罗常数(每摩尔 \(6.022 \times 10^{23}\))同时给出物质的量(摩尔数)和分子总数。
使用方法
先输入样品的质量,单位为克。再输入该化合物的摩尔质量(即相对分子质量),单位为 g/mol——例如水(H₂O)约为 18.015 g/mol,二氧化碳(CO₂)为 44.01 g/mol,食盐(NaCl)为 58.44 g/mol。结果会即时更新,同时显示物质的量(摩尔)和分子数。
公式详解
整个计算分两步。第一步,用质量除以摩尔质量,得到物质的量(摩尔数):\(n = m / M\)。第二步,把摩尔数乘以阿伏伽德罗常数(\(N_A = 6.022 \times 10^{23}\)),得到分子数:\(N = n \times N_A\)。合并起来就是
$$N = \frac{m}{M} \times 6.022 \times 10^{23}$$
实例演算
假设你手上有 36 克水。水的摩尔质量约为 18 g/mol,因此摩尔数为 \(36 / 18 = 2\) mol。再乘以阿伏伽德罗常数:
$$2 \times 6.022 \times 10^{23} = 1.2044 \times 10^{24}$$个水分子。
常见摩尔质量参考
摩尔质量(g/mol)是一种物质一摩尔的质量。样品质量除以其摩尔质量得到摩尔数,然后乘以阿伏伽德罗常数即可找到分子数。下面的值适用于mw字段。
| 化合物 | 化学式 | 摩尔质量(g/mol) |
|---|---|---|
| 水 | H₂O | 18.015 |
| 二氧化碳 | CO₂ | 44.01 |
| 氧气 | O₂ | 32.00 |
| 葡萄糖 | C₆H₁₂O₆ | 180.16 |
| 氯化钠 | NaCl | 58.44 |
| 氨 | NH₃ | 17.03 |
| 乙醇 | C₂H₅OH | 46.07 |
| 硫酸 | H₂SO₄ | 98.08 |
| 甲烷 | CH₄ | 16.04 |
| 碳酸钙 | CaCO₃ | 100.09 |
如果您需要此处未列出的化合物的摩尔质量,可以使用摩尔质量计算器从化学式推导。
使用的常数
该计算器基于阿伏伽德罗常数,它定义了一摩尔物质中包含的基本单位(原子、分子或化学式单位)的数量。
- 阿伏伽德罗常数: \(N_A = 6.02214076 \times 10^{23}\ \text{mol}^{-1}\)。自2019年重新定义国际单位制基本单位以来,此值根据定义是精确的。
- 四舍五入值: \(N_A \approx 6.022 \times 10^{23}\ \text{mol}^{-1}\),这是大多数教科书计算和本工具中使用的形式。
- 摩尔质量常数: \(M_u \approx 1\ \text{g/mol}\),它将无量纲的原子/分子量与摩尔质量(克/摩尔)联系起来。
根据定义,一摩尔 = \(6.02214076 \times 10^{23}\)个粒子。因此,样品的分子数等于其摩尔数乘以该常数:
$$N = n \times N_A = \frac{\text{质量}}{\text{摩尔质量}} \times 6.022 \times 10^{23}$$常见问题
什么是阿伏伽德罗常数? 它指一摩尔物质中所含粒子的数目,约等于 \(6.022 \times 10^{23}\)。
这个计算器适用于离子化合物吗? 适用——对于像 NaCl 这样的离子化合物,结果表示的是化学式单元的数目,而非独立的分子。
摩尔质量在哪里查? 可以根据化学式,用元素周期表把各原子的原子质量加起来,也可以直接查阅常见化合物的现成数据。