Masa molară: formulă, calcule și exerciții rezolvate

Masa molară este masa unui mol de substanță și se notează cu M. În problemele școlare se exprimă frecvent în grame pe mol, g/mol. O calculezi adunând contribuțiile tuturor atomilor din formula chimică, apoi o folosești în relația n = m/M pentru a transforma masa unei probe în cantitate de substanță.

De exemplu, folosind valorile rotunjite H = 1 și O = 16, apa H₂O are masa molară 2 × 1 + 16 = 18 g/mol. O probă de 36 g de apă conține astfel 36/18 = 2 mol. Formula este scurtă, dar interpretarea indicilor și a unităților cere atenție.

Pe scurt: M, m și n nu sunt aceeași mărime

• M reprezintă masa molară, de exemplu 18 g/mol pentru apă în aproximația folosită aici.

• m reprezintă masa probei, de exemplu 36 g.

• n reprezintă cantitatea de substanță, de exemplu 2 mol.

• Relațiile utile sunt n = m/M, m = nM și M = m/n.

Litera mare M și litera mică m au semnificații diferite. Masa molară caracterizează substanța, în condițiile compoziției izotopice considerate; masa probei depinde de câtă substanță ai. Un pahar și un rezervor pot conține aceeași substanță, cu aceeași masă molară, dar mase totale foarte diferite.

Ce valori folosești din tabelul periodic?

La exerciții, utilizează masele atomice relative oferite în enunț sau în tabelul permis. În acest articol folosim valori rotunjite: H = 1, C = 12, O = 16, Na = 23, Cl = 35,5 și Ca = 40. Rezultatele numerice sunt raportate la aceste aproximații.

Dacă un alt material folosește H = 1,008 și O = 15,999, va obține pentru apă aproximativ 18,015 g/mol. Diferența nu indică o metodă diferită, ci date cu mai multe zecimale. Nu combina arbitrar valori rotunjite cu valori foarte precise și nu afișa mai multe zecimale decât justifică datele.

Cum citești indicii și parantezele?

Indicele scris după un simbol arată câți atomi ai acelui element apar în formula unei molecule sau în unitatea de formulă. Dacă indicele lipsește, valoarea lui este unu. În CO₂ ai un atom de carbon și doi de oxigen. În H₂O ai doi de hidrogen și unul de oxigen.

Un indice după o paranteză multiplică fiecare element din paranteză. În Ca(OH)₂ ai un calciu, doi oxigeni și doi hidrogeni. Nu multiplici numai ultimul element H. Scrie mai întâi inventarul atomilor și abia apoi suma maselor; este mai sigur decât să încerci calculul mental dintr-o singură privire.

Problema 1: masa molară a dioxidului de carbon

Formula este CO₂. Contribuția carbonului este 1 × 12 = 12, iar contribuția oxigenului este 2 × 16 = 32. Adunăm: M(CO₂) = 44 g/mol. Un mol de dioxid de carbon are, în aproximația dată, masa de 44 g.

O greșeală frecventă este 12 + 16 = 28, rezultat care ar corespunde formulei CO în aceleași condiții. Verifică formula substanței înainte să verifici aritmetica. Un indice omis schimbă substanța descrisă, nu doar o operație intermediară.

Problema 2: masa molară a hidroxidului de calciu

Pentru Ca(OH)₂, inventarul este Ca: 1, O: 2, H: 2. Calculul este M = 40 + 2 × (16 + 1) = 74 g/mol. Poți scrie și 40 + 32 + 2 = 74 g/mol.

Verificarea prin cele două scrieri este utilă când formula conține paranteze. Expresia 2 × (16 + 1) reprezintă două grupări OH, nu doi atomi în total. Fiecare grupare conține un oxigen și un hidrogen, deci paranteza contribuie cu patru atomi.

Problema 3: din grame în moli

Ce cantitate de substanță reprezintă 22 g de CO₂? Știm M = 44 g/mol. Aplicăm n = m/M = 22/44 = 0,5 mol. Unitățile confirmă sensul rezultatului: g împărțit la g/mol dă mol.

Rezultatul este plauzibil: proba are jumătate din masa unui mol, deci conține jumătate de mol. Această estimare simplă poate detecta inversarea formulei. Dacă ai calcula 44/22 = 2, ai obține un număr incompatibil cu comparația directă a maselor.

Problema 4: din moli în grame

Ce masă au 0,25 mol de NaCl? Masa molară este 23 + 35,5 = 58,5 g/mol. Aplicăm m = nM = 0,25 × 58,5 = 14,625 g. Dacă cerința solicită rotunjire la două zecimale, scriem aproximativ 14,63 g.

Pentru clorura de sodiu, formula descrie raportul ionilor din rețeaua cristalină, nu o moleculă izolată de NaCl în sensul folosit pentru apă. Calculul masei molare se face tot prin însumarea contribuțiilor din unitatea de formulă.

Problema 5: afli masa molară din date

O probă pură de 9 g conține 0,15 mol de substanță. Masa molară este M = m/n = 9/0,15 = 60 g/mol. Acest rezultat poate ajuta la identificare dacă problema oferă și alte informații.

Totuși, masa molară singură nu identifică întotdeauna unic o substanță. Substanțe diferite pot avea aceeași masă molară aproximativă sau aceeași formulă moleculară. Nu adăuga o concluzie despre identitate dacă enunțul nu furnizează date suficiente.

Problema 6: coeficientul din ecuație schimbă masa molară?

În notația 2H₂O, coeficientul 2 multiplică numărul de molecule sau cantitatea de substanță din raportul reacției. Masa molară a apei rămâne 18 g/mol. Dacă discutăm despre 2 mol de apă, masa totală este 2 × 18 = 36 g.

Nu confunda 2H₂O cu H₂O₂. A doua formulă descrie o altă substanță, cu masa molară 2 × 1 + 2 × 16 = 34 g/mol în aproximația noastră. Coeficientul din față și indicele din formulă au roluri diferite.

Cum eviți erorile de unități?

Dacă masa este dată în kilograme și masa molară în g/mol, transformă masa în grame. Pentru 0,09 kg de apă avem 90 g, deci n = 90/18 = 5 mol. Împărțirea directă 0,09/18 ar amesteca unitățile și ar produce un rezultat de o mie de ori prea mic.

În SI, masa molară poate fi exprimată în kg/mol; atunci 18 g/mol înseamnă 0,018 kg/mol. Ambele abordări sunt corecte dacă unitățile sunt coerente. Scrierea unităților la fiecare pas este o verificare, nu un simplu ornament al rezolvării.

Test cu răspunsuri

1. Calculează masa molară pentru CaCO₃.

2. Află masa a 3 mol de apă.

3. Află cantitatea de substanță din 88 g de CO₂.

4. O probă de 29,25 g de NaCl conține câți moli?

Răspunsuri: 40 + 12 + 3 × 16 = 100 g/mol; 54 g; 2 mol; 0,5 mol. Înainte să compari numerele, verifică dacă răspunsul tău este masă, masă molară sau cantitate de substanță.

Întrebări frecvente despre masa molară

Masa moleculară relativă are unitatea g/mol?

Nu. Masa moleculară relativă este o mărime relativă, fără unitate. Masa molară se exprimă în g/mol sau kg/mol. Valorile numerice uzuale sunt apropiate în convențiile școlare, dar mărimile nu sunt identice.

Pot transforma orice număr de moli în litri cu aceeași valoare?

Nu. Volumul depinde de substanță și de condiții; la gaze contează temperatura și presiunea. Folosește volumul molar numai în condițiile precizate de problemă.

Unde exersez calculele cu feedback?

Poți căuta un profesor de chimie, inclusiv pentru pregătirea de BAC. Pagina cum funcționează Hola25 explică pașii pentru a începe.

Resursă pentru aprofundare

OpenStax — Formula Mass and the Mole Concept. Exemplele și exercițiile din acest articol sunt redactate pentru ghidul Hola25.