วิธีแปลงกรัมเป็นโมลและในทางกลับกัน

แนวคิดเรื่องโมลเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับทุกแง่มุมของเคมี เป็นการวัดปริมาณของสสาร ดังนั้นจึงเกี่ยวข้องโดยตรงกับจำนวนอะตอมหรือโมเลกุลที่มีอยู่ในตัวอย่างของสารใดๆ ในหลาย ๆ แนวคิดของไฝไม่แตกต่างจากโหลหรือร้อย นั่นคือมันเป็นเพียงตัวเลข เป็นจำนวนที่มากก็จริง แต่หลังจากนั้นก็เป็นจำนวนที่บริสุทธิ์

แต่เราจะทราบจำนวนอะตอมในตัวอย่างสารได้อย่างไรหากเรามองไม่เห็น ในทำนองเดียวกับที่เราสามารถประมาณจำนวนส้มที่มีอยู่ในกระสอบโดยไม่ต้องนับผล: การชั่งน้ำหนักส้มบางผลเพื่อกำหนดน้ำหนักเฉลี่ยของผลส้ม จากนั้นจึงชั่งน้ำหนักทั้งกระสอบ

ตัวอย่างเช่น ถ้าส้มหนัก 200 กรัม ก็จะมีส้ม 5 ลูกในหนึ่งกิโลกรัม ถ้ากระสอบหนัก 20 กก. ก็จะบรรจุส้มได้ 20*5=100 ลูก ในทางกลับกัน หากกระสอบหนัก 20 กก. แต่ไม่มีส้มแต่มีมะนาว จำนวนมะนาวในกระสอบจะไม่เท่ากับจำนวนส้ม เนื่องจากมะนาวโดยทั่วไปจะมีน้ำหนักน้อยกว่า

เช่นเดียวกับกระบวนการย้อนกลับ หากเราต้องการทราบว่าส้มหรือมะนาวจำนวนหนึ่งมีน้ำหนักเท่าใด เราก็แค่นำตัวเลขนี้ไปคูณกับน้ำหนักของส้มหรือมะนาวแต่ละผล

การคำนวณโมลจากกรัมและในทางกลับกันก็ใช้วิธีเดียวกัน ขึ้นอยู่กับมวลของแต่ละโมลของอะตอมหรือโมเลกุลชนิดใดชนิดหนึ่ง

ต่อไป เราจะเห็นวิธีต่างๆ ในการคำนวณโมลจากมวลของสาร เช่นเดียวกับการคำนวณมวลของสารจากจำนวนโมล วิธีการคำนวณใดๆ ในสามวิธีนี้ใช้ได้อย่างสมบูรณ์และจะให้ผลลัพธ์ที่เหมือนกัน แม้ว่าบางวิธีจะใช้งานได้จริงมากกว่าวิธีอื่นๆ ในบางบริบท ดังที่อธิบายไว้ด้านล่าง

การคำนวณมวลโมลาร์

อย่างตัวอย่างส้มในกระสอบต้องรู้น้ำหนักส้มเพื่อกำหนดจำนวนส้มในกระสอบ คำนวณจำนวนโมลจากกรัม ต้องรู้มวลของแต่ละโมล ของอนุภาค เพื่อกำหนดจำนวนโมลที่มีอยู่ในตัวอย่าง สิ่งนี้เรียกว่ามวลโมลาร์และมีค่าเป็นตัวเลขเท่ากับมวลโมเลกุล ซึ่งเราสามารถคำนวณได้จากสูตรโมเลกุลของสารและน้ำหนักอะตอมของธาตุที่ประกอบกัน

สิ่งนี้ทำได้โดยการเพิ่มน้ำหนักอะตอมของแต่ละอะตอมที่ประกอบกันเป็นสารประกอบหรือองค์ประกอบ ตัวอย่างเช่น หากเราต้องการคำนวณโมลของโซเดียมไนเตรตจากมวลในหน่วยกรัม เราจำเป็นต้องหามวลโมลาร์ของโซเดียมไนเตรต ซึ่งมีสูตรคือNaNO ₃ สิ่งนี้ทำได้โดยการเพิ่มมวลอะตอมของโซเดียม ไนโตรเจน และออกซิเจนสามอะตอม:

ดังที่เราเห็นในตาราง ไม่มีปริมาณใดที่มีหน่วย เนื่องจากน้ำหนักอะตอมเป็นปริมาณสัมพัทธ์และไม่มีมิติ สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับน้ำหนักโมเลกุลซึ่งคำนวณจากน้ำหนักอะตอมสัมพัทธ์ดังกล่าว

อย่างไรก็ตาม คำจำกัดความของหน่วยน้ำหนักอะตอมสัมพัทธ์ ตลอดจนวิธีการกำหนดโมล ตรวจสอบให้แน่ใจว่าน้ำหนักโมเลกุลมีค่าเท่ากับมวลโมลาร์ในเชิงตัวเลข ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือเมื่อเราพูดถึงมวลโมลาร์ เราหมายถึงมวลของสารที่มีสาร 1 โมลพอดี ดังนั้นหน่วยของกรัม/โมลจึงถูกเพิ่มเข้าไป

ตอนนี้เรารู้วิธีคำนวณมวลโมลาร์ของสสารใดๆ ตามสูตรโมเลกุลแล้ว เรามาดูกันว่าสูตรโมเลกุลนี้ใช้เพื่อกำหนดจำนวนโมลจากมวลที่กำหนดเป็นกรัมได้อย่างไร

1. กฎสามวิธี

วิธีที่ง่ายและสะดวกที่สุดในการคำนวณจำนวนโมลจากมวลเป็นกรัมและในทางกลับกันคือการใช้กฎสามข้อ กฎนี้ขึ้นอยู่กับแนวคิดของมวลโมลาร์ นั่นคือมันเริ่มต้นจากความจริงที่ว่ามวลโมลาร์สอดคล้องกับมวลในหน่วยกรัมที่มี 1 โมลของหน่วยของสาร

วิธีนี้มีประโยชน์มากในการทำความคุ้นเคยกับแนวคิดของโมลและเพื่ออำนวยความสะดวกในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับการคำนวณปริมาณสารสัมพันธ์ อย่างไรก็ตาม ใช้เวลานานเกินความจำเป็นและอาจไม่เหมาะสมเมื่อต้องทำการคำนวณโมลจำนวนมากในปัญหาเดียวกัน

ตัวอย่างที่ 1

ถ้าเรายกตัวอย่างโซเดียมไนเตรตซึ่งมีมวลโมลาร์ซึ่งเราเพิ่งเห็นว่าคือ 85 ก./โมล และเราต้องการหาจำนวนโมลที่มีอยู่ใน 170 ก. ของสารดังกล่าว เราก็สามารถถามตนเองด้วยคำถามต่อไปนี้:

ถ้าเรารู้ว่าในโซเดียมไนเตรต 85 กรัมมีสารประกอบดังกล่าวอยู่ 1 โมล แล้ว 170 กรัมจะมีกี่โมล

นี่เป็นกรณีคลาสสิกของกฎสามส่วนซึ่งตัวแปรที่รู้จักสามตัวมีความสัมพันธ์กันโดยใช้สัดส่วนโดยไม่ทราบค่า ซึ่งในกรณีนี้คือจำนวนโมล วิธีการแก้ปัญหามีดังนี้:

กฎสามข้อแก้ไขได้โดยการคูณปลายของเส้นทแยงมุมที่ทราบแล้วหารผลคูณด้วยค่าของมุมอีกด้าน ในตัวอย่างนี้:

อย่างที่เราเห็น หน่วยมวล ของ NaNO ₃ นั้นเรียบ ง่ายและผลลัพธ์จะแสดงเป็นโมลของ NaNO ₃

ตัวอย่างที่ 2

ทีนี้ สมมติว่าเราต้องการคำนวณมวลของโซเดียมไนเตรต 0.125 โมล เราสามารถเริ่มต้นจากกฎเดียวกันของสามข้อด้านบน แต่ในกรณีนี้ เราจะรู้มุมขวาล่างแทนที่จะเป็นมุมซ้าย เนื่องจากนั่นคือจำนวนของโมเร

ในกรณีนี้ วิธีแก้เกี่ยวข้องกับการคูณและหารมุมตรงข้ามกับกรณีก่อนหน้า:

2. การคำนวณจำนวนโมลจากกรัมตามสูตร

วิธีที่สองในการคำนวณจำนวนโมลคือการใช้สูตรโมล นี่เป็นสูตรง่ายๆ ที่บอกว่าจำนวนโมลไม่มีอะไรมากไปกว่าอัตราส่วนระหว่างมวลของสารกับมวลโมลาร์ของสาร กล่าวคือ:

วิธีสูตรใช้ได้จริงสำหรับบางคนที่ใช้สูตรบ่อยๆ และสำหรับผู้ที่เรียนรู้สูตรเพิ่มอีกหนึ่งสูตรก็ไม่เป็นปัญหา ในทางกลับกัน สูตรสำหรับจำนวนโมลนั้นใช้ได้จริงมากเมื่อเราต้องการความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์บางอย่างเพื่อแก้ปัญหาเกี่ยวกับสิ่งแปลกปลอมหลายตัวที่ต้องแก้ไขโดยระบบสมการ

ในความเป็นจริง นี่อาจเป็นหนึ่งในสูตรเคมีที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ดังนั้นการจำและฝึกฝนการใช้จึงเป็นสิ่งสำคัญ

ในกรณีที่เราต้องการคำนวณมวล เราต้องแยก m ออกจากสูตรเท่านั้น

ตัวอย่างที่ 3

ลองคำนวณจำนวนโมลที่มีอยู่ในกรดอะซิติก 150 กรัม (CH ₃ COOH) โดยรู้ว่ามวลอะตอมของคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจนคือ 12, 1 และ 16 ตามลำดับ

ในกรณีนี้ เนื่องจากเราไม่ทราบมวลโมลาร์ จึงต้องเริ่มจากตรงนั้น

ดังนั้น น้ำหนักโมเลกุลของกรดอะซิติกคือ 60 ซึ่งหมายความว่ามวลโมลาร์ของมันคือ 60 กรัม/โมล ดังนั้นเราจึงมีข้อมูลดังต่อไปนี้:

• ม = 150g
• MM = 60 ก./โมล

ตอนนี้สิ่งที่เราต้องทำคือใช้สูตรเพื่อคำนวณโมลและ voila!

ตัวอย่างที่ 4

ให้เราคำนวณกรัมของกรดอะซิติกที่มีอยู่ใน 15 โมลของสารนี้ ในกรณีนี้ เราใช้สูตรที่สองที่แก้ไขแล้ว

3. การคำนวณจำนวนโมลจากกรัมเป็นการแปลงหน่วย

หากสิ่งที่เรากำลังมองหาเป็นวิธีที่ได้ผลจริงและเร็วที่สุดในการคำนวณโมลจากกรัม วิธีปัจจัยการแปลงคือวิธีการเลือกอย่างไม่ต้องสงสัย สิ่งนี้ไม่เพียงทำหน้าที่คำนวณโมลจากหน่วยกรัมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกระบวนการที่ตรงกันข้าม นั่นคือ การคำนวณหน่วยกรัมจากโมล

กระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับการใช้ปัจจัยการแปลงหน่วยและแนวคิดของมวลโมลาร์ เราทราบจากแนวคิดนี้ว่าสาร 1 โมลเทียบเท่ากับมวล 1 โมลาร์ของสารดังกล่าว

ตัวอย่างเช่น ในกรณีของกรดอะซิติกที่มีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากับ 60 เราสามารถเขียนสมมูลได้ดังนี้

ความสมมูลนี้สามารถจัดเรียงใหม่ได้ทั้งสองด้าน ทำให้มีปัจจัยการแปลงที่แตกต่างกันสองค่าซึ่งมีค่าเป็น 1 นั่นคือสำหรับกรดอะซิติกจะได้รับการยืนยันว่า:

ข้อเท็จจริงที่ว่าค่าของเศษส่วนทั้งสองคือ 1 หมายความว่าเราสามารถคูณปริมาณใดๆ ด้วยเศษส่วนเหล่านี้ได้ และมันจะไม่เปลี่ยนแปลงค่าของเศษส่วนนั้น ด้วยเหตุนี้จึงเรียกว่าปัจจัยหน่วย ในการคำนวณจำนวนโมลโดยใช้ปัจจัยการแปลง สิ่งที่เราต้องทำคือคูณด้วยตัวประกอบที่ตัดหน่วยของมวลออกแล้วใส่โมลในตัวเศษ ซึ่งก็คือตัวประกอบทางด้านซ้าย

แต่ถ้าเราต้องการคำนวณกรัมจากโมล เราจะใช้ตัวประกอบทางด้านขวาแทน

ตัวอย่างที่ 5

ลองคำนวณจำนวนโมลที่มีอยู่ในโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) 0.120 กรัม โดยรู้ว่าโซเดียมคลอไรด์มีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากับ 58.5

ในกรณีนี้ สิ่งที่เราต้องทำคือจำไว้ว่าในกรณีนี้ โซเดียมคลอไรด์ 1 โมลเท่ากับเกลือ 58.5 กรัม และในทางกลับกัน เราจำเป็นต้องใช้ข้อมูลนี้เพื่อสร้างปัจจัยการแปลงหน่วยที่เหมาะสมและคูณด้วยมวลในหน่วยกรัม .

เนื่องจากเราเริ่มต้นจากกรัมและสิ่งเหล่านี้อยู่ในตัวเศษ เราต้องใช้ตัวประกอบหน่วยที่มีกรัมเป็นตัวส่วนเพื่อให้ง่ายขึ้น ในขณะที่จำนวนโมลต้องอยู่ในตัวเศษเพื่อให้ผลลัพธ์ยังคงอยู่ในหน่วย ที่เรากำลังมองหา:

ตัวอย่างที่ 6

ทีนี้ลองคำนวณว่าเราต้องชั่งน้ำหนักเกลือกี่กรัมเพื่อให้ได้เกลือ 2.8.10 ^{-4 โมล} ในกรณีนี้ ขั้นตอนจะเหมือนกันทุกประการ เพียงแต่เราต้องใช้ตัวประกอบหน่วยอื่น:

อ้างอิง

พื้นที่วิทยาศาสตร์ (2022, 13 มกราคม). โมลในวิชาเคมีและจำนวนโมลพร้อมแบบฝึกหัดที่แก้ไขได้ https://www.areaciencias.com/quimica/mol/

González, A. (2014, 12 กุมภาพันธ์). FQ1 คำนวณโม ลจากมวล แชร์สไลด์ https://www.slideshare.net/onio72/fq1-calculo-moles-a-partir-de-la-masa

กฎข้อสาม . (2019, 2 กันยายน). Mineduc.gob.gt. https://www.mineduc.gob.gt/DIGECADE/documents/Telesecundaria/Recursos%20Digitales/2o%20Recursos%20Digitales%20TS%20BY-SA%203.0/06%20MATEMATICA/U5%20pp%20122%20regla%20de% 20three.pdf

Timur : สมาชิก planetcalc. (น). เครื่องคิดเลขออนไลน์: แปลงโมลเป็นกรัมและกรัมเป็นโมล ดาวเคราะห์แคล https://es.planetcalc.com/6777/