มวลโมลาร์

Q: มวลโมลาร์ของสารประกอบ

มวลโมลาร์ M (X) ของ สารประกอบ นั้น กำหนดโดยผลรวมของ มวลอะตอมสัมพัทธ์ A r (X i ) ของ ธาตุต่างๆ (แต่ละธาตุคูณด้วยจำนวน อะตอม n i ต่อธาตุ) ที่ประกอบเป็นสารประกอบนั้น คูณด้วย ค่าคงที่มวลโมลาร์ M u ≈ 1 g/mol :

มวลโมลาร์
มวลโมลาร์
	แผนภาพเปรียบเทียบ จำนวน โมลและมวลโมลาร์ของ ตัวอย่าง เหล็กและทองคำที่มีมวล เท่ากัน
สัญลักษณ์ทั่วไป	เอ็ม
หน่วย SI	กก. / โมล
หน่วยอื่นๆ	กรัม / โมล
มิติ	เอ็มเอ็น−1

ในวิชาเคมีมวลโมลาร์ ( $M$ ) (บางครั้งเรียกว่าน้ำหนักโมเลกุลหรือน้ำหนักสูตรแต่ดูปริมาณที่เกี่ยวข้องสำหรับการใช้งาน) ของสารเคมี ( ธาตุหรือสารประกอบ ) ถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนระหว่างมวล ( $m$ ) และปริมาณของสาร ( $n$ วัดเป็นโมล ) ของตัวอย่างใดๆ ของสารนั้น: $M = m / n$ ^{[ 1} ] มวลโมลาร์เป็นคุณสมบัติโดยรวม ไม่ใช่คุณสมบัติ ระดับโมเลกุล ของสาร มวลโมลาร์เป็นค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักของธาตุหรือสารประกอบหลายๆ ตัวอย่าง ซึ่งมักจะมีมวลแตกต่างกันเนื่องจากการมีอยู่ของไอโซโทปโดยทั่วไป มวลโมลาร์จะคำนวณจาก^{น้ำหนัก}อะตอมมาตรฐานดังนั้นจึงเป็นค่าเฉลี่ย บนโลก และเป็นฟังก์ชันของความอุดม สมบูรณ์สัมพัทธ์ ของไอโซโทปของอะตอมที่เป็นองค์ประกอบบนโลก

มวลโมเลกุล (สำหรับสารประกอบโมเลกุล) และมวลสูตร (สำหรับสารประกอบที่ไม่ใช่โมเลกุล เช่นเกลือไอออนิก ) มักใช้เป็นคำพ้องความหมายของมวลโมลาร์ เนื่องจากค่าตัวเลขเหมือนกัน (ในทางปฏิบัติ) ต่างกันเพียงหน่วย ( ดาลตันเทียบกับ กรัม/โมล หรือ กิโลกรัม/กิโลโมล) อย่างไรก็ตาม แหล่งข้อมูลที่น่าเชื่อถือที่สุดให้คำจำกัดความที่แตกต่างกัน ความแตกต่างคือ มวลโมเลกุลคือมวลของอนุภาคหรือโมเลกุลเฉพาะหนึ่งตัว ( ปริมาณระดับจุลภาค ) ในขณะที่มวลโมลาร์คือค่าเฉลี่ยของอนุภาคหรือโมเลกุลจำนวนมาก ( ปริมาณระดับมหภาค )

มวลโมลาร์เป็นสมบัติเฉพาะตัวของสาร ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับขนาดของตัวอย่าง ในระบบหน่วยสากล (SI) หน่วยมาตรฐานของมวลโมลาร์คือ กิโลกรัมต่อโมล ( kg /mol) อย่างไรก็ตาม ด้วยเหตุผลทางประวัติศาสตร์ มวลโมลาร์มักจะแสดงในหน่วย กรัมต่อโมล ( g /mol) (หรือเทียบเท่าในหน่วย กิโลกรัมต่อกิโลโมล (kg/kmol)) เสมอ

ตั้งแต่ปี 1971 ระบบหน่วยสากล (SI)ได้กำหนด "ปริมาณสาร" เป็นมิติการวัด ที่แยกต่างหาก จนกระทั่งปี 2019 โมลถูกกำหนดให้เป็นปริมาณสารที่มีอนุภาคองค์ประกอบจำนวนเท่ากับจำนวนอะตอมในคาร์บอน-12 จำนวน 12 กรัม โดยมีดาลตันถูกกำหนดให้เป็น⁠+1/12ของมวลของอะตอมคาร์บอน-12 ดังนั้น ในช่วงเวลานั้น ค่าตัวเลขของมวลโมลาร์ของสารที่แสดงในหน่วย g/mol จะเท่ากับค่าตัวเลขของมวลเฉลี่ยของหน่วย ( อะตอมโมเลกุลหน่วยสูตร ) ของสารนั้นที่แสดงในหน่วยดาลตัน อย่างแม่นยำ

ตั้งแต่ปี 2019 หน่วยโมลได้รับการนิยามใหม่ในระบบหน่วย SIว่าเป็นปริมาณของสารใดๆ ที่มีปริมาณเท่ากับ... (หน่วยเป็นเปอร์เซ็นต์ของโมล) อย่างแน่นอน6.022 140 76 × 10 ²³หน่วย โดยกำหนดค่าตัวเลขของค่าคงที่อะโวกาโด $N A$ เมื่อแสดงในหน่วย mol ⁻¹แต่เนื่องจากดาลตันยังคงถูกกำหนดในแง่ของมวลของอะตอมคาร์บอน-12 ที่กำหนดโดยการทดลอง ความเท่าเทียมกันเชิงตัวเลขระหว่างมวลโมลาร์ของสารและมวลเฉลี่ยของหน่วยของสารจึงเป็นเพียงค่าประมาณ แต่ยังคงสามารถสันนิษฐานได้ว่ามีความเท่าเทียมกันด้วยความแม่นยำสูง (ความคลาดเคลื่อนสัมพัทธ์มีเพียงลำดับ 10 ^–9 เท่านั้น กล่าวคือภายในส่วนต่อพันล้าน )

ภูมิหลังทางเทคนิค

สำหรับตัวอย่างสารบริสุทธิ์ $X$ มวลโมลาร์ที่ทราบ $M (X)$ จะถูกใช้ในการคำนวณปริมาณของสารในตัวอย่าง $n (X)$ โดยกำหนดมวลของตัวอย่าง $m (X)$ ผ่านสมการ: $n (X) = m (X) / M (X)$ ถ้า $N (X)$ $คือ$ จำนวนหน่วยของสารในตัวอย่าง และ $ma (X)$ คือมวลของแต่ละหน่วยของสาร ( มวลอะตอม $มวล$ โมเลกุลหรือมวลสูตร ) แล้วมวลของตัวอย่างคือ $m (X) = N (X) \cdot ma (X)$ และปริมาณของสารคือ $n (X)$ $=$ $N$ $(X) /$ $NA$ $=$ $N$ $(X)$ ⋅ $na$ โดยที่ $na คือปริมาณพื้นฐาน$ $ซึ่ง$ $เป็น$ ปริมาณที่ประกอบด้วยหน่วยระดับอะตอมเพียงหนึ่งหน่วยเท่านั้น (อะตอม โมเลกุล หน่วยสูตร ) คล้ายกับประจุพื้นฐาน $e$ เนื่องจากปริมาณพื้นฐานเป็นส่วนกลับของค่าคงที่อะโวกาโด โดยใช้ความสัมพันธ์ $M (X) = m (X)/ n (X)$ มวลโมลาร์จึงกำหนดโดย $M (X) = m a (X) \cdot N A = m a (X)/ n a$ (มิติM / N ) กล่าวคือ มวลในระดับอะตอมของสารหนึ่งหน่วยต่อปริมาณพื้นฐาน

เมื่อทราบมวลสัมพัทธ์ในระดับอะตอม ( น้ำหนักอะตอมน้ำหนักโมเลกุลหรือน้ำหนักสูตร ) $A r (X)$ ของสาร $X$ หนึ่งหน่วย มวลของสารนั้นเมื่อแสดงในหน่วยดาลตันจะเป็น $m a (X) = A r (X)$ Daโดยที่หน่วยมวลในระดับอะตอมกำหนดไว้เป็น 1 Da = $m u$ = $m a$ ( ¹² C)/12 (มิติM ) หน่วยปริมาณสารในระดับอะตอมที่สอดคล้องกันคือหน่วยย่อย (สัญลักษณ์ ent) ซึ่งกำหนดไว้เป็น 1 ent = $n a$ (มิติN ) ดังนั้น เมื่อ ทราบ $A r (X)$ แล้ว มวลโมลาร์ต่อหน่วยย่อยสามารถแสดงได้เป็นดาลตันเป็น $M (X) = A r (X)$ Da/ ent ดังนั้น มวลโมลของสาร $X$ สามารถคำนวณได้เป็น $M (X) = A r (X) \cdot M u$ โดยที่ค่าคงที่มวลโมล $M u$ เท่ากับ 1 Da/ent ซึ่ง (ในทางปฏิบัติ) เท่ากับ 1 g/mol เนื่องจากโมลถูกกำหนดไว้ในอดีตโดยที่เลขอะโวกาโด (จำนวนหน่วยอะตอมที่ประกอบเป็นหนึ่งโมล) เท่ากับจำนวนดาลตันในหนึ่งกรัม (g/Da) พอดี นั่นหมายความว่า (ในทางปฏิบัติ): 1 mol = (g/Da) ent

ความสัมพันธ์ระหว่างมวลโมลาร์ของคาร์บอน-12 , $M (12C)$ = 12 g/molและมวลอะตอม, $m a (12C)$ = 12 Daสามารถแสดงได้เป็น $M (12C) = m a (12C) \cdot N A$ เมื่อจัดเรียงและแทนค่าที่กำหนดลงในสมการ จะได้นิพจน์ต่อไปนี้สำหรับค่าคงที่ของอะโวกาโด : $N A$ = (g/Da) mol⁻¹ ^{ทำให้}เลขอะโวกาโดเท่ากับจำนวนดาลตันในหนึ่งกรัม และเทียบเท่ากับจำนวนอะตอมใน 12 กรัมของคาร์บอน-12 (ตามนิยามของโมลในปี 1971)

โมลถูกนิยามไว้ในลักษณะที่ว่า ค่าตัวเลขของมวลโมลาร์ของสารในหน่วย g/mol นั่นคือ $M (X)$ / (g/mol)เท่ากับค่าตัวเลขของมวลเฉลี่ยของหนึ่งหน่วย ( อะตอมโมเลกุลหน่วย สูตร ) ในหน่วย Da นั่นคือ $m a (X)$ /Da = $A r (X)$ ดังนั้น $M (X) = A r (X)$ g/molความเท่าเทียมกันนี้แม่นยำก่อนการนิยามโมลใหม่ในปี 2019และปัจจุบันเป็นเพียงค่าประมาณเท่านั้น แต่ก็ยังสามารถสันนิษฐานได้ว่าเท่ากันด้วยความแม่นยำสูง ตัวอย่างเช่น มวลเฉลี่ยของโมเลกุลน้ำอยู่ที่ประมาณ 18.0153 Da และมวลโมลาร์ของน้ำอยู่ที่ประมาณ 18.0153 g/mol สำหรับธาตุเคมีที่ไม่มีโมเลกุลเดี่ยวๆ เช่นคาร์บอนและโลหะมวลโมลาร์จะคำนวณโดยใช้มวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุ ซึ่งโดยปกติจะระบุด้วยน้ำหนักอะตอมมาตรฐานที่แสดงในตารางธาตุตัวอย่างเช่น มวลโมลาร์ของเหล็กมีค่าประมาณ 55.845 กรัม/โมล

การคำนวณ

มวลโมลาร์ของธาตุ

มวลโมลาร์ $M (X)$ ของอะตอมของธาตุ $X$ กำหนดโดยมวลอะตอมสัมพัทธ์ $A r (X)$ ของธาตุคูณด้วยค่าคงที่มวลโมลาร์ M $u ซึ่ง$ (ในทางปฏิบัติ) เท่ากับ 1 กรัม/โมล: $M (X) = A r (X) \cdot M u$ สำหรับตัวอย่างปกติจากโลกที่มีองค์ประกอบไอโซโทปทั่วไป น้ำหนักอะตอมสามารถประมาณได้จากน้ำหนักอะตอมมาตรฐาน^{[ 2 ]}หรือน้ำหนักอะตอมตามธรรมเนียม

{\begin{array}{lll}M({\ce {He}})&=4.002602(2)\times M_{\mathrm {u} }&=4.002602(2){\text{ g/mol}}\\M({\ce {Ne}})&=20.1797(6)\times M_{\mathrm {u} }&=20.1797(6){\text{ g/mol}}\\M({\ce {Fe}})&=55.845(2)\times M_{\mathrm {u} }&=55.845(2){\text{ g/mol}}\\M({\ce {Cu}})&=63.546(3)\times M_{\mathrm {u} }&=63.546(3){\text{ g/mol}}\\M({\ce {Ag}})&=107.8682(2)\times M_{\mathrm {u} }&=107.8682(2){\text{ g/mol}}\end{array}}

การคูณด้วยค่าคงที่มวลโมลาร์ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการคำนวณนั้น ถูกต้อง ตามมิติ : มวลอะตอมสัมพัทธ์และน้ำหนักอะตอมมาตรฐานเป็นปริมาณที่ไม่มีมิติ (กล่าวคือ เป็นเพียงตัวเลข) ในขณะที่มวลโมลาร์มีหน่วย (ในกรณีนี้คือกรัมต่อโมล )

ธาตุบางชนิดมักพบในรูปโมเลกุลเช่นไฮโดรเจน ( H₂ ₎ , ไนโตรเจน (N₂ ₎ , ออกซิเจน (O₂ ₎ , ซัลเฟอร์ ( S₈ ₎ , คลอรีน ( Cl₂ ) มวลโม _ลของโมเลกุลของธาตุเหล่านี้คือ มวลโมลของอะตอมคูณด้วยจำนวนอะตอมในแต่ละโมเลกุล:

{\begin{array}{lll}M({\ce {H2}})&=2\times 1.00794(7)\times M_{\mathrm {u} }&=2.01588(14){\text{ g/mol}}\\M({\ce {N2}})&=2\times 14.0067(2)\times M_{\mathrm {u} }&=28.0134(4){\text{ g/mol}}\\M({\ce {O2}})&=2\times 15.9994(3)\times M_{\mathrm {u} }&=31.9988(6){\text{ g/mol}}\\M({\ce {S8}})&=8\times 32.065(5)\times M_{\mathrm {u} }&=256.52(4){\text{ g/mol}}\\M({\ce {Cl2}})&=2\times 35.453(2)\times M_{\mathrm {u} }&=70.906(4){\text{ g/mol}}\end{array}}

มวลโมลาร์ของสารประกอบ

มวลโมลาร์ $M (X)$ ของสารประกอบ นั้น กำหนดโดยผลรวมของมวลอะตอมสัมพัทธ์ $A r (X i)$ ของธาตุต่างๆ (แต่ละธาตุคูณด้วยจำนวนอะตอม $n i$ ต่อธาตุ) ที่ประกอบเป็นสารประกอบนั้น คูณด้วยค่าคงที่มวลโมลาร์ $M u$ ≈ 1 g/mol :

M({\text{X}})=M_{\text{r}}({\text{X}})\cdot M_{\text{u}}=M_{\text{u}}\sum _{i}n_{i}A_{\text{r}}({\text{X}}_{i}).

ในที่นี้ $M r (X)$ คือมวลโมลาร์สัมพัทธ์ หรือที่เรียกว่าน้ำหนักโมเลกุลหรือน้ำหนักสูตร สำหรับตัวอย่างทั่วไปจากโลกที่มีองค์ประกอบไอโซโทปทั่วไป สามารถใช้ น้ำหนักอะตอมมาตรฐานหรือน้ำหนักอะตอมตามธรรมเนียมเป็นค่าประมาณของมวลอะตอมสัมพัทธ์ของตัวอย่างได้ ตัวอย่างเช่น:

{\begin{array}{lll}M({\ce {NaCl}})&=[22.98976928(2)+35.453(2)]\times M_{\text{u}}\\&=58.443(2){\text{ g/mol}}\\M({\ce {C12H22O11}})&=[12\times 12.0107(8)+22\times 1.00794(7)+11\times 15.9994(3)]\times M_{\text{u}}\\&=342.297(14){\text{ g/mol}}\end{array}}

มวลโมลเฉลี่ยของสารผสม

มวลโมลาร์เฉลี่ยสามารถกำหนดได้สำหรับสารผสม^{[ 1 ]}สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์ซึ่งโดยปกติแล้วจะมีการกระจายมวลโมลาร์ของพอลิเมอร์ที่ไม่สม่ำเสมอ ทำให้โมเลกุลพอลิเมอร์ที่แตกต่างกันมีจำนวนหน่วยโมโนเมอร์ ที่แตกต่างกัน ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}มวลโมลาร์เฉลี่ยของสารผสมสามารถคำนวณได้จากเศษส่วนโมล $x$ $i$ ของส่วนประกอบและมวลโมลาร์ $M$ $i$ ของส่วนประกอบเหล่านั้น : ${\overline {M}}$ ${\overline {M}}=\sum _{i}x_{i}M_{i}.$

นอกจากนี้ยังสามารถคำนวณได้จากสัดส่วนมวล $w i$ ของส่วนประกอบต่างๆ: ${\frac {1}{\overline {M}}}=\sum _{i}{\frac {w_{i}}{M_{i}}}.$

ตัวอย่างเช่น มวลโมลาร์เฉลี่ยของอากาศแห้งคือ 28.9647 กรัม/โมล^{[ 5 ]}

ปริมาณที่เกี่ยวข้อง

มวลโมลาร์มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับน้ำหนักโมเลกุล (MW) (สำหรับสารประกอบโมเลกุล) และน้ำหนักสูตร (FW) (สำหรับสารประกอบที่ไม่ใช่โมเลกุล) ซึ่งเป็นคำเก่าสำหรับสิ่งที่ปัจจุบันเรียกว่ามวลโมลาร์สัมพัทธ์ ( $M r$ ) อย่างถูกต้องมากขึ้น ^{[ 6 ]}ซึ่ง เป็นปริมาณ ที่ไม่มีมิติ (กล่าวคือ เป็นตัวเลขบริสุทธิ์ที่ไม่มีหน่วย) เท่ากับมวลโมลาร์หารด้วยค่าคงที่มวลโมลาร์ซึ่งคำนวณจากน้ำหนักอะตอมมาตรฐานของธาตุที่เป็นส่วนประกอบ อย่างไรก็ตาม ควรแยกแยะออกจากมวลโมเลกุล (ซึ่ง บางครั้ง ก็เรียกอย่างสับสนว่าน้ำหนักโมเลกุล) ซึ่งเป็นมวลของ โมเลกุล หนึ่งโมเลกุล (ของ องค์ประกอบไอโซโทป เดี่ยว ใดๆ ) และมวลอะตอมซึ่งเป็นมวลของ อะตอม หนึ่งอะตอม (ของ ไอโซโทป เดี่ยว ใดๆ ) ดาลตันสัญลักษณ์ Da บางครั้งก็ใช้เป็นหน่วยของน้ำหนักโมเลกุลและน้ำหนักสูตร (ปัจจุบันเรียกว่ามวลโมลาร์สัมพัทธ์) โดยเฉพาะในชีวเคมีแม้ว่าปริมาณเหล่านี้จะไม่มีมิติเนื่องจากเป็นมวลสัมพัทธ์

คำศัพท์ที่ล้าสมัยสำหรับมวลโมลาร์ ได้แก่มวลอะตอมกรัมสำหรับมวลในหน่วยกรัมของอะตอมหนึ่งโมลของธาตุ และมวลโมเลกุลกรัมสำหรับมวลในหน่วยกรัมของโมเลกุลหนึ่งโมลของสารประกอบกรัมอะตอมเป็นคำเดิมที่ใช้เรียกอะตอมหนึ่งโมล และกรัมโมเลกุลใช้เรียกโมเลกุลหนึ่งโมล^{[ 7 ]}

มวลโมเลกุล

มวลโมเลกุล ( $m$ ) คือมวลของโมเลกุลที่กำหนด โดยปกติจะวัดเป็นดาลตัน (Da หรือ u) ^{[ 7 ]}โมเลกุลที่แตกต่างกันของสารประกอบเดียวกันอาจมีมวลโมเลกุลต่างกันเนื่องจากมีไอโซโทปของธาตุที่แตกต่างกัน นี่เป็นสิ่งที่แตกต่างแต่เกี่ยวข้องกับมวลโมลาร์ ซึ่งเป็นการวัดมวลโมเลกุลเฉลี่ยของโมเลกุลทั้งหมดในตัวอย่าง และโดยปกติจะเป็นการวัดที่เหมาะสมกว่าเมื่อต้องจัดการกับปริมาณมหภาค (ที่ชั่งน้ำหนักได้) ของสาร

มวลโมเลกุลคำนวณจากมวลอะตอมของแต่ละนิวไคลด์ในขณะที่มวลโมลาร์คำนวณจากน้ำหนักอะตอมมาตรฐาน^{[ 8 ]}ของแต่ละธาตุน้ำหนักอะตอมมาตรฐานจะคำนึงถึงการกระจายตัวของไอโซโทปของธาตุในตัวอย่างที่กำหนด (โดยปกติจะถือว่าเป็น "ปกติ") ตัวอย่างเช่นน้ำมีมวลโมลาร์เท่ากับ18.0153(3) กรัม/โมลแต่โมเลกุลน้ำแต่ละโมเลกุลมีมวลโมเลกุลซึ่งอยู่ในช่วงระหว่าง18.010 564 6863 (15) Da ( ¹ H ₂¹⁶ O ) และ22.027 7364 (9) ดา ( ² H ₂¹⁸ O ).

ความแตกต่างระหว่างมวลโมลาร์และมวลโมเลกุลมีความสำคัญเนื่องจากมวลโมเลกุลสัมพัทธ์สามารถวัดได้โดยตรงด้วยสเปกโทรเมตรีมวลซึ่งมักมีความแม่นยำเพียงไม่กี่ส่วนต่อล้านส่วน ซึ่งมีความแม่นยำเพียงพอที่จะกำหนด สูตรเคมีของโมเลกุลได้โดยตรง^{[ 9 ]}

การใช้งานการสังเคราะห์ DNA

คำว่า"น้ำหนักสูตร"มีความหมายเฉพาะเมื่อใช้ในบริบทของการสังเคราะห์ DNA กล่าวคือ ในขณะที่ นิวคลี โอเบสฟอสโฟราไมไดต์แต่ละตัวที่จะถูกเพิ่มเข้าไปในพอลิเมอร์ DNA มีหมู่ป้องกันและมีน้ำหนักโมเลกุลที่ระบุรวมถึงหมู่ป้องกันเหล่านั้นแล้ว ปริมาณน้ำหนักโมเลกุลที่นิวคลีโอเบสนี้ถูกเพิ่มเข้าไปในพอลิเมอร์ DNA ในท้ายที่สุดนั้นเรียกว่า " น้ำหนักสูตร" ของนิวคลีโอเบส (กล่าวคือ น้ำหนักโมเลกุลของนิวคลีโอเบสนี้ภายในพอลิเมอร์ DNA ลบด้วยหมู่ป้องกัน)

ความแม่นยำและความไม่แน่นอน

ความแม่นยำในการทราบมวลโมลาร์ขึ้นอยู่กับความแม่นยำของมวลอะตอมที่ใช้ในการคำนวณ (และขึ้นอยู่กับค่าคงที่ของมวลโมลาร์ เพียงเล็กน้อย ซึ่งขึ้นอยู่กับค่าที่วัดได้ของดาลตัน ) มวลอะตอมส่วนใหญ่ทราบด้วยความแม่นยำอย่างน้อยหนึ่งส่วนในหมื่นส่วน ซึ่งมักจะดีกว่ามาก^{[ 2 ]} (มวลอะตอมของลิเธียมเป็นข้อยกเว้นที่น่าสังเกตและร้ายแรง^{[ 10 ]} ) ซึ่งเพียงพอสำหรับการใช้งานปกติเกือบทั้งหมดในวิชาเคมี: มีความแม่นยำมากกว่าการวิเคราะห์ทางเคมี ส่วนใหญ่ และมีความบริสุทธิ์มากกว่าสารเคมีในห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่

ความแม่นยำของมวลอะตอม และด้วยเหตุนี้ มวลโมลาร์ จึงถูกจำกัดด้วยความรู้เกี่ยวกับการกระจายตัวของไอโซโทปของธาตุ หากต้องการค่ามวลโมลาร์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น จำเป็นต้องกำหนดการกระจายตัวของไอโซโทปของตัวอย่างที่ต้องการ ซึ่งอาจแตกต่างจากการกระจายตัวมาตรฐานที่ใช้ในการคำนวณมวลอะตอมมาตรฐาน การกระจายตัวของไอโซโทปของธาตุต่างๆ ในตัวอย่างไม่จำเป็นต้องเป็นอิสระต่อกัน ตัวอย่างเช่น ตัวอย่างที่ผ่านการกลั่นจะมีไอโซโทปที่เบากว่าของธาตุทั้งหมดเพิ่มมากขึ้น ซึ่งทำให้การคำนวณ ความไม่แน่นอนมาตรฐานในมวลโมลาร์ ซับซ้อนขึ้น

ธรรมเนียมปฏิบัติที่เป็นประโยชน์สำหรับงานในห้องปฏิบัติการทั่วไปคือการระบุค่ามวลโมลาร์เป็นทศนิยมสองตำแหน่งสำหรับการคำนวณทั้งหมด ซึ่งมีความแม่นยำมากกว่าที่จำเป็นโดยทั่วไป แต่ช่วยหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดจากการปัดเศษระหว่างการคำนวณ เมื่อมวลโมลาร์มากกว่า 1000 กรัม/โมล การใช้ทศนิยมมากกว่าหนึ่งตำแหน่งนั้นไม่เหมาะสม ธรรมเนียมเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในค่ามวลโมลาร์ที่แสดงในตารางส่วนใหญ่^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}

การวัด

โดยทั่วไปแล้วมวลโมลาร์จะไม่ถูกวัดโดยตรง แต่จะคำนวณจากมวลอะตอมมาตรฐาน และมักระบุไว้ในแคตตาล็อกสารเคมีและเอกสารข้อมูลความปลอดภัย (SDS) มวลโมลาร์โดยทั่วไปจะมีค่าอยู่ระหว่าง:

1–238 กรัม/โมล สำหรับอะตอมของธาตุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ

10–1000 กรัม/โมลสำหรับสารประกอบเคมีอย่างง่าย

1,000–5,000,000 กรัม /โมลสำหรับพอลิเมอร์โปรตีนชิ้นส่วนดีเอ็นเอเป็นต้น

แม้ว่าในทางปฏิบัติ มวลโมลาร์มักจะคำนวณจากน้ำหนักอะตอม แต่ในบางกรณีก็สามารถวัดได้เช่นกัน การวัดดังกล่าวมีความแม่นยำน้อยกว่า การวัดน้ำหนักอะตอมและมวลโมเลกุล ด้วยเครื่องสเปกโทรเมตรีมวล สมัยใหม่ และส่วนใหญ่มีคุณค่าทางประวัติศาสตร์เท่านั้น กระบวนการทั้งหมดอาศัยสมบัติคอลลิเกทีฟและต้องคำนึงถึง การแตกตัว ของสารประกอบด้วย

ความหนาแน่นของไอ

การวัดมวลโมลาร์โดยใช้ความหนาแน่นไออาศัยหลักการที่อเมเดโอ อโวกาโด ได้กล่าวไว้เป็นครั้งแรก ว่า ก๊าซที่มีปริมาตรเท่ากันภายใต้สภาวะเดียวกันจะมีจำนวนอนุภาคเท่ากัน หลักการนี้รวมอยู่ในสมการก๊าซอุดมคติแล้ว :

pV=nRT,

โดยที่ $n$ คือปริมาณของสารความหนาแน่นของไอ ( $ρ$ ) กำหนดโดย

\rho ={{nM} \over {V}}.

เมื่อรวมสมการทั้งสองเข้าด้วยกัน จะได้นิพจน์สำหรับมวลโมลาร์ในรูปของความหนาแน่นไอภายใต้สภาวะความดันและอุณหภูมิ ที่ทราบค่า :

M={{RT\rho } \over {p}}.

การลดจุดเยือกแข็ง

จุดเยือกแข็งของสารละลายจะต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของตัวทำละลาย บริสุทธิ์และการลดลงของจุดเยือกแข็ง ( $ΔT$ $)$ จะแปรผันตรงกับความเข้มข้นของสารละลายเจือจาง เมื่อแสดงองค์ประกอบเป็นโมลัลลิตี้ค่าคงที่สัดส่วนจะเรียกว่าค่าคงที่ไครโอสโคปิก ( $Kf$ $)$ และเป็นค่าเฉพาะสำหรับตัวทำละลายแต่ละชนิด ถ้า $w$ แทนเศษส่วนมวลของตัวถูกละลายในสารละลาย และสมมติว่าไม่มีการแตกตัวของตัวถูกละลาย มวลโมลาร์จะกำหนดโดย

M={{wK_{\text{f}}} \over {\Delta T}}.\

การเพิ่มจุดเดือด

จุดเดือดของสารละลายของตัว ถูกละลายที่ไม่ระเหย จะสูงกว่าจุดเดือดของตัวทำละลาย บริสุทธิ์ และการเพิ่มขึ้น ของจุดเดือด ( $ΔT$ $)$ จะแปรผันตรงกับความเข้มข้นของสารละลายเจือจาง เมื่อแสดงองค์ประกอบเป็นโมลัลลิตี้ค่าคงที่สัดส่วนเรียกว่าค่าคงที่อีบูลลิโอสโคปิก ( $Kb$ ) และเป็นค่าเฉพาะสำหรับตัวทำละลายแต่ละชนิด ถ้า $w$ แทนเศษส่วนมวล ของตัว $ถูก$ ละลายในสารละลาย และสมมติว่าไม่มีการแตกตัวของตัวถูกละลาย มวลโมลาร์จะกำหนดโดย

M={{wK_{\text{b}}} \over {\Delta T}}.\

ดูเพิ่มเติม

แผนภาพโมล (เคมี)

ลิงก์ภายนอก

เครื่องคำนวณน้ำหนักโมเลกุลคำนวณน้ำหนักโมเลกุล (มวลโมลาร์) จากสูตรเคมี
เครื่องคำนวณมวลโมลาร์ออนไลน์พร้อมแสดงค่าความคลาดเคลื่อนของMและการคำนวณทั้งหมด
เครื่องคำนวณมวลโมลาร์ออนไลน์ เครื่องคำนวณมวลโมลาร์และองค์ประกอบทางเคมี
โปรแกรมเสริมคำนวณสัดส่วนทางเคมีสำหรับ Microsoft Excel (เก็บถาวรเมื่อวันที่ 11 พฤษภาคม 2011 ในWayback Machine)ใช้สำหรับคำนวณน้ำหนักโมเลกุล สัมประสิทธิ์ปฏิกิริยา และสัดส่วนทางเคมี รวมถึงน้ำหนักอะตอมเฉลี่ยและน้ำหนักไอโซโทปด้วย
มวลโมลา ร์: วิชาเคมีระดับสอง

[ 1

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

มวลโมลาร์
แผนภาพเปรียบเทียบ จำนวน โมลและมวลโมลาร์ของ ตัวอย่าง เหล็กและทองคำที่มีมวล เท่ากัน
สัญลักษณ์ทั่วไป	$เอ็ม$
หน่วย SI	กก. / โมล
หน่วยอื่นๆ	กรัม / โมล
มิติ	เอ็มเอ็น⁻¹