第二節 摩爾質量

某物質的摩爾質量 (molar mass,符號為 \(M\)),指的是 \(1 \text{ mol}\) 該物質的質量,單位是 \(\text{g mol}^{−1}\)。\(1 \text{ mol}\) 那麼,物質的質量究竟是多少呢?

摩爾的定義告訴我們:\(1 \text{ mol}\) 任何純物質 (或物種) 所含化學式單位的數目,與 \(12.0 \text{ g}\) 碳–12 所含的原子數目相等。將此定義套用於碳–12,我們可得到:\(1 \text{ mol}\) 碳–12 所含的原子數目與 \(12.0 \text{ g}\) 碳–12 所含的原子數目相等,即 \(1 \text{ mol}\) 碳–12 的質量是 \(12.0 \text{ g}\)。

由於碳–12 的相對原子質量是 \(12.00\),因此,碳–12 的摩爾質量和相對原子質量,在數值上,是相等的。

因為相對原子質量和摩爾都是以碳–12 原子為基準的,所以,任何純物質的摩爾質量 (以 \(\text{g mol}^{−1}\) 為單位),在數值上等於它的相對原子質量 (或相對分子質量或式量)

因此,計算物質的摩爾質量,只需要遵循以下簡單步驟即可:

  1. 根據化學式,計算出該物質的相對原子質量 (或相對分子質量或式量)。
  2. 在所得的數值後面加上單位 \(\text{g mol}^{−1}\) 。
例題

計算下列各物質的摩爾質量。

  1. 鐵 (\(\ce{Fe}\))
  2. 乙二酸 (\(\ce{C2H2O4}\))
  3. 五水合硫酸銅(II) (\(\ce{CuSO4.5H2O}\))

題解:

\((1) \; A_r(\ce{Fe}) = 55.8\),

\(\therefore\) 鐵的摩爾質量是 \(55.8 \text{ g mol}^{−1}\)。


\(\begin{align} (2) \; M_r(\ce{C2H2O4}) & = 2 \times A_r(\ce{C}) + 2 \times A_r(\ce{H}) + 4 \times A_r(\ce{O})\\ & = 2 \times 12.0 + 2 \times 1.0 + 4 \times 16.0 \\ & = 90.0 \end{align}\)

\(\therefore\) 乙二酸的摩爾質量是 \(90.0 \text{ g mol}^{−1}\)。


\(\begin{align} (3) \; & \; M_r(\ce{CuSO4.5H2O}) \\ = & \;A_r(\ce{Cu}) + A_r(\ce{S}) + 4 \times A_r(\ce{O}) + 5 \times (2 \times A_r(\ce{H}) + A_r(\ce{O}))\\ = & \; 63.5 + 32.1 + 4 \times 16.0 + 5 \times (2 \times 1.0 + 16.0)\\ = & \;249.6 \end{align}\)

\(\therefore\) 五水合硫酸銅(II)的摩爾質量是 \(249.6 \text{ g mol}^{−1}\)。

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