มวลเทียบกับมวลกราม
เรารู้เรื่องมวลแม้ว่าเรามักใช้แนวคิดเรื่องน้ำหนักแทนมวลในชีวิตประจำวัน น้ำหนักของบุคคลเป็นผลคูณของมวลของร่างกายและแรงโน้มถ่วงของโลก เนื่องจากเอฟเฟกต์แรงโน้มถ่วงนี้เหมือนกันทั่วโลก จึงสะดวกกว่าที่จะพูดในแง่ของน้ำหนัก แต่เมื่อเรากำลังพูดถึงวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่า เช่น โมเลกุลและอะตอมของสสาร จะใช้แนวคิดเรื่องมวลโมเลกุลและมวลโมลาร์ มีความแตกต่างในมวลและมวลโมลาร์ของสารที่จะชัดเจนหลังจากอ่านบทความนี้
ในทางทฤษฎี มวลของสารคือมวลสัมพัทธ์ตามที่มันแสดงในรูปของมวลของอะตอมคาร์บอนที่ถูกนำมาเป็น 12อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ มวลโมเลกุลของสารจะเท่ากับผลรวมของมวลอะตอมของอะตอมที่เป็นส่วนประกอบของโมเลกุล ตัวอย่างเช่น หากเราต้องคำนวณมวลโมเลกุลของคาร์บอนมอนอกไซด์ เราต้องบวกมวลอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจนเข้าด้วยกัน เนื่องจากมวลอะตอมของคาร์บอนเท่ากับ 12 และออกซิเจนเท่ากับ 16 มวลโมเลกุลของคาร์บอนมอนอกไซด์จะเท่ากับ 12+16=28 ในทำนองเดียวกัน ถ้าสารเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ เรารู้ว่ามีออกซิเจนอยู่ 2 อะตอม ดังนั้นมวลโมเลกุลของ CO2 จะคำนวณได้ดังนี้ 12+ 16×2=44
มวลโมเลกุลเป็นตัวเลขไร้มิติ
มวลเป็นกรัมของสารหนึ่งโมลเรียกว่ามวลโมลาร์ สารต่างกันมีมวลโมลาร์ต่างกัน และนั่นเป็นเพราะอะตอมของธาตุต่างกันมีจำนวนอิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอนต่างกัน สารหนึ่งโมลประกอบด้วยอะตอมของสารนั้น 6.022 x 1023 นี้เรียกอีกอย่างว่าหมายเลขของ Avogadro มวลโมลาร์ของคาร์บอนเท่ากับ 12011g ขณะที่แมกนีเซียมคือ 24.3050g.
แต่เมื่อพูดถึงมวลโมลาร์ของสารประกอบ ขั้นตอนแรกคือการคำนวณมวลโมเลกุลของมัน ซึ่งเป็นผลรวมของมวลอะตอมของธาตุที่เป็นส่วนประกอบ เรามาดูตัวอย่างน้ำกัน
มวลโมเลกุลของน้ำ=2 x 1.00794 (มวลอะตอมของไฮโดรเจน) + 15.9994 (มวลอะตอมของออกซิเจน)=18.0153
มวลโมลของสารประกอบโมเลกุล=มวลโมเลกุลเป็นกรัม/ สารประกอบ 1 โมล
ดังนั้นมวลโมเลกุลของน้ำ=18.0153/ H2O 1 โมล
ความแตกต่างระหว่างมวลกับมวลกราม
• มวลหรือมวลโมเลกุลของสารคือมวลของสารหนึ่งโมเลกุลและเป็นผลรวมของมวลอะตอมของธาตุที่เป็นส่วนประกอบ
• มวลโมเลกุลคือมวลเป็นกรัมของสารหนึ่งโมล ซึ่งเป็นจำนวนอะตอมในหนึ่งโมลของสาร เป็นตัวเลขคงที่ที่เรียกว่าเลขอาโวกาโดร
• ในขณะที่มวลโมเลกุลเป็นจำนวนไร้มิติที่แสดงเทียบกับมวลของอะตอมคาร์บอน มวลโมลาร์จะแสดงเป็นกรัม
• หลายคนคิดว่าทั้งสองเทอมเหมือนกัน แต่ในทางปฏิบัติ มวลเฉลี่ยไม่เท่ากับมวลของโมเลกุลเดี่ยว
• เมื่อพิจารณาโมเลกุลขนาดเล็ก ความแตกต่างจะเล็กและทั้งสองจะเท่ากันโดยประมาณ