莫耳質量 Molar Mass（上）

化學原理啟迪23

1.           化學「化合物」是許多「原子」組合起來的東西。例如，「甲烷」（自然瓦斯的主要成分）由無數的「分子」組成，每個「分子」又包含1個「碳」原子和4個「氫」原子。

2.           我們如何計算1莫耳mole「甲烷」的「質量」呢？這句話的意思是，6.022×10 23次方個「甲烷」分子的「質量」是多少呢？

3.           因為每個「甲烷」分子，包含1個「碳」原子和4個「氫」原子，所以，1莫耳的「甲烷」分子，包含1莫耳的「碳」原子和4莫耳的「氫」原子。

4.           所以1莫耳「甲烷」分子，可由「碳」原子與「氫」原子的質量相加而獲得：

1莫耳「碳」的質量=12.011g

4莫耳「氫」的質量=4×1.008g

1莫耳「甲烷」的質量=16.043g

5.           【範例】乙酸異戊酯（C7H14O2），這個化合物是香蕉氣味的來源，可以商業化地生產製造。有趣的是，蜜蜂在螫東西的時候，也會釋放大約1μg(1×10 -6次方g)的「乙酸異戊酯」，好吸引其他的蜜蜂加入這場攻擊。一般蜜蜂叮螫一次（1μg），會釋放多少個「乙酸異戊酯」分子？其中又包含多少個碳原子呢？

(1) 【解決方法】我們已經知道蜜蜂叮一次釋放的「乙酸異戊酯」質量，想要知道分子的數量，這就必須先計算「乙酸異戊酯」的莫耳質量。

乙酸異戊酯的化學式：C7H14O2

代表1mol的「乙酸異戊酯」有7mole C碳、14mol H氫、2mol O氧

7mol C碳 × 12.011g/mol ＝ 84.077g的碳

14mol H氫 × 1.0079g/mol＝ 14.111g的氫

2mol O氧 × 15.999g/mol＝ 31.998g的氧

1莫耳的乙酸異戊酯（C7H14O2）質量＝130.186g

所以，1莫耳的乙酸異戊酯（含有6.022×10 23次方個分子）質量是130.186g。

(2) 為了計算出蜜蜂叮一次釋放的分子數量，我們必須先確定在1×10 -6次方g中，含有幾莫耳的「乙酸異戊酯C2H14O2」？

1×10 -6g C2H14O2 × (1mol C2H14O2/130.186g C2H14O2)

=8 ×10 -9次方 莫耳 C2H14O2

(3) 因為1莫耳是6.022 × 10 23次方個原子或分子，我們用這個數據可以判斷蜜蜂叮一次釋放的「乙酸異戊酯C2H14O2」分子數：

(8 ×10 -9次方)mol C2H14O2 × (6.022 ×10 23次方)個分子/1莫耳C2H14O2

＝5× 10 15次方個分子

(4) 蜜蜂叮一次釋放的「乙酸異戊酯C2H14O2」，裡面有多少碳原子？我們必須把「乙酸異戊酯」的分子數乘7，因為每個「乙酸異戊酯」分子中，含有7個碳原子：

（5 × 10 15次方）個分子 × 7 碳原子/分子 ＝ （4×10 16次方） 碳原子

注：進行計算的時候，通常會寫出精確的數值，但是這裡的每一步，我們取四捨五入後的整數。如果小數點後的數值都列入計算的話，最後的答案取整數應該是3×10 16次方。(摘錄Steven S. Zumdahl 的《化學原理Chemical Principles》)