Калькулятор точной массы — это точный вычислительный инструмент, используемый в химии и молекулярном анализе для определения точной массы молекулы исключительно на основе наиболее распространенных изотопов каждого элемента, который она содержит. Это отличается от молекулярной массы, которая использует средние атомные массы. Точная масса особенно важна в таких областях, как масс-спектрометрия, где тонкие различия между похожими соединениями имеют важное значение для точной идентификации.
Этот инструмент помогает исследователям, студентам и лаборантам проверять молекулярные формулы и сопоставлять наблюдаемые пики в масс-спектре с расчетными массами с точностью до нескольких десятичных знаков, часто в диапазоне частей на миллион (ppm).
Формула точного калькулятора массы
Точная масса = Σ (Число атомовᵢ × Изотопная массаᵢ)
Где:
- Точная масса это общая рассчитанная масса с использованием наиболее распространенных изотопов
- Число атомовᵢ сколько атомов каждого элемента содержится в формуле
- Изотопная массаᵢ это масса наиболее распространенного изотопа каждого элемента (не средний атомный вес)
Общие изотопные массы для справки:
| Элемент | Изотоп | Изотопная масса (u) |
|---|---|---|
| H | ¹Ч | 1.007825 |
| C | ¹²С | 12.000000 |
| N | ¹⁴Н | 14.003074 |
| O | ¹⁶О | 15.994915 |
| S | ³²С | 31.972071 |
| Cl | ³⁵Cl | 34.968853 |
Использование этого подхода позволяет избежать ошибок округления, возникающих при расчетах средней массы, и обеспечивает точность, необходимую в аналитической химии.
Полезная справочная таблица
В этой таблице приведены предварительно рассчитанные точные массы простых органических молекул для экономии времени:
| Молекулярная формула | Имя | Точная масса (u) |
|---|---|---|
| H₂O | Вода | 18.010565 |
| CO₂ | Углекислый газ | 43.989830 |
| CH₄ | Метан | 16.031300 |
| C₂H₆ | Этан | 30.046950 |
| С₆Н₆ | Бензол | 78.046950 |
| С₆H₁₂O₆ | Глюкоза | 180.063390 |
Это позволяет проводить быстрые сравнения при анализе неизвестных соединений в спектроскопии.
Пример точного калькулятора массы
Давайте посчитаем точную массу C₂H₆O (этанол):
- Углерод (C): 2 атома × 12.000000 u = 24.000000
- Водород (H): 6 атомов × 1.007825 u = 6.046950
- Кислород (O): 1 атом × 15.994915 u = 15.994915
Точная масса = 24.000000 + 6.046950 + 15.994915 = 46.041865 а.е.м.
Этот результат позволяет проводить точное сравнение масс в лабораторных отчетах или проводить программную молекулярную идентификацию.
Наиболее распространенные часто задаваемые вопросы
Молекулярный вес использует средние атомные массы и отражает типичный образец атомов, в то время как точная масса использует массу наиболее распространенного изотопа, что необходимо для прецизионного анализа.
Используйте точную массу при анализе соединений с помощью масс-спектрометрии высокого разрешения, идентификации фрагментов и химической дактилоскопии.
Да, изотопная масса постоянна для каждого стабильного изотопа и не меняется. Однако элементы с несколькими стабильными изотопами (например, хлор) будут иметь разные точные массы в зависимости от того, какой изотоп присутствует.