摩爾質量（英文名：molar 質量）是單位物質的量（每摩爾）的物質所具有的質量，符號為M，常用單位是克每摩爾g·mol-1，國際制單位為千克每摩爾千克mol-1。摩爾質量以g/mol為單位時，在數(shù)值上等于相對質量（相對原子質量或相對分子質量），但摩爾質量是有量綱的，而相對質量是無量綱數(shù)。
19世紀德國物理化學家威廉·奧斯特瓦爾德（W.Ostwald）首次提出“摩爾”這一概念。1961年，IUPAC正式通過用12C作為標準，把它的原子量定為12，并以此為出發(fā)點，給出了其他原子“相對原子質量”的數(shù)值。1971年，國際度量衡總會（CGPM）正式引入了SI基本單位摩爾（mol），定義摩爾為物質的量的單位，采用1mol原子、分子或者離子的數(shù)量等于0.012kg的12C中的原子數(shù)。而表示單位物質的量的質量，稱為摩爾質量。
摩爾質量在計量、分析化學、工業(yè)生產(chǎn)、生物醫(yī)學等領域都有至關重要的作用。計量化學中，通過摩爾質量可以計算物質的質量、數(shù)和體積之間的關系，同時知道反應物和產(chǎn)物的質量，可以根據(jù)化學方程式計算出反應物和產(chǎn)物之間的摩爾比例，指導實驗進行；分析化學中可以使用摩爾質量來確定分子的；在工業(yè)生產(chǎn)領域，可以根據(jù)高分子添加劑的摩爾質量對各性能的影響，控制產(chǎn)品質量和優(yōu)化生產(chǎn)過程；在生物醫(yī)學領域中，通過控制蛋白質等生物大分子的摩爾質量，進而控制和優(yōu)化藥效和生物可利用性，指導合成和制備生物材料。
定義
有關物質的量的計算使用摩爾質量的概念，質量是一種而不是一種單位制，它的定義是單位物質的量（每摩爾）的物質所具有的質量，即以質量除以物質的量，通常以符號M表示，常用單位是克每摩爾（g·mol-1），國際制單位為千克每摩爾（mol-1），定義公式為：
其中m是物質的質量，單位g或者kg，n是物質的量，單位摩爾。
摩爾，符號，是物質的量的國際單位制單位，而不是質量單位，一摩爾恰好包含6.02214076×1023個原子或分子。這個數(shù)是阿伏伽德羅NA的固定數(shù)值，用單位mol?1表示，稱為阿伏伽德羅數(shù)。把這個關系顛倒過來，就得到了一用常數(shù)NA表示的精確表達式：
摩爾（mol）的國際單位定義中，1mol原子、分子或者離子的數(shù)量等于0.012kg的12C中的原子數(shù)。12C的摩爾質量M(12C)固定為0.012kg/摩爾，但根據(jù)2019年SI最新的定義，M(12C)不再是精確的0.012kg/mol，必須通過實驗來確定，0.012kg/mol具有4.5×10?10的相對標準不確定度。
簡史
1792年，當時德國數(shù)學家兼化學家里希特（J.B.Richter，1762－1807年）引入了“化學計量學"的原理，將化學反應或化學反應過程解釋為原子和分子之間的聯(lián)系，就產(chǎn)生了今天所稱的“摩爾”和“阿伏伽德羅常數(shù)”的概念，包括“元素的原子彼此之間并無差異，它們必須具有一定的原子質量和體積”的概念和阿伏伽德羅定律。德國物理化學家威廉·奧斯特瓦爾德（W.Ostwald，1853－1932年）在1893年《物理化學測量手冊和輔助書》中寫道：“讓我們將以克為單位的重量，在數(shù)值上與指定物質的分子量相同，稱為1摩爾”。首次提出“摩爾”概念。1905年，阿爾伯特·愛因斯坦（A.Einstein，1879－1955年）推導出了第一個阿伏伽德羅數(shù)值。之后，科學界就形成了對摩爾的兩種不同認知。
德國化學家斯蒂爾（U.Stille，1910－1976年）第一次使用一個概念中的兩個含義來處理“摩爾”一詞：一方面“摩爾”被當作一個化學質量單位，將相對原子質量（Ar）與單位克（g）聯(lián)系起來：1摩爾Ar·g；另一方面，摩爾被視為“摩爾數(shù)”，符號為n，是一個粒子數(shù)，無量綱。1959年，在慕尼黑召開的國際純粹與應用化學聯(lián)合會（IUPAC）上決定采用德國著名質譜學家馬陶赫（J.Mattauch，1895－1976年）的建議，以碳同位素12C的相對原子質量12.0000為基準，并提交國際純粹與應用物理聯(lián)合會（IUPAP）考慮。1960年，IUPAP接受這一建議。1961年，IUPAC正式通過新標準，決定改用12C作為標準，把它的原子量定為12，并以此為出發(fā)點，給出了其他原子“相對原子質量”的數(shù)值。1971年，“摩爾”在第十四屆國際計量大會上被納入SI單位系統(tǒng)，正式確定“物質的量”（符號n）為第七個基本量，“摩爾”（符號mol）為物質的量的單位，采用0.012kg的12C中的原子數(shù)等于1mol原子、分子或者離子的數(shù)量。而表征單位物質的量的質量，稱為摩爾質量M。
相關計算
一般定義計算
物質摩爾質量根據(jù)定義計算公式如下：
其中，M為化合物的摩爾質量，單位為g·mol?1；m為化合物質量，單位為g；n為化合物物質的量，單位為mol。此公式可以用來計算任何物質的摩爾質量。
氣體摩爾質量計算
對氣體而言，可從理想氣態(tài)狀態(tài)方程轉化，得出摩爾質量的公式如下：
其中，R是理想氣體常數(shù)8.31J·K?1·mol?1；T是，單位為K；P是氣壓，單位為Pa；V是氣體體積，單位為m3；ρ是氣體密度千克m?3。
其他計算
測定
盡管在實踐中通常是根據(jù)原子質量計算摩爾質量，但在某些情況下摩爾質量也可以進行測量。然而，與現(xiàn)代質譜測量的原子質量和分子質量相比，這種測量的精確度要低得多。
酸堿滴定法
酸堿滴定法可以測定有機酸的摩爾質量。大部分有機酸都是固定弱酸，如果多元有機酸能溶于水，且它的逐級解離常數(shù)均符合準確滴定的要求，Ka10-8，則可以在水溶液中用堿標準溶液準確滴定有機酸中的氫，測得其含量。可稱取一定量的試樣，溶于水后用氫氧化鈉標準溶液滴定。滴定產(chǎn)物是弱堿，選用phenolphthalein作為指示劑，滴定至微紅色為終點。根據(jù)NaOH標準溶液濃度，滴定時消耗的體積及有機酸的元數(shù)，即可計算有機酸的含量及有機酸的摩爾質量。有機酸HaA和NaOH反應方程式為：
推導出有機酸的摩爾質量為：
式中，n是滴定反應的化學計量數(shù)比，n值需為已知；cNaOH為NaOH標準液的濃度，摩爾L-1；VNaOH為滴定所消耗NaOH標準液的體積，ml；為稱取有機酸的質量，g。
凝固點降低法
凝固點降低法可以測定溶質的摩爾質量。該測定方法是基于稀溶液凝固點相對于純溶劑的凝固點降低值與溶液的質量摩爾濃度成正比這一原理。
式中，ΔTf為凝固點降低值，K；Kf為凝固點降低常數(shù)，K·kg·mol-1；XB為溶液質量摩爾濃度，摩爾/kg。
溶液的質量摩爾濃度可以用溶質的摩爾質量表示，于是可以得到摩爾質量的計算式：
式中：MB為溶質的摩爾質量；mA、mB分別為溶劑和溶質的質量；ΔTf為凝固點降低值。
應用
在化學領域中，摩爾質量在化學計量和化學方程式平衡的計算中非常重要。它可以用來計算物質的質量、摩爾數(shù)和體積之間的關系，并且可以被用作計算摩爾比、摩爾濃度和摩爾百分比等化學計算中的重要參數(shù)。知道了反應物和產(chǎn)物的質量，可以根據(jù)它們的化學方程式計算出它們之間的摩爾比例，以便在實驗室中進行反應。在分析化學中，摩爾質量可以用來確定分子的化學式。如果已知分子的質量和元素組成，可以計算出分子中每個原子的數(shù)量，并進而確定化學式。摩爾質量還可以用于計算氣體的密度，這對于研究氣體的物理和化學性質非常重要，例如，空氣的平均摩爾質量大約為29 g/mol。
在工業(yè)生產(chǎn)領域，比如石油工業(yè)中，有機高分子化合物添加劑的摩爾質量影響其相應表面張力、流變性、乳液指數(shù)等性能，對于控制產(chǎn)品質量和優(yōu)化生產(chǎn)過程具有重要指導。
在和醫(yī)學領域中，蛋白質等生物大分子的摩爾質量影響其這可能會影響其藥效和生物可利用性，是研究和指導合成和制備生物材料的重要參數(shù)之一。
在材料科學領域中，復合材料不同的摩爾質量比例對力學和熱性能都有影響，可以通過最佳摩爾質量比確認最好的復合材料比例，對于優(yōu)化材料性能和制造工藝具有重要意義。
相關理論
摩爾質量與相對原子質量，相對分子質量
區(qū)別：摩爾質量是由物質質量除以物質的量得到的，單位是g·mol-1；物質的相對原子質量或相對分子質量，是以12C原子質量的1／12為標準，其他原子或分子的質量與它相比較而得到的。摩爾質量有單位，而其他三個數(shù)量都是無量綱量，沒有單位。
聯(lián)系：摩爾質量以g·mol-1為單位時，在數(shù)值上等于該物質的相對原子質量或相對分子質量。
所以，物質的摩爾質量，該物質的相對分子（原子）質量三者數(shù)值相等，單位各不相同。
參考資料 >
同位素 Isotope.Academic Accelerator.2023-11-24