摩尔质量
摩尔质量（英文名：molar 质量）是单位物质的量（每摩尔）的物质所具有的质量，符号为M，常用单位是克每摩尔g·mol-1，国际制单位为千克每摩尔千克mol-1。
19世纪德国物理化学家威廉·奥斯特瓦尔德（W.Ostwald）首次提出“摩尔”这一概念。1961年，IUPAC正式通过用12C作为标准，把它的原子量定为12，并以此为出发点，给出了其他原子“相对原子质量”的数值。1971年，国际度量衡总会（CGPM）正式引入了SI基本单位摩尔（mol），定义摩尔为物质的量的单位，采用1mol原子、分子或者离子的数量等于0.012kg的12C中的原子数。而表示单位物质的量的质量，称为摩尔质量。
摩尔质量在计量、分析化学、工业生产、生物医学等领域都有至关重要的作用。计量化学中，通过摩尔质量可以计算物质的质量、数和体积之间的关系，同时知道反应物和产物的质量，可以根据化学方程式计算出反应物和产物之间的摩尔比例，指导实验进行；分析化学中可以使用摩尔质量来确定分子的；在工业生产领域，可以根据高分子添加剂的摩尔质量对各性能的影响，控制产品质量和优化生产过程；在生物医学领域中，通过控制蛋白质等生物大分子的摩尔质量，进而控制和优化药效和生物可利用性，指导合成和制备生物材料。
定义
有关物质的量的计算使用摩尔质量的概念，质量是一种而不是一种单位制，它的定义是单位物质的量（每摩尔）的物质所具有的质量，即以质量除以物质的量，通常以符号M表示，常用单位是克每摩尔（g·mol-1），国际制单位为千克每摩尔（mol-1），定义公式为：
其中m是物质的质量，单位g或者kg，n是物质的量，单位摩尔。
摩尔，符号，是物质的量的国际单位制单位，而不是质量单位，一摩尔恰好包含6.02214076×1023个原子或分子。这个数是阿伏伽德罗NA的固定数值，用单位mol−1表示，称为阿伏伽德罗数。把这个关系颠倒过来，就得到了一用常数NA表示的精确表达式：
摩尔（mol）的国际单位定义中，1mol原子、分子或者离子的数量等于0.012kg的12C中的原子数。12C的摩尔质量M(12C)固定为0.012kg/摩尔，但根据2019年SI最新的定义，M(12C)不再是精确的0.012kg/mol，必须通过实验来确定，0.012kg/mol具有4.5×10−10的相对标准不确定度。
简史
1792年，当时德国数学家兼化学家里希特（J.B.Richter，1762－1807年）引入了“化学计量学"的原理，将化学反应或化学反应过程解释为原子和分子之间的联系，就产生了今天所称的“摩尔”和“阿伏伽德罗常数”的概念，包括“元素的原子彼此之间并无差异，它们必须具有一定的原子质量和体积”的概念和阿伏伽德罗定律。德国物理化学家威廉·奥斯特瓦尔德（W.Ostwald，1853－1932年）在1893年《物理化学测量手册和辅助书》中写道：“让我们将以克为单位的重量，在数值上与指定物质的分子量相同，称为1摩尔”。首次提出“摩尔”概念。1905年，阿尔伯特·爱因斯坦（A.Einstein，1879－1955年）推导出了第一个阿伏伽德罗数值。之后，科学界就形成了对摩尔的两种不同认知。
德国化学家斯蒂尔（U.Stille，1910－1976年）第一次使用一个概念中的两个含义来处理“摩尔”一词：一方面“摩尔”被当作一个化学质量单位，将相对原子质量（Ar）与单位克（g）联系起来：1摩尔Ar·g；另一方面，摩尔被视为“摩尔数”，符号为n，是一个粒子数，无量纲。1959年，在慕尼黑召开的国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）上决定采用德国著名质谱学家马陶赫（J.Mattauch，1895－1976年）的建议，以碳同位素12C的相对原子质量12.0000为基准，并提交国际纯粹与应用物理联合会（IUPAP）考虑。1960年，IUPAP接受这一建议。1961年，IUPAC正式通过新标准，决定改用12C作为标准，把它的原子量定为12，并以此为出发点，给出了其他原子“相对原子质量”的数值。1971年，“摩尔”在第十四届国际计量大会上被纳入SI单位系统，正式确定“物质的量”（符号n）为第七个基本量，“摩尔”（符号mol）为物质的量的单位，采用0.012kg的12C中的原子数等于1mol原子、分子或者离子的数量。而表征单位物质的量的质量，称为摩尔质量M。
相关计算
一般定义计算
物质摩尔质量根据定义计算公式如下：
其中，M为化合物的摩尔质量，单位为g·mol−1；m为化合物质量，单位为g；n为化合物物质的量，单位为mol。此公式可以用来计算任何物质的摩尔质量。
气体摩尔质量计算
对气体而言，可从理想气态状态方程转化，得出摩尔质量的公式如下：
其中，R是理想气体常数8.31J·K−1·mol−1；T是，单位为K；P是气压，单位为Pa；V是气体体积，单位为m3；ρ是气体密度千克m−3。
其他计算
测定
尽管在实践中通常是根据原子质量计算摩尔质量，但在某些情况下摩尔质量也可以进行测量。然而，与现代质谱测量的原子质量和分子质量相比，这种测量的精确度要低得多。
酸碱滴定法
酸碱滴定法可以测定有机酸的摩尔质量。大部分有机酸都是固定弱酸，如果多元有机酸能溶于水，且它的逐级解离常数均符合准确滴定的要求，Ka10-8，则可以在水溶液中用碱标准溶液准确滴定有机酸中的氢，测得其含量。可称取一定量的试样，溶于水后用氢氧化钠标准溶液滴定。滴定产物是弱碱，选用phenolphthalein作为指示剂，滴定至微红色为终点。根据NaOH标准溶液浓度，滴定时消耗的体积及有机酸的元数，即可计算有机酸的含量及有机酸的摩尔质量。有机酸HaA和NaOH反应方程式为：
推导出有机酸的摩尔质量为：
式中，n是滴定反应的化学计量数比，n值需为已知；cNaOH为NaOH标准液的浓度，摩尔L-1；VNaOH为滴定所消耗NaOH标准液的体积，ml；为称取有机酸的质量，g。
凝固点降低法
凝固点降低法可以测定溶质的摩尔质量。该测定方法是基于稀溶液凝固点相对于纯溶剂的凝固点降低值与溶液的质量摩尔浓度成正比这一原理。
式中，ΔTf为凝固点降低值，K；Kf为凝固点降低常数，K·kg·mol-1；XB为溶液质量摩尔浓度，摩尔/kg。
溶液的质量摩尔浓度可以用溶质的摩尔质量表示，于是可以得到摩尔质量的计算式：
式中：MB为溶质的摩尔质量；mA、mB分别为溶剂和溶质的质量；ΔTf为凝固点降低值。
应用
在化学领域中，摩尔质量在化学计量和化学方程式平衡的计算中非常重要。它可以用来计算物质的质量、摩尔数和体积之间的关系，并且可以被用作计算摩尔比、摩尔浓度和摩尔百分比等化学计算中的重要参数。知道了反应物和产物的质量，可以根据它们的化学方程式计算出它们之间的摩尔比例，以便在实验室中进行反应。在分析化学中，摩尔质量可以用来确定分子的化学式。如果已知分子的质量和元素组成，可以计算出分子中每个原子的数量，并进而确定化学式。摩尔质量还可以用于计算气体的密度，这对于研究气体的物理和化学性质非常重要。
在工业生产领域，比如石油工业中，有机高分子化合物添加剂的摩尔质量影响其相应表面张力、流变性、乳液指数等性能，对于控制产品质量和优化生产过程具有重要指导。
在和医学领域中，蛋白质等生物大分子的摩尔质量影响其这可能会影响其药效和生物可利用性，是研究和指导合成和制备生物材料的重要参数之一。
在材料科学领域中，复合材料不同的摩尔质量比例对力学和热性能都有影响，可以通过最佳摩尔质量比确认最好的复合材料比例，对于优化材料性能和制造工艺具有重要意义。
相关理论
摩尔质量与相对原子质量，相对分子质量
区别：摩尔质量是由物质质量除以物质的量得到的，单位是g·mol-1；物质的相对原子质量或相对分子质量，是以12C原子质量的1／12为标准，其他原子或分子的质量与它相比较而得到的。摩尔质量有单位，而其他三个数量都是无量纲量，没有单位。
联系：摩尔质量以g·mol-1为单位时，在数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。
所以，物质的摩尔质量，该物质的相对分子（原子）质量三者数值相等，单位各不相同。
参考资料
同位素 Isotope.Academic Accelerator.2023-11-24