La massa molecolare è espressa come la somma delle masse degli atomi che compongono la molecola di una sostanza. Di solito è espresso in a.u.m., (unità di massa atomica), a volte chiamato anche d alton e indicato con D. Per 1 a.m.u. oggi è accettato 1/12 della massa di C12 di un atomo di carbonio, che in unità di massa è 1, 66057.10-27 kg.
Quindi, la massa atomica dell'idrogeno uguale a 1 mostra che l'atomo di idrogeno H1 è 12 volte più leggero dell'atomo di carbonio C12. Moltiplicando il peso molecolare di un composto chimico per 1, 66057.10-27, otteniamo il valore della massa della molecola in chilogrammi.
In pratica, però, usano un valore più conveniente Mot=M/D, dove M è la massa della molecola nelle stesse unità di massa di D. La massa molecolare dell'ossigeno, espressa in unità di carbonio, è 16 x 2=32 (la molecola di ossigeno è biatomica). Allo stesso modo, nei calcoli chimici, vengono calcolati anche i pesi molecolari di altri composti. Il peso molecolare dell'idrogeno, in cui anche la molecola è biatomica, è, rispettivamente, 2 x 1=2.
Il peso molecolare è una caratteristica della massa media di una molecola, tiene conto della composizione isotopica di tutti gli elementi che formano una determinata sostanza chimica. Questo indicatore può essere determinato anche per una miscela di più sostanze la cui composizione è nota. In particolare, il peso molecolare dell'aria può essere preso come 29.
In precedenza in chimica, veniva utilizzato il concetto di grammo-molecola. Oggi questo concetto è stato sostituito da una mole - la quantità di una sostanza contenente il numero di particelle (molecole, atomi, ioni) pari alla costante di Avogadro (6.022 x 1023). Fino ad oggi si usa tradizionalmente anche il termine "peso molare (molecolare)". Ma, a differenza del peso, che dipende dalle coordinate geografiche, la massa è un parametro costante, quindi è ancora più corretto utilizzare questo concetto.
Il peso molecolare dell'aria, come altri gas, può essere trovato usando la legge di Avogadro. Questa legge afferma che nelle stesse condizioni negli stessi volumi di gas vi è lo stesso numero di molecole. Di conseguenza, a una certa temperatura e pressione, una mole di gas occuperà lo stesso volume. Considerando che questa legge è rigorosamente osservata per i gas ideali, una mole di un gas contenente 6.022 x 1023 molecole occupa a 0°C e alla pressione di 1 atmosfera un volume pari a 22.414 litri.
Il peso molecolare dell'aria o di qualsiasi altra sostanza gassosa è il seguente. La massa di un volume noto di gas è determinata con certezzapressione e temperatura. Quindi, vengono introdotte correzioni per la non idealità del gas reale e, utilizzando l'equazione di Clapeyron PV=RT, il volume viene ridotto a condizioni di pressione di 1 atmosfera e 0 ° C. Inoltre, conoscendo il volume e la massa in queste condizioni per un gas ideale, è facile calcolare la massa di 22.414 litri della sostanza gassosa studiata, cioè il suo peso molecolare. Così è stato determinato il peso molecolare dell'aria.
Questo metodo fornisce valori abbastanza accurati dei pesi molecolari, che a volte vengono utilizzati anche per determinare i pesi atomici dei composti chimici. Per una stima approssimativa del peso molecolare, si presume solitamente che il gas sia ideale e non vengono apportate ulteriori correzioni.
Il metodo sopra viene spesso utilizzato per determinare i pesi molecolari dei liquidi volatili.
