Mol
Mole jest jednostką miary SI używaną do pomiaru liczby rzeczy, zwykle atomów lub cząsteczek. Jeden mol czegoś jest równy 6,02214078×1023 tej samej rzeczy (liczba Avogadro). Na przykład, jeden kret czegoś jest równy 6,02214078×1023 winogron.
Pomiar liczby Avogadro został udoskonalony w 2019 roku do 6,02214078×1023.
Naukowcy używają tej liczby, ponieważ jest to liczba atomów węgla w 12 gramach węgla-12, który jest najbardziej rozpowszechnionym rodzajem węgla. Wszystko można zmierzyć w molach, ale nie jest to praktyczne dla większości zadań, ponieważ wartość ta jest tak ogromna. Na przykład, jeden kret grejpfruta byłby tak duży jak ziemia.
Liczba ta nie daje się łatwo wyrazić słowami. Najbliższa "przypadkowa" liczba to milion milionów milionów, czyli 1024.
Ponieważ różne cząsteczki i atomy nie mają tej samej masy, jedna cząsteczka jednej rzeczy nie waży tyle samo co jedna cząsteczka czegoś innego. Masa atomów i cząsteczek jest mierzona w amu. Jeden amu jest równy jednemu gramowi na molekułę. Oznacza to, że jeśli atom ma masę jednego amu, to jeden kret tego atomu waży jeden gram.
Matematyka z kretem
Mole = masa (g) / masa względna (gramy na mol)
Przykład: Ile kretów jest w 20 gramach wodoru?
Dla masy względnej wodoru może być użyta wartość 1, choć właściwa wartość jest nieco większa. A więc: krety = masa mas/masa odniesienia = 20/1 = 20 kretów.
Mole = stężenie (mol/dm3) x objętość (dm3)
Przykład: Ile jest kretów w 100cm3 z 0,1M H2SO4?
1 dm3 jest taki sam jak 1000 cm3, więc wartość w centymetrach sześciennych należy podzielić przez 1000. 100/1000 x 0,1 = 0,01 kretów.
Molekuła metanu składa się z jednego atomu węgla i czterech atomów wodoru. Węgiel ma masę 12,011 u, a wodór 1,008 u. Oznacza to, że masa jednej cząsteczki metanu wynosi 12,011 u + (4 × 1,008u), lub 16,043 u. Oznacza to, że jeden mol metanu ma masę 16,043 gramów.
Kret może być uważany za dwa worki kul różnej wielkości. Jedna torba zawiera 3 piłki tenisowe, a druga 3 piłki nożne. W obu torbach jest taka sama ilość piłek, ale masa piłek jest znacznie większa. Jest to inny sposób mierzenia rzeczy. Mole mierzą liczbę cząsteczek, a nie masę. Więc obie torby zawierają trzy krety.
Kret jest po prostu jednostką liczby rzeczy. Inne wspólne jednostki to tuzin, czyli 12, i wynik, czyli 20. Podobnie kret odnosi się do konkretnej ilości - jego cechą wyróżniającą jest to, że jego liczba jest znacznie większa niż innych jednostek wspólnych. Takie jednostki są zwykle wymyślane, gdy istniejące jednostki nie są w stanie opisać czegoś wystarczająco łatwo. Reakcje chemiczne zazwyczaj zachodzą pomiędzy cząsteczkami o różnej masie, co oznacza, że pomiary masy (np. gramów) mogą być mylące, gdy porówna się reakcje poszczególnych cząsteczek. Z drugiej strony, używanie bezwzględnej liczby atomów/cząsteczek/jonów również byłoby mylące, ponieważ masywne liczby mogłyby zbyt łatwo pomylić wartość lub upuścić cyfrę. Praca w mole pozwala naukowcom odnosić się do konkretnej ilości molekuł lub atomów bez uciekania się do zbyt dużych liczb.
Jednostki powiązane
Jednostki SI dla stężenia molowego to mol/m3. Jednak w większości pism chemicznych używa się mol/dm3, lub mol dm-3, który jest taki sam jak mol/L. Jednostki te są często pisane wielką literą M (wymawianą "molową"), czasami poprzedzoną przedrostkiem SI, na przykład milimole na litr (mmol/L) lub milimolarne (mM), mikromole na litr (µmol/L) lub mikromolarne (µM), lub nanomoles/L (nmol/L) lub nanomolarne (nM).
Bezwzględna wydajność reakcji chemicznej najczęściej podawana jest w molach (nazywana "wydajnością molową").
Pytania i odpowiedzi
P: W jakiej jednostce SI mierzy się cząsteczki i atomy?
O: Jednostką SI używaną do pomiaru cząsteczek i atomów jest mol.
Q: Ile cząsteczek znajduje się w molu?
O: Jeden mol zawiera około 600 septymilionów cząsteczek.
P: Dlaczego naukowcy używają tego numeru?
O: Naukowcy używają tej liczby, ponieważ 1 gram wodoru odpowiada 1 molowi atomów.
P: Jaka jest dokładna wartość jednego mola?
O: Dokładna wartość jednego mola wynosi 6,02214078×1023, od nazwiska jego wynalazcy Avogadro.
P: Czy praktyczne jest mierzenie większości funkcji w molach?
O: Nie, mierzenie większości zadań molami jest niepraktyczne, ponieważ wartość ta jest tak ogromna, że jeden mol grejpfruta byłby wielkości Ziemi.
P: Jak mierzy Pan różne cząsteczki i atomy?
O: Różne cząsteczki i atomy są mierzone w amu (atomowych jednostkach masy).
P: Jak amu odnosi się do gramów na mol? O: Jedna ampułka równa się jednemu gramowi na mol, co oznacza, że jeżeli masa atomu wynosi jedną ampułkę, to jeden mol tego atomu waży jeden gram.
