krtek je jednotka používaná k vyjádření množství hmoty. Jeden mol je přibližně 6,022 x 1023 částice. Je to jedna ze základních veličin mezinárodní soustavy jednotek (SI).
Termín mol pochází z latinského slova krtci, což znamená „masa“, a byl představen německým chemikem Wilhelmem Ostwaldem.
Jakoukoli látku lze měřit v molech. Krtek můžeme použít k označení něčeho mikroskopického, jako jsou molekuly, nebo něčeho makroskopického, jako jsou semena.
Například 1 mol vody se rovná 6,022 x 1023 molekul vody. Podobně se 1 mol semen rovná 6,022 x 1023 semena. Všimněte si, že počet prvků v molu je stejný bez ohledu na analyzovanou entitu.
Použití molů v chemických výpočtech je zvláště důležité pro kvantifikaci chemických druhů, jako jsou atomy, ionty a molekuly, které se účastní chemické reakce. Kromě toho je možné vytvořit poměr mezi atomovou stupnicí a jinou stupnicí, kterou lze měřit.
Mol a Avogadrova konstanta
Referenční hodnota použitá pro standardizaci množství jednoho molu je hmotnost 12 g uhlíku-12.
Uhlík-12 se skládá ze 6 protonů, 6 neutronů a 6 elektronů. Je to nejhojnější a nejstabilnější izotop prvku uhlíku.
Italský vědec Amedeo Avogadro (1776-1856) navrhl, že za stejných podmínek teploty a tlaku obsahují stejné objemy plynů stejný počet molekul.
Za to, že jsem průkopníkem ve studiu vztahu mezi hmotností v gramech a atomovou hmotností, když číslo, které mezi nimi spojuje byla objevena ve 20. století, velikost krtka byla na počest vědce definována jako konstanta Avogadro. Proto:
1 mol = 6,02214179 × 1023 částice
Výpočty mol a hmotnosti
THE atomová hmotnost chemických prvků se nachází v periodické tabulce. Například atomová hmotnost atomu sodíku (Na) je 23 g.
Takže 1 mol sodíku = 23 g = 6,022 x 1023 atomy sodíku.
Všimněte si, že krtek, hmotnost a Avogadrova konstanta spolu souvisí. Pokud známe alespoň jednu z těchto hodnot, můžeme ostatní určit pomocí jednoduchého pravidla tří, jako v následujících příkladech.
1. Jaká je hmotnost obsažená v 2,5 mol sodíku (Na)?
1 mol 23 g Na
2,5 mol x
x = 23. 2,5
x = 57,5 g Na
2. Kolik molů je ve 30 g sodíku (Na)?
1 mol 23 g Na
x 30 g Na
x = 30/23
x ≈ 1,3 mol Na
3. Kolik hmoty je v 50 g sodíku (Na)?
23 g 6,022 x 1023
50 g x
x = 50. 6,022 x 1023/23
x = 13,09 x 1023 Atomy Na
Podívejte se na Periodická tabulka kompletní a aktualizované.
A molární hmotnost?
THE molární hmotnost je hmotnost v gramech obsažená v 1 molu látky a její měrná jednotka je g/mol (gramy na mol). Sodík má například 23 g/mol.
Číselná hodnota molární hmotnosti chemické látky je ekvivalentní molekulové hmotnosti (MM), tedy součtu atomových hmotností atomů, které ji tvoří.
Použijeme molekulu vody (H2O) jako příklad a určete hmotnost 1 mol látky.
1. krok: spočtěte počet atomů chemických prvků ve vzorci látky.
Voda se skládá z:
Kyslík (O): 1 atom
Vodík (H): 2 atomy
2. krok: Atomovou hmotnost prvků najdete v periodické tabulce.
Poznámka: pro usnadnění porozumění zde použijeme přibližné hodnoty.
Kyslík (O): 16 u
Vodík (H): 1 u
3. krok: vynásobte hmotnosti prvků počtem atomů v látce.
Kyslík (O): 1 x 16 u = 1 x 16 u
Vodík (H): 2 x 1 u = 2 u
4. krok: Sečtěte atomové hmotnosti a určete molekulovou hmotnost.
MMVoda: 16 u + 2 u = 18 u
Proto je molekulová hmotnost vody 18 u a molární hmotnost 18 g/mol. To znamená, že v jednom molu je 6,022 x 1023 molekul vody, což odpovídá 18 gramům.
K určení počtu molů tedy potřebujeme znát hmotnost a chemické složení látky.
Nyní vyřešme několik dalších příkladů týkajících se množství mol, hmotnosti a množství částic.
1. Jaká je hmotnost obsažená ve 3 molech vody (H2Ó)?
1 mol 18 g H2Ó
3 moly x
x = 18. 3
x = 54 g H2Ó
2. Kolik molů je v 80 g vody (H2Ó)?
1 mol 18 g H2Ó
x 80 g H2Ó
x = 80/18
x ≈ 4,44 mol H2Ó
3. Jaké je množství látky ve 20 g vody (H2Ó)?
18 g 6,022 x 1023
20 g x
x = 20. 6022 x 1023/18
x = 6,69 x 1023 H molekuly2Ó
Dozvědět se víc o molekulová hmotnost.
Vztah mezi molárním a molárním objemem
Při STP za normálních podmínek teploty (273 K) a tlaku (1 hodina ráno) zaujímá plyn objem 22,4 l. Tato hodnota je molární objem plynů.
Jak Avogadro navrhl, objem obsazený plyny, bez ohledu na jejich složení, souvisí s počtem molekul. Takže i když máme dva různé plyny zachycené v nádobách, pokud je objem stejný, mají obě baňky stejné množství molekul.
Například pro plyny kyslík a vodík máme následující vztah:
1 mol vodíku (H2) = 22,4 1 = 2 g = 6,022 x 1023 H molekuly2
1 mol kyslíku (O2) = 22,4 1 = 32 g = 6,022 x 1023 O molekuly2
Všimněte si, že 1 mol jakékoli látky v plynném stavu zabírá objem 22,4 l, ale hmotnost se bude lišit, protože složení plynů je odlišné.
Dozvědět se víc o Avogadrův zákon.
