mooli on yksikkö, jota käytetään ilmaisemaan aineen määrää. Yksi mooli on noin 6,022 x 1023 hiukkasia. Se on yksi kansainvälisen yksikköjärjestelmän (SI) perussuureista.
Termi mol tulee latinan sanasta myyrät, joka tarkoittaa "massaa", ja sen esitteli saksalainen kemisti Wilhelm Ostwald.
Mikä tahansa aine voidaan mitata mooliina. Voimme käyttää moolia viittaamaan johonkin mikroskooppiseen, kuten molekyyleihin, tai johonkin makroskooppiseen, kuten siemeniin.
Esimerkiksi 1 mooli vettä on 6,022 x 1023 vesimolekyylejä. Samoin 1 mooli siemeniä on 6,022 x 1023 siemenet. Huomaa, että moolissa olevien elementtien määrä on sama riippumatta analysoitavasta kokonaisuudesta.
Moolien käyttö kemiallisissa laskelmissa on erityisen tärkeää kemialliseen reaktioon osallistuvien kemiallisten lajien, kuten atomien, ionien ja molekyylien, kvantifioinnin kannalta. Lisäksi on mahdollista tehdä suhde atomiasteikon ja muun mitattavissa olevan asteikon välille.
Molin ja Avogadron vakio
Yhden moolin määrän standardointiin käytetty viitearvo on 12 g: n hiili-12 massa.
Carbon-12 koostuu 6 protonista, 6 neutronista ja 6 elektronista. Se on elementin hiilen runsain ja stabiilin isotooppi.
Italialainen tiedemies Amedeo Avogadro (1776-1856) ehdotti, että samoissa lämpötila- ja paineolosuhteissa yhtä suuri määrä kaasuja sisältää saman määrän molekyylejä.
Hän on ollut edelläkävijä grammomassan ja atomimassan välisen suhteen tutkimuksessa, kun luku, joka muodostaa yhteyden näiden välillä löydettiin 1900-luvulla, myyrän suuruus määriteltiin tiedemiehen kunniaksi Avogadro. Siksi:
1 mooli = 6,02214179 × 1023 hiukkasia
Mol- ja massalaskelmat
THE atomimassa kemiallisista alkuaineista löytyy jaksollisesta taulukosta. Esimerkiksi natriumatomin (Na) atomimassa on 23 g.
Joten 1 mooli natriumia = 23 g = 6,022 x 1023 natriumatomit.
Huomaa, että mooli, massa ja Avogadron vakio liittyvät toisiinsa. Jos tiedämme ainakin yhden näistä arvoista, voimme määrittää muut käyttämällä yksinkertaista kolmen sääntöä, kuten seuraavissa esimerkeissä.
1. Mikä on massa 2,5 moolissa natriumia (Na)?
1 mol 23 g Na
2,5 mol x
x = 23. 2,5
x = 57,5 g Na: ta
2. Kuinka monta moolia on 30 g: ssa natriumia (Na)?
1 mol 23 g Na
x 30 g Na
x = 30/23
x ≈ 1,3 mol Na
3. Kuinka paljon ainetta on 50 g: ssa natriumia (Na)?
23 g 6,022 x 1023
50 g x
x = 50. 6,022 x 1023/23
x = 13,09 x 1023 Na atomit
Tutustu Jaksollinen järjestelmä täydellinen ja päivitetty.
Ja moolimassa?
THE moolimassa on massa grammoina, joka sisältyy 1 mooliin ainetta ja sen mittayksikkö on g/mol (grammaa per mooli). Esimerkiksi natriumia on 23 g/mol.
Kemiallisen aineen moolimassan numeerinen arvo vastaa molekyylimassaa (MM), eli sen muodostavien atomien atomimassojen summaa.
Käytämme vesimolekyyliä (H2O) esimerkkinä ja määritä 1 moolin massa.
1. vaihe: laske kemiallisten alkuaineiden atomien lukumäärä aineen kaavassa.
Vesi koostuu:
Happi (O): 1 atomi
Vety (H): 2 atomia
2. vaihe: Katso alkuaineiden atomimassat jaksollisesta taulukosta.
Huomaa: ymmärtämisen helpottamiseksi käytämme tässä likimääräisiä arvoja.
Happi (O): 16 u
Vety (H): 1 u
3. vaihe: kerro alkuaineiden massat aineen atomien lukumäärällä.
Happi (O): 1 x 16 u = 1 x 16 u
Vety (H): 2 x 1 u = 2 u
4. vaihe: Lisää atomimassat ja määritä molekyylimassa.
MMVesi: 16 u + 2 u = 18 u
Siksi veden molekyylimassa on 18 u ja moolimassa 18 g/mol. Tämä tarkoittaa, että yhdessä moolissa on 6,022 x 1023 vesimolekyylejä, mikä vastaa 18 grammaa.
Siksi moolien määrän määrittämiseksi meidän on tiedettävä aineen massa ja kemiallinen koostumus.
Ratkaisemme nyt lisää esimerkkejä, jotka koskevat hiukkasten määriä mol, massaa ja määrää.
1. Mikä on massa 3 moolissa vettä (H2O)?
1 mol 18 g H2O
3 moolia x
x = 18. 3
x = 54 g H2O
2. Kuinka monta moolia on 80 g: ssa vettä (H2O)?
1 mol 18 g H2O
x 80 g H2O
x = 80/18
x ≈ 4,44 mol H2O
3. Mikä on aineen määrä 20 g: ssa vettä (H2O)?
18 g 6,022 x 1023
20 g x
x = 20. 6 022 x 1023/18
x = 6,69 x 1023 H-molekyylejä2O
Lisätietoja: molekyylimassa.
Moolin ja moolitilavuuden välinen suhde
STP: ssä normaaleissa lämpötilan (273 K) ja paineen (1 am) olosuhteissa kaasun tilavuus on 22,4 litraa. Tämä arvo on kaasujen moolitilavuus.
Kuten Avogadro ehdotti, kaasujen käyttämä tilavuus niiden koostumuksesta riippumatta liittyy molekyylien määrään. Joten vaikka meillä olisi kaksi erilaista kaasua loukkuun astioissa, jos tilavuus on sama, molemmissa pulloissa on sama määrä molekyylejä.
Esimerkiksi kaasuille hapen ja vedyn suhteen meillä on seuraava suhde:
1 mol vetyä (H2) = 22,4 L = 2 g = 6,022 x 1023 H-molekyylejä2
1 mooli happea (O2) = 22,4 L = 32 g = 6,022 x 1023 Oi molekyylit2
Huomaa, että 1 mooli mitä tahansa ainetta kaasumaisessa tilassa vie 22,4 litran tilavuuden, mutta massa on erilainen, koska kaasujen koostumukset ovat erilaisia.
Lisätietoja: Avogadron laki.
