מול: מה זה, ערך, איך לחשב ומסה מולרית

חֲפַרפֶּרֶת היא היחידה המשמשת לביטוי כמות החומר. שומה אחת היא בערך 6.022 x 10²³ חלקיקים. זהו אחד הגדלים הבסיסיים של מערכת היחידות הבינלאומית (SI).

המונח מול מגיע מהמילה הלטינית שומות, שפירושו "מסה", והוצג על ידי הכימאי הגרמני וילהלם אוסטוולד.

ניתן למדוד כל חומר בשומות. אנחנו יכולים להשתמש בשומה כדי להתייחס למשהו מיקרוסקופי, כמו מולקולות, או משהו מקרוסקופי, כמו זרעים.

לדוגמה, 1 מול מים שווה ל-6.022 x 10²³ מולקולות מים. באופן דומה, שומה אחת של זרעים שווה ל-6.022 x 10²³ זרעים. שימו לב שמספר היסודות בשומה זהה ללא קשר לישות המנותחת.

שימוש בשומות בחישובים כימיים חשוב במיוחד לכימות מינים כימיים, כגון אטומים, יונים ומולקולות, המעורבים בתגובה כימית. בנוסף, אפשר לעשות פרופורציה בין סולם אטומי לסולם אחר שניתן למדוד.

הקבוע של מול ואבוגאדרו

ערך הייחוס המשמש לסטנדרטיזציה של כמות שומה אחת הוא המסה של 12 גרם של פחמן-12.

פחמן-12 מורכב מ-6 פרוטונים, 6 נויטרונים ו-6 אלקטרונים. זהו האיזוטופ השכיח והיציב ביותר של היסוד פחמן.

המדען האיטלקי אמדיאו אבוגדרו (1776-1856) הציע שבאותם תנאי טמפרטורה ולחץ, נפחים שווים של גזים מכילים מספר זהה של מולקולות.

על היותו חלוץ בחקר הקשר בין מסה בגרמים למסה אטומית, כאשר המספר שיוצר את הקשר בין אלה התגלה במאה ה-20, גודלה של שומה הוגדר, לכבוד המדען, כקבוע של אבוגדרו. לָכֵן:

1 שומה = 6.02214179 × 10²³ חלקיקים

חישובי מול ומסה

ה מסה אטומית של היסודות הכימיים נמצא בטבלה המחזורית. לדוגמה, המסה האטומית של אטום נתרן (Na) היא 23 גרם.

אז 1 מול נתרן = 23 גרם = 6.022 x 10²³ אטומי נתרן.

שימו לב שהשומה, המסה והקבוע של אבוגדרו קשורים זה לזה. אם אנו מכירים לפחות אחד מהערכים הללו, נוכל לקבוע את האחרים באמצעות כלל פשוט של שלושה, כמו בדוגמאות הבאות.

1. מהי המסה הכלול ב-2.5 מול נתרן (Na)?

1 מול 23 גרם Na
2.5 מול x

x = 23. 2,5
x = 57.5 גרם של Na

2. כמה שומות יש ב-30 גרם נתרן (Na)?

1 מול 23 גרם Na
x 30 גרם של Na

x = 30/23
x ≈ 1.3 מול של Na

3. כמה חומר יש ב-50 גרם נתרן (Na)?

23 גרם 6.022 x 10²³
50 גרם x

x = 50. 6.022 x 10²³/23
x = 13.09 x 10²³ Na אטומים

בדוק את טבלה מחזורית מלא ומעודכן.

והמסה הטוחנית?

ה מסה מולארית היא המסה בגרמים הכלול במול 1 של חומר ויחידת המידה שלו היא g/mol (גרם למול). לנתרן, למשל, יש 23 גרם/מול.

הערך המספרי של המסה המולרית של חומר כימי שווה ערך למסה המולקולרית (MM), כלומר סכום המסות האטומיות של האטומים המרכיבים אותו.

נשתמש במולקולת המים (H₂O) כדוגמה וקבעו את המסה של 1 מול החומר.

שלב 1: לספור את מספר האטומים של יסודות כימיים בנוסחה של החומר.

מים מורכבים מ:

חמצן (O): 1 אטום
מימן (H): 2 אטומים

שלב 2: עיין בטבלה המחזורית לגבי המסה האטומית של היסודות.

הערה: כדי להקל על ההבנה, נשתמש כאן בערכים משוערים.

חמצן (O): 16 u
מימן (H): 1 u

שלב 3: מכפילים את מסות היסודות במספר האטומים בחומר.

חמצן (O): 1 x 16 u = 1 x 16 u
מימן (H): 2 x 1 u = 2 u

שלב 4: הוסף את המסות האטומיות וקבע את המסה המולקולרית.

מ.מ_מים: 16 u + 2 u = 18 u

לכן, המסה המולקולרית של מים היא 18 u והמסה המולרית היא 18 גרם/מול. זה אומר שבשומה אחת יש 6.022 x 10²³ מולקולות מים, המקבילות ל-18 גרם.

לכן, כדי לקבוע את מספר השומות עלינו לדעת את המסה וההרכב הכימי של החומר.

כעת, בואו נפתור עוד כמה דוגמאות הקשורות לכמויות מול, מסה וכמות של חלקיקים.

1. מהי המסה הכלולה ב-3 מולים של מים (H₂O)?

1 מול 18 גרם של H₂O
3 שומות x

x = 18. 3
x = 54 גרם של H₂O

2. כמה שומות יש ב-80 גרם מים (H₂O)?

1 מול 18 גרם של H₂O
x 80 גרם של H₂O

x = 80/18
x ≈ 4.44 מול של H₂O

3. מהי כמות החומר ב-20 גרם מים (H₂O)?

18 גרם 6.022 x 10²³
20 גרם x

x = 20. 6,022 x 10²³/18
x = 6.69 x 10²³ מולקולות H₂O

למידע נוסף על מסה מולקולרית.

קשר בין שומה לנפח טוחנת

ב-STP, בתנאים רגילים של טמפרטורה (273 K) ולחץ (1 בבוקר), גז תופס נפח של 22.4 ליטר. ערך זה הוא ה נפח מולארי של גזים.

כפי שאבוגאדרו הציע, הנפח התפוס על ידי גזים, ללא קשר להרכבם, קשור למספר המולקולות. אז גם אם יש לנו שני גזים שונים הכלואים במיכלים, אם הנפח זהה, לשני הצלוחיות יש אותה כמות של מולקולות.

לדוגמה, עבור הגזים חמצן ומימן יש לנו את הקשר הבא:

1 מול מימן (H₂) = 22.4 ל' = 2 גרם = 6.022 x 10²³ מולקולות H₂

1 מול חמצן (O₂) = 22.4 ל' = 32 גרם = 6.022 x 10²³ הו מולקולות₂

שימו לב ש-1 מול מכל חומר במצב גזי תופס נפח של 22.4 ליטר, אך המסה תהיה שונה מכיוון שהרכבי הגזים שונים.

למידע נוסף על חוק אבוגדרו.