wrat is de eenheid die wordt gebruikt om de hoeveelheid materie uit te drukken. Een mol is ongeveer 6.022 x 1023 deeltjes. Het is een van de fundamentele grootheden van het Internationale Stelsel van Eenheden (SI).
De term mol komt van het Latijnse woord mollen, wat "een massa" betekent, en werd geïntroduceerd door de Duitse chemicus Wilhelm Ostwald.
Elke stof kan worden gemeten in mol. We kunnen de mol gebruiken om te verwijzen naar iets microscopisch, zoals moleculen, of iets macroscopisch, zoals zaden.
Bijvoorbeeld, 1 mol water is gelijk aan 6.022 x 1023 water moleculen. Evenzo is 1 mol zaden gelijk aan 6.022 x 1023 zaden. Merk op dat het aantal elementen in een mol hetzelfde is, ongeacht de entiteit die wordt geanalyseerd.
Het gebruik van mollen in chemische berekeningen is vooral belangrijk voor het kwantificeren van chemische soorten, zoals atomen, ionen en moleculen, die betrokken zijn bij een chemische reactie. Daarnaast is het mogelijk om een verhouding te maken tussen een atomaire schaal en een andere meetbare schaal.
De constante van Mol en Avogadro
De referentiewaarde die wordt gebruikt om de hoeveelheid van één mol te standaardiseren, is de massa van 12 g koolstof-12.
Koolstof-12 bestaat uit 6 protonen, 6 neutronen en 6 elektronen. Het is de meest voorkomende en stabiele isotoop van het element koolstof.
De Italiaanse wetenschapper Amedeo Avogadro (1776-1856) stelde voor dat, onder dezelfde omstandigheden van temperatuur en druk, gelijke volumes gassen hetzelfde aantal moleculen bevatten.
Om een pionier te zijn in de studie van de relatie tussen massa in grammen en atomaire massa, wanneer het getal dat de verbinding maakt tussen deze werd ontdekt in de 20e eeuw, werd de grootte van een mol, ter ere van de wetenschapper, gedefinieerd als de constante van Avogadro. Daarom:
1 mol = 6.02214179 × 1023 deeltjes
Mol- en massaberekeningen
DE atoom massa van de chemische elementen is te vinden in het periodiek systeem. De atoommassa van een natriumatoom (Na) is bijvoorbeeld 23 g.
Dus 1 mol natrium = 23 g = 6.022 x 1023 natrium atomen.
Merk op dat mol, massa en constante van Avogadro gerelateerd zijn. Als we ten minste één van deze waarden kennen, kunnen we de andere bepalen met behulp van een eenvoudige regel van drie, zoals in de volgende voorbeelden.
1. Wat is de massa in 2,5 mol natrium (Na)?
1 mol 23 g Na
2,5 mol x
x = 23. 2,5
x = 57,5 g Na
2. Hoeveel mol zit er in 30 g natrium (Na)?
1 mol 23 g Na
x 30 g Na
x = 30/23
x ≈ 1,3 mol Na
3. Hoeveel materie zit er in 50 g natrium (Na)?
23 g 6.022 x 1023
50 g x
x = 50. 6.022 x 1023/23
x = 13,09 x 1023 Na atomen
Bekijk de Periodiek systeem compleet en bijgewerkt.
En de molmassa?
DE molaire massa is de massa in grammen in 1 mol stof en de maateenheid is g/mol (gram per mol). Natrium heeft bijvoorbeeld 23 g/mol.
De numerieke waarde van de molecuulmassa van een chemische stof is gelijk aan de molecuulmassa (MM), dat wil zeggen de som van de atoommassa's van de atomen waaruit het bestaat.
We gebruiken het watermolecuul (H2O) als voorbeeld en bepaal de massa van 1 mol van de stof.
1e stap: tel het aantal atomen van chemische elementen in de formule van de stof.
Water bestaat uit:
Zuurstof (O): 1 atoom
Waterstof (H): 2 atomen
2e stap: Raadpleeg het periodiek systeem voor de atomaire massa van de elementen.
Opmerking: om het begrip te vergemakkelijken, zullen we hier geschatte waarden gebruiken.
Zuurstof (O): 16 u
Waterstof (H): 1 u
3e stap: vermenigvuldig de massa's van de elementen met het aantal atomen in de stof.
Zuurstof (O): 1 x 16 u = 1 x 16 u
Waterstof (H): 2 x 1 u = 2 u
4e stap: Tel de atoommassa's op en bepaal de molecuulmassa.
MMWater: 16 u + 2 u = 18 u
Daarom is de molecuulmassa van water 18 u en de molecuulmassa 18 g/mol. Dit betekent dat er in één mol 6.022 x 10. zijn23 watermoleculen, wat overeenkomt met 18 gram.
Om het aantal mol te bepalen, moeten we daarom de massa en chemische samenstelling van de stof weten.
Laten we nu wat meer voorbeelden oplossen met betrekking tot de hoeveelheden mol, massa en hoeveelheid deeltjes.
1. Wat is de massa in 3 mol water (H2O)?
1 mol 18 g H2O
3 mol x
x = 18. 3
x = 54 g H2O
2. Hoeveel mol zitten er in 80 g water (H2O)?
1 mol 18 g H2O
x 80 g H2O
x = 80/18
x ≈ 4,44 mol H2O
3. Wat is de hoeveelheid stof in 20 g water (H2O)?
18 g 6.022 x 1023
20 g x
x = 20. 6.022 x 1023/18
x = 6,69 x 1023 H-moleculen2O
Leer meer over moleculaire massa.
Relatie tussen mol en molair volume
Bij STP neemt een gas onder normale omstandigheden van temperatuur (273 K) en druk (1 uur) een volume van 22,4 L in. Deze waarde is de molair volume gassen.
Zoals Avogadro voorstelde, is het volume dat gassen innemen, ongeacht hun samenstelling, gerelateerd aan het aantal moleculen. Dus zelfs als we twee verschillende gassen in containers hebben, als het volume hetzelfde is, hebben de twee kolven dezelfde hoeveelheid moleculen.
Voor de gassen zuurstof en waterstof hebben we bijvoorbeeld de volgende relatie:
1 mol waterstof (H2) = 22,4 L = 2 g = 6,022 x 1023 H-moleculen2
1 mol zuurstof (O2) = 22,4 L = 32 g = 6,022 x 1023 O moleculen2
Merk op dat 1 mol van elke stof in gasvormige toestand een volume van 22,4 L inneemt, maar de massa zal anders zijn omdat de samenstelling van de gassen anders is.
Leer meer over Wet van Avogadro.
