ตุ่น คือหน่วยที่ใช้แสดงปริมาณสสาร หนึ่งโมลมีขนาดประมาณ 6.022 x 1023 อนุภาค เป็นหนึ่งในปริมาณพื้นฐานของระบบหน่วยสากล (SI)
คำว่า mol มาจากคำภาษาละติน ไฝซึ่งหมายถึง "มวล" และได้รับการแนะนำโดยนักเคมีชาวเยอรมัน Wilhelm Ostwald
สารใดๆ สามารถวัดได้ในหน่วยโมล เราสามารถใช้โมลเพื่ออ้างถึงบางสิ่งที่มีขนาดเล็กมาก เช่น โมเลกุล หรือบางสิ่งที่มีมหภาค เช่น เมล็ดพืช
เช่น น้ำ 1 โมล เท่ากับ 6.022 x 1023 โมเลกุลของน้ำ ในทำนองเดียวกัน 1 โมลของเมล็ดจะเท่ากับ 6.022 x 1023 เมล็ดพืช โปรดทราบว่าจำนวนขององค์ประกอบในโมลจะเท่ากันโดยไม่คำนึงถึงเอนทิตีที่กำลังวิเคราะห์
การใช้โมลในการคำนวณทางเคมีมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการหาปริมาณสารเคมี เช่น อะตอม ไอออน และโมเลกุล ที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมี นอกจากนี้ยังสามารถสร้างสัดส่วนระหว่างมาตราส่วนอะตอมกับมาตราส่วนอื่นที่สามารถวัดได้
ค่าคงที่ของโมลและอโวกาโดร
ค่าอ้างอิงที่ใช้กำหนดปริมาณหนึ่งโมลเป็นมาตรฐานคือมวลของคาร์บอน -12 12 กรัม
คาร์บอน-12 ประกอบด้วยโปรตอน 6 ตัว นิวตรอน 6 ตัว และอิเล็กตรอน 6 ตัว เป็นไอโซโทปที่อุดมสมบูรณ์และเสถียรที่สุดของธาตุคาร์บอน
นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี Amedeo Avogadro (1776-1856) เสนอว่าภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันเดียวกัน ปริมาตรของก๊าซที่เท่ากันมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน
สำหรับการเป็นผู้บุกเบิกในการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างมวลในหน่วยกรัมกับมวลอะตอมเมื่อเลขที่สร้างความสัมพันธ์ระหว่างมวลเหล่านี้ ถูกค้นพบในศตวรรษที่ 20 กำหนดขนาดของโมลเพื่อเป็นเกียรติแก่นักวิทยาศาสตร์เป็นค่าคงที่ของ อโวกาโดร ดังนั้น:
1 โมล = 6.02214179 × 1023 อนุภาค
การคำนวณโมลและมวล
เธ มวลอะตอม ของธาตุเคมีอยู่ในตารางธาตุ ตัวอย่างเช่น มวลอะตอมของอะตอมโซเดียม (Na) คือ 23 กรัม
ดังนั้นโซเดียม 1 โมล = 23 ก. = 6.022 x 1023 อะตอมโซเดียม
โปรดทราบว่าค่าโมล มวล และค่าคงที่ของอโวกาโดรนั้นสัมพันธ์กัน ถ้าเรารู้ค่าเหล่านี้อย่างน้อยหนึ่งค่า เราสามารถหาค่าอื่นๆ โดยใช้กฎง่ายๆ สามค่า ดังตัวอย่างต่อไปนี้
1. มวลที่มีอยู่ในโซเดียม 2.5 โมล (Na) คืออะไร?
Na. 1 โมล 23 กรัม
2.5 โมล x
x = 23. 2,5
x = 57.5 กรัม Na
2. มีกี่โมลในโซเดียม 30 กรัม (Na)?
Na. 1 โมล 23 กรัม
Na. 30 กรัม
x = 30/23
x ≈ 1.3 โมลของ Na
3. ปริมาณโซเดียม 50 กรัม (โซเดียม) มีปริมาณเท่าใด?
23 ก. 6.022 x 1023
50 กรัม x
x = 50. 6.022 x 1023/23
x = 13.09 x 1023 นาอะตอม
ตรวจสอบ ตารางธาตุ สมบูรณ์และปรับปรุง
แล้วมวลโมเลกุลล่ะ?
เธ มวลกราม คือมวลเป็นกรัมที่มีอยู่ในสาร 1 โมลและมีหน่วยวัดคือกรัมต่อโมล (กรัมต่อโมล) ตัวอย่างเช่น โซเดียมมี 23 กรัม/โมล
ค่าตัวเลขของมวลโมลาร์ของสารเคมีมีค่าเท่ากับมวลโมเลกุล (MM) นั่นคือผลรวมของมวลอะตอมของอะตอมที่ประกอบขึ้นเป็นองค์ประกอบ
เราจะใช้โมเลกุลของน้ำ (H2O) เป็นตัวอย่างและกำหนดมวล 1 โมลของสาร
ก้าวแรก: นับจำนวนอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีในสูตรของสาร
น้ำประกอบด้วย:
ออกซิเจน (O): 1 อะตอม
ไฮโดรเจน (H): 2 อะตอม
ขั้นตอนที่ 2: ดูตารางธาตุสำหรับมวลอะตอมของธาตุ
หมายเหตุ: เพื่อให้เข้าใจง่าย เราจะใช้ค่าโดยประมาณที่นี่
ออกซิเจน (O): 16 u
ไฮโดรเจน (H): 1 u
ขั้นตอนที่ 3: คูณมวลของธาตุด้วยจำนวนอะตอมในสสาร
ออกซิเจน (O): 1 x 16 u = 1 x 16 u
ไฮโดรเจน (H): 2 x 1 u = 2 u
ขั้นตอนที่ 4: บวกมวลอะตอมและหามวลโมเลกุล
MMน้ำ: 16 u + 2 u = 18 u
ดังนั้น มวลโมเลกุลของน้ำคือ 18 u และมวลต่อโมลเท่ากับ 18 g/mol ซึ่งหมายความว่าในหนึ่งโมลจะมี 6.022 x 1023 โมเลกุลของน้ำซึ่งสอดคล้องกับ 18 กรัม
ดังนั้น ในการกำหนดจำนวนโมล เราจำเป็นต้องทราบมวลและองค์ประกอบทางเคมีของสาร
ตอนนี้ มาแก้ปัญหาตัวอย่างเพิ่มเติมเกี่ยวกับปริมาณ โมล มวล และปริมาณของอนุภาคกัน
1. มวลที่มีอยู่ในน้ำ 3 โมลคืออะไร (H2อ)?
H. 1 โมล 18 กรัม2อู๋
3 โมล x
x = 18. 3
x = 54 กรัมของ H2อู๋
2. น้ำ 80 กรัมมีกี่โมล (H2อ)?
H. 1 โมล 18 กรัม2อู๋
x 80 กรัม H2อู๋
x = 80/18
x ≈ 4.44 โมลของ H2อู๋
3. ปริมาณของสารในน้ำ 20 กรัมเป็นเท่าใด (H2อ)?
18 กรัม 6.022 x 1023
20 กรัม x
x = 20. 6,022 x 1023/18
x = 6.69 x 1023 โมเลกุล H2อู๋
ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ มวลโมเลกุล.
ความสัมพันธ์ระหว่างโมลและปริมาตรโมล
ที่ STP ภายใต้สภาวะปกติของอุณหภูมิ (273 K) และความดัน (1 น.) ก๊าซจะมีปริมาตร 22.4 ลิตร ค่านี้คือ ปริมาณโมลของก๊าซ.
ตามที่ Avogadro เสนอ ปริมาตรที่ก๊าซครอบครองโดยไม่คำนึงถึงองค์ประกอบนั้นสัมพันธ์กับจำนวนโมเลกุล ดังนั้น แม้ว่าเราจะมีก๊าซสองชนิดที่ติดอยู่ในภาชนะต่างกัน ถ้าปริมาตรเท่ากัน ขวดทั้งสองก็มีปริมาณโมเลกุลเท่ากัน
ตัวอย่างเช่น สำหรับก๊าซออกซิเจนและไฮโดรเจน เรามีความสัมพันธ์ดังต่อไปนี้:
ไฮโดรเจน 1 โมล (H2) = 22.4 ลิตร = 2 กรัม = 6.022 x 1023 โมเลกุล H2
ออกซิเจน 1 โมล (O2) = 22.4 ลิตร = 32 กรัม = 6.022 x 1023 O โมเลกุล2
โปรดทราบว่า 1 โมลของสารใดๆ ในสถานะก๊าซมีปริมาตร 22.4 ลิตร แต่มวลจะแตกต่างกันเนื่องจากองค์ประกอบของก๊าซต่างกัน
ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ กฎของอโวกาโดร.
