Mol
Mole är en SI-enhet som används för att mäta antalet saker, vanligtvis atomer eller molekyler. En mol av något är lika med 6,02214078×1023 av samma sak (Avogadros tal). Till exempel är en mol druvor lika med 6,02214078×1023 druvor.
Avogadrotalets mätning förfinades 2019 till 6,02214078×1023.
Forskare använder detta tal eftersom det är antalet kolatomer i 12 gram kol-12, som är det vanligaste kolet. Allt kan mätas i mol, men det är inte praktiskt för de flesta uppgifter eftersom värdet är så massivt. Till exempel skulle en mol grapefrukt vara lika stor som jorden.
Antalet är inte lätt att uttrycka i ord. Det närmaste "vardagliga" talet är en miljon-miljon-miljon-miljon-miljon, vilket är 1024.
Eftersom olika molekyler och atomer inte har samma massa väger en mol av en sak inte lika mycket som en mol av något annat. Atomer och molekylers massa mäts i amu. En amu är lika med ett gram per mol. Det betyder att om en atom har en massa på en amu väger en mol av denna atom ett gram.
Matematik med mol
Mol = massa (g) / relativ massa (gram per mol)
Exempel: Hur många mol finns det i 20 gram väte?
Ett värde på 1 kan användas för vätets relativa massa, även om det korrekta värdet är något större. Så: mol = massa/relativ massa = 20/1 = 20 mol.
Mol = koncentration (mol/dm3) x volym (dm3)
Exempel: Hur många mol finns det i 100 cm3 0,1 M H2SO4?
1 dm3 är detsamma som 1000 cm3, så värdet i kubikcentimeter måste delas med 1000. 100/1000 x 0,1 = 0,01 mol.
En metanmolekyl består av en kolatom och fyra väteatomer. Kolet har en massa på 12,011 u och väte har en massa på 1,008 u. Detta innebär att massan av en metanmolekyl är 12,011 u + (4 × 1,008u), eller 16,043 u. Detta innebär att en mol metan har en massa på 16,043 gram.
En mullvad kan ses som två påsar med bollar av olika storlek. Den ena påsen innehåller tre tennisbollar och den andra tre fotbollar. Det finns samma antal bollar i båda påsarna, men massan av fotbollar är mycket större. Det är ett annat sätt att mäta saker på. Mol mäter antalet partiklar, inte massan. Så båda påsarna innehåller tre mol.
En mol är helt enkelt en enhet för antalet saker. Andra vanliga enheter är ett dussin, dvs. 12, och en poäng, dvs. 20. På samma sätt hänvisar en mol till en specifik mängd - dess utmärkande egenskap är att dess antal är mycket större än andra vanliga enheter. Sådana enheter uppfinns vanligtvis när befintliga enheter inte kan beskriva något tillräckligt enkelt. Kemiska reaktioner sker vanligtvis mellan molekyler med olika vikt, vilket innebär att mätningar av massa (t.ex. gram) kan vara missvisande när man jämför reaktioner av enskilda molekyler. Å andra sidan skulle det också vara förvirrande att använda det absoluta antalet atomer/molekyler/joner, eftersom de enorma antalen skulle göra det alltför lätt att förväxla ett värde eller glömma bort en siffra. Genom att arbeta i mol kan forskarna hänvisa till en specifik mängd molekyler eller atomer utan att behöva använda alltför stora tal.
Relaterade enheter
SI-enheterna för molär koncentration är mol/m3. I de flesta kemiska texter används dock mol/dm3 eller mol dm-3, vilket är samma som mol/L. Dessa enheter skrivs ofta med stor bokstav M (uttalas "molar"), som ibland föregås av ett SI-prefix, till exempel millimol per liter (mmol/L) eller millimolär (mM), mikromol/liter (µmol/L) eller mikromolär (µM), eller nanomol/L (nmol/L) eller nanomolär (nM).
Det absoluta utbytet av en kemisk reaktion anges oftast i mol (kallas "molär utbytet").
Frågor och svar
F: Vilken SI-enhet används för att mäta molekyler och atomer?
S: SI-enheten som används för att mäta molekyler och atomer är mol.
F: Hur många molekyler finns i en mol?
Svar: En mol innehåller ungefär 600 septimiljoner molekyler.
F: Varför använder forskarna detta nummer?
S: Forskare använder detta tal eftersom 1 gram väte motsvarar 1 mol atomer.
F: Vad är det exakta värdet av en mol?
Svar: Det exakta värdet av en mol är 6,02214078×1023, uppkallat efter uppfinnaren Avogadro.
F: Är det praktiskt att mäta de flesta funktioner i mol?
Svar: Nej, det är inte praktiskt att mäta de flesta uppgifter med mol eftersom värdet är så stort att en mol grapefrukt skulle vara lika stort som jorden.
F: Hur mäter man olika molekyler och atomer?
S: Olika molekyler och atomer mäts i amu (atomära massanheter).
F: Hur förhåller sig amu till gram per mol? Svar: En ampull motsvarar ett gram per mol, vilket innebär att om en atom har en ampulls massa väger en mol av den atomen ett gram.
