Mol (jedinica)
Mol (simbol: mol) je jedna od sedam SI osnovnih jedinica i obično se koristi u hemiji. Mol meri količinu supstance sistema i definiše se kao količina gradiva (supstance) koji sadrži toliko molekula koliko ima atoma u tačno 0,012 kilograma ugljenika 12. Ova količina je poznata kao Avogadrov broj i približno iznosi 6,0221415 × 10²³.Mol je količina supstance koja sadrži onoliko čestica (atoma,molekula,jona)koliko ima atoma u 12 grama ugljenikovog izotopa C-12.
Zbog veze jedinice atomske mase sa Avogadrovim brojem, praktični način iskazivanja ovoga za atome ili molekule je: Količina supstance koja sadrži isti broj grama kao i broj atomske mase supstance. Pošto gvožđe, na primer, ima atomsku masu od 55,845, u jednom molu gvožđa ima 55,845 grama (0,055845 kilograma).
Kada se mol koristi da odredi količinu supstance, treba da se navede i o kojoj vrsti 'elementarnih jedinki' (čestica) se radi. Čestice mogu da budu atomi, molekuli, joni, elektron ... Na primer, 18 grama vode sadrži oko 1 mol molekula, 2 mola vodonika ali 3 mola atoma.
Pozadina
urediIme mol se prvi put pojavilo 1902. kada je bilo korišćeno da se izrazi molekularna težina supstance u gramima. Tako, na primer, 1 mol hlorovodične kiseline (HCl) ima masu od 36,5 grama (atomske mase Cl: 35,5 u, H: 1,0 u).
Kolokvijalno govoreći, mol je zgodniji način računanja velike količine čestica. Ako se bavite velikim brojem molekula ili atoma, onda imate mol molekula ili atoma. Ako imate pola ovog broja ovih jedinki, onda imate pola mola njih. p
Istorija
urediPre 1959 i IUPAP i IUPAC su koristili kiseonik da definišu mol: hemičari definišući mol kao broj atoma kiseonika koji su imali masu 16 g, a fizičari koristeći sličnu definiciju, ali samo sa kiseonik-16 izotopom. Dve organizacije su se dogovorile 1959/60 godine da definišu mol kao:
Ovo je usvojeno od strane Međunarodnog komiteta za težine i mere (CIPM) 1967. godine, a onda je 1971. usvojen na četrnaestoj Generalnoj konferenciji težina i mera (CGPM).
1980. godine CIPM je razjasnio definiciju od gore, definišući da su ugljenikovi 12 atomi nevezani i u svom osnovnom stanju.
Korisnost "molova"
urediMolovi su veoma korisni u hemijskim proračunima, jer omogućavaju proračunavanje hemijskih proizvoda i ostalih vrednosti kada je reč o česticama različitih masa.
Broj čestica je korisnija jedinica u hemiji od mase ili težine, jer se reakcije odvijaju između atoma (na primer, dva vodonikova atoma i jedan kiseonikov čine molekul vode) koji imaju veoma različite težine (jedan kiseonikov atom teži skoro 16 puta više od vodonikovog). Međutim, samo brojevi atoma u reakciji nisu zgodni, jer su veoma veliki; na primer, samo jedan mililitar vode sadrži preko 3 × 10²² (or 30.000.000.000.000.000.000.000) molekula.
Mol svakog gasa pri normalnim uslovima (0oC, pritisak od 1bar) iznosi 22.4dm3. Ovo je prvo uočio fizičar Avogadro. Uz pomoć ovog broja možemo lako izračunati gustinu gasa.
Primer računanja
urediU ovom primeru, molovi se koriste da se izračuna masa odatog CO2 kada se sagori 1 g etana. Jednačina za ovu hemijsku reakciju je:
- 7 O2 + 2 C2H6 → 4 CO2 + 6 H2O
Ovde, 7 molova kiseonika reaguju sa 2 mola etana da bi dali 4 mola ugljen dioksida i 6 molova vode. Primetite da broj molova ne mora da izjednači strane jednačine. To je zato što mol ne računa masu ili broj atoma uključenih u reakciju, nego prosto broj samostalnih čestica. U ovom proračunu, prvo je neophodno da se dobije broj molova etana koji je sagoren. Masa u gramima jednog mola supstance je po definiciji njegova atomska ili molekulska masa. Atomska masa vodonika je 1, a ugljenika 12, tako da je molekulska masa C2H6 (2 × 12) + (6 × 1) = 30. Jedan mol etana je 30 g. Sagorela količina je bila 1 g ili 1/30 mola. Molekulska masa CO2 (atomska masa ugljenika je 12, a kiseonika 16) je 2 × 16 + 12 = 44, tako da jedan mol ugljen dioksida iznosi 44 g. Iz formule znamo da
- 1 mol etana odaje 2 mola ugljen dioksida (jer 2 odaju 4).
Takođe znamo mase molova i etana i ugljen dioksida, tako da
- 30 g etana odaje 2 × 44 g ugljen dioksida.
Neophodno je da se množi masa ugljen dioksida sa 2, jer se stvaraju dva mola. Međutim, takođe znamo da je samo 1/30 mola etana sagorela. Ponovo:
- 1/30 mola etana odaje 2 × 1/30 mola ugljen dioksida,
pa konačno:
- 30 × 1/30 g etana odaje 44 × 2/30 g ugljen dioksida = 2.93 g.