Stoffmengde er en måleenhet for antall partikler og brukes om kjemiske stoff. Stoffmengde har måleenheten mol med forkortelsen n. Mol er én av sju måleenheter i SI-systemet.
Ett mol er definert til å inneholde nøyaktig 6,022140 × 1023 partikler. Partiklene kan være atomer, ioner, molekyler, elektroner eller en hvilken som helst annen partikkel.
Stoffmengde kalles ofte «kjemikerens dusin», fordi det er et tall som gjør det enklere for kjemikere å snakke om mengder av kjemiske stoffer. Behovet for en måleenhet for stoffmengde kommer av at partikler reagerer med hverandre i bestemte tallforhold i kjemiske reaksjoner.
Massen av et stoff i gram eller kilo bestemmes eksperimentelt ved å veie stoffet på en vekt. Stoffmengden i mol kan ikke bestemmes eksperimentelt direkte, men kan beregnes fra massen. Massen av ett mol av et stoff i gram er numerisk lik massen av stoffet i atommasseenheter (u). Èn atommasseenhet er definert som en tolvtedel av massen av ett karbon-12-atom. Derfor er massen av ett mol karbon-12-atomer 12 gram. Tilsvarende er massen av ett mol gullatomer 197 gram gull, siden gull har atommasse 197 u.
Tallet 6,022140 × 1023 kalles avogadrokonstanten, etter den italienske fysikeren Amedeo Avogadro (1776–1856). Avogadro skal ha vært den første som formulerte ideen om at like volum av gasser ved samme temperatur og trykk inneholder like mange molekyler (avogadroloven).
En masse som inneholder 1 mol stoff kalles molar masse. Molar masse har enheten g/mol (leses «gram per mol»).
For stoffer som består av molekyler kan man regne ut den molare massen ved å legge sammen atommassen til de enkelte atomene som inngår i molekylet. Siden hydrogen har atommasse 1,01 u og oksygen har atommasse 16,0 u betyr dette at vann (H2O) har en molekylmasse på 1,01 u × 2 + 16,0 u = 18,02 u. Den molare massen for vann blir dermed 18,02 g/mol.
Sammenhengen mellom molar masse, masse og stoffmengde er følgende:
\[\text{molar masse (g/mol)} = \frac{\text{masse (g)}}{\text{stoffmengde (mol)}}\]
Hvis vi kjenner to av verdiene, kan vi dermed regne ut den tredje verdien. Dette betyr for eksempel at hvis vi kjenner molar masse og masse av et stoff, kan vi regne ut antall mol.
Et vanlig kjøkkenglass rommer gjerne litt over to desiliter. Hvis man har nøyaktig to desiliter vann i glasset, tilsvarer det 200 gram vann, eller litt over 11 mol H2O-molekyler.
La oss si at vi har 200 gram vann i et glass. Da kan vi regne ut antall mol vannmolekyler ved å bruke sammenhengen mellom molar masse, masse og stoffmengde.
\(\text{stoffmengde (mol)} = \frac{\text{masse (g)}}{\text{molar masse (g/mol)}} = \frac{\text{200 gram}}{\text{18,02 g/mol}} = \text{11,09877 mol}\)
Vi har altså 11,09877 mol vannpartikler i glasset. Dette tilsvarer 11,09877 × 6,022 × 1023 ≈ 66,18 × 1023 vannmolekyler.
Vi kan også bruke molar masse til å regne ut massen av reaktanter, eller til å regne ut prosent utbytte i en reaksjon, eller prosentvis mengde av ett stoff i en legering, som i eksempelet under.
Vi har en sølvlegering og ønsker å vite hvor mange prosent av den som er sølv.
Vi løser 1,00 g legering i salpetersyre. Til denne løsningen tilsetter vi en løsning av natriumklorid (NaCl(aq)). Da felles sølvklorid (AgCl(s)) ut, fordi sølvklorid er lite løselig i vann. Vi filtrerer fra sølvkloridet, tørker og veier. Massen av sølvkloridet er 1,24 g.
Netto ioneligning er da:
\(\ce{Ag+ (aq) + Cl- (ag) \rightarrow AgCl(s)}\)
Entitetene her er ionene Ag+ og Cl−. Vi ser at ionene reagerer 1 til 1.
Stoffmengde AgCl i dette forsøket er derfor:
\(\frac{\text{1,24 g}}{\text{143,35 g/mol}} = \text{8,5804 mmol}\)
Masse Ag i 8,5804 mmol = 8,5804 mmol × 107,9 g/mol = 0,9258 g
Prosent sølv i sølvlegeringen: \(\frac{\text{0,9258 g}}{\text{1,24 g}} \cdot 100 = 93,3 %\)
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.