ما المول في الكيمياء؟

وحدة عدّ، مثل الدزينة

يستخدم الناس كلمات خاصة لعدّ الأشياء في مجموعات: الزوج 2، والدزينة 12، والرزمة من الورق 500 ورقة. ويحتاج الكيميائيون أيضاً إلى كلمة للمجموعة، لأن الذرات أصغر وأكثر عدداً من أن تُعدّ واحدة واحدة. ووحدتهم هي المول، ويُكتب mol.

يحتوي مول واحد من أي شيء على 6.022 × 10²³ جسيم، أي 602,200,000,000,000,000,000,000. ويمكن أن تكون الجسيمات ذرات أو جزيئات أو أيونات، لذا من المفيد أن تذكر أيها: فمول واحد من الماء يعني 6.022 × 10²³ جزيء ماء.

لتكوين إحساس بمدى ضخامة هذا العدد، تخيّل أنك تعدّ جسيماً واحداً كل ثانية دون أن تتوقف أبداً. فالعدّ حتى مول واحد سيستغرق نحو 19 كوادريليون سنة، أي أكثر من مليون ضعف عمر الكون.

عدد أفوغادرو

يسمى العدد 6.022 × 10²³ عدد أفوغادرو، أو ثابت أفوغادرو، تكريماً للعالم الإيطالي أميديو أفوغادرو. وقد اختير في الأصل بحيث تكون كتلة مول واحد من ذرات الكربون-12 تساوي 12 غراماً. ومنذ عام 2019 ثُبّتت قيمته تماماً عند 6.02214076 × 10²³، لكن 6.022 × 10²³ دقيق بما يكفي لكل المسائل تقريباً.

الكتلة المولية: من الجدول الدوري إلى الغرامات

الكتلة المولية للعنصر هي كتلة مول واحد من ذراته، وتُقاس بالغرام لكل مول (g/mol). ولها العدد نفسه الذي للكتلة الذرية في الجدول الدوري. الكتلة الذرية للكربون 12.011، لذا فكتلة مول واحد من ذرات الكربون 12.011 g. وللأكسجين 15.999، لذا فكتلة مول واحد من ذرات الأكسجين 15.999 g.

أما للمركب فاجمع الكتل المولية لجميع الذرات في صيغته. الماء H₂O فيه ذرتا هيدروجين وذرة أكسجين واحدة: 2 × 1.008 + 15.999 = 18.015 g/mol. ثاني أكسيد الكربون CO₂: 12.011 + 2 × 15.999 = 44.009 g/mol. ملح الطعام NaCl: 22.99 + 35.45 = 58.44 g/mol.

6Cالكربون١٢٫٠١١

تحويل الغرامات إلى مولات

لتحويل كتلة بالغرامات إلى مولات، اقسمها على الكتلة المولية: المولات = الكتلة ÷ الكتلة المولية. وتُختزل الغرامات وتتبقى المولات، وهذه طريقة جيدة للتحقق من أنك قسمت في الاتجاه الصحيح.

مثال محلول: كم مولاً في 250 g من الماء، أي نحو كوب واحد؟ الكتلة المولية للماء 18.015 g/mol، لذا 250 ÷ 18.015 = 13.88 mol، مقرَّبة إلى منزلتين عشريتين.

ولإيجاد عدد الجزيئات اضرب المولات في عدد أفوغادرو: 13.88 × 6.022 × 10²³ ≈ 8.36 × 10²⁴ جزيء ماء في كوب واحد.

تحويل المولات إلى غرامات

وللسير في الاتجاه الآخر اضرب عدد المولات في الكتلة المولية: الكتلة = المولات × الكتلة المولية.

مثال محلول: ما كتلة 2.5 mol من ملح الطعام؟ 2.5 mol × 58.44 g/mol = 146.1 g. ومثال آخر: ما كتلة 0.5 mol من ثاني أكسيد الكربون؟ 0.5 mol × 44.009 g/mol = 22.00 g، وتحتوي هذه الكمية على 0.5 × 6.022 × 10²³ = 3.011 × 10²³ جزيء.

فكّر في المول بوصفه جسراً. اقسم الغرامات على الكتلة المولية لتحصل على المولات، ثم اضرب المولات في 6.022 × 10²³ لتحصل على الجسيمات. وللعودة من الجسيمات إلى الغرامات، نفّذ الخطوات المعاكسة بترتيب معكوس.