Apakah mol dalam kimia?
Mol ialah unit pengiraan yang digunakan oleh ahli kimia untuk atom dan molekul, sama seperti dozen bermaksud 12. Satu mol mengandungi 6.022 × 10²³ zarah, nombor yang dipanggil nombor Avogadro. Jisim satu mol sesuatu bahan dalam gram, iaitu jisim molarnya, diperoleh terus daripada jisim atom pada jadual berkala, maka ia membolehkan anda menukar antara gram dan bilangan zarah.
Unit pengiraan, seperti dozen
Orang menggunakan perkataan khas untuk mengira benda dalam kumpulan: sepasang ialah 2, satu dozen ialah 12 dan satu rim kertas ialah 500 helai. Ahli kimia juga memerlukan perkataan kumpulan, kerana atom terlalu kecil dan terlalu banyak untuk dikira satu demi satu. Unit mereka ialah mol, ditulis mol.
Satu mol apa-apa sahaja mengandungi 6.022 × 10²³ zarah, iaitu 602,200,000,000,000,000,000,000. Zarah itu boleh berupa atom, molekul atau ion, maka adalah berguna untuk menyatakannya: satu mol air bermaksud 6.022 × 10²³ molekul air.
Untuk mendapat gambaran betapa besarnya, bayangkan mengira satu zarah setiap saat tanpa berhenti. Mengira sehingga satu mol akan mengambil masa kira-kira 19 kuadrilion tahun, lebih daripada sejuta kali ganda usia alam semesta.
Nombor Avogadro
Nombor 6.022 × 10²³ dipanggil nombor Avogadro, atau pemalar Avogadro, bagi menghormati saintis Itali, Amedeo Avogadro. Ia pada asalnya dipilih supaya satu mol atom karbon-12 mempunyai jisim 12 gram. Sejak 2019, nilainya ditetapkan tepat pada 6.02214076 × 10²³, tetapi 6.022 × 10²³ cukup tepat untuk hampir setiap masalah.
Jisim molar: daripada jadual berkala kepada gram
Jisim molar sesuatu unsur ialah jisim satu mol atomnya, diukur dalam gram per mol (g/mol). Ia mempunyai nombor yang sama seperti jisim atom pada jadual berkala. Jisim atom karbon ialah 12.011, maka satu mol atom karbon mempunyai jisim 12.011 g. Jisim atom oksigen ialah 15.999, maka satu mol atom oksigen mempunyai jisim 15.999 g.
Bagi sesuatu sebatian, tambahkan jisim molar semua atom dalam formulanya. Air, H₂O, mempunyai 2 atom hidrogen dan 1 atom oksigen: 2 × 1.008 + 15.999 = 18.015 g/mol. Karbon dioksida, CO₂: 12.011 + 2 × 15.999 = 44.009 g/mol. Garam meja, NaCl: 22.99 + 35.45 = 58.44 g/mol.
Menukar gram kepada mol
Untuk menukar jisim dalam gram kepada mol, bahagikan dengan jisim molar: mol = jisim ÷ jisim molar. Unit gram saling membatalkan dan meninggalkan mol, yang merupakan cara yang baik untuk menyemak bahawa anda membahagi dengan betul.
Contoh penyelesaian: berapa banyak mol dalam 250 g air, kira-kira segelas penuh? Jisim molar air ialah 18.015 g/mol, maka 250 ÷ 18.015 = 13.88 mol, dibundarkan kepada dua tempat perpuluhan.
Untuk mencari bilangan molekul, darabkan mol dengan nombor Avogadro: 13.88 × 6.022 × 10²³ ≈ 8.36 × 10²⁴ molekul air dalam satu gelas.
Menukar mol kepada gram
Untuk pergi ke arah yang bertentangan, darabkan bilangan mol dengan jisim molar: jisim = mol × jisim molar.
Contoh penyelesaian: berapakah jisim 2.5 mol garam meja? 2.5 mol × 58.44 g/mol = 146.1 g. Satu lagi: berapakah jisim 0.5 mol karbon dioksida? 0.5 mol × 44.009 g/mol = 22.00 g, dan jumlah itu mengandungi 0.5 × 6.022 × 10²³ = 3.011 × 10²³ molekul.
Anggaplah mol sebagai jambatan. Bahagikan gram dengan jisim molar untuk mendapat mol, kemudian darabkan mol dengan 6.022 × 10²³ untuk mendapat zarah. Untuk kembali daripada zarah kepada gram, lakukan langkah yang bertentangan dalam susunan terbalik.
Perkara penting
- Mol ialah unit pengiraan yang sama dengan 6.022 × 10²³ zarah, nombor yang dipanggil nombor Avogadro.
- Jisim molar sesuatu unsur dalam g/mol sama dengan jisim atomnya pada jadual berkala, seperti 12.011 g/mol bagi karbon.
- Tambahkan jisim atom untuk mendapat jisim molar sesuatu sebatian: H₂O ialah 18.015 g/mol dan CO₂ ialah 44.009 g/mol.
- Bahagikan gram dengan jisim molar untuk mendapat mol, dan darabkan mol dengan jisim molar untuk mendapat gram.
- Darabkan mol dengan 6.022 × 10²³ untuk mencari bilangan atom atau molekul.
Uji diri anda
Tiga soalan ringkas tentang pelajaran ini.
1. Berapakah bilangan zarah dalam satu mol sesuatu bahan?
Tunjukkan jawapan
6.022 × 10²³ — Satu mol sentiasa mengandungi nombor Avogadro zarah, 6.022 × 10²³.2. Apakah jisim molar karbon dioksida, CO₂?
Tunjukkan jawapan
44.009 g/mol — Tambahkan satu atom karbon dan dua atom oksigen: 12.011 + 2 × 15.999 = 44.009 g/mol.3. Berapa banyak mol dalam 116.88 g garam meja (NaCl, 58.44 g/mol)?