Wat is een mol in de scheikunde?
Een mol is een teleenheid die scheikundigen gebruiken voor atomen en moleculen, zoals een dozijn 12 betekent. Eén mol bevat 6,022 × 10²³ deeltjes, een getal dat het getal van Avogadro heet. De massa van één mol van een stof in gram, de molaire massa, volgt direct uit de atoommassa's in het periodiek systeem, waardoor je kunt omrekenen tussen gram en aantallen deeltjes.
Een teleenheid, zoals een dozijn
Mensen gebruiken speciale woorden om dingen in groepen te tellen: een paar is 2, een dozijn is 12 en een riem papier is 500 vellen. Scheikundigen hebben ook een groepswoord nodig, omdat atomen veel te klein en te talrijk zijn om één voor één te tellen. Hun eenheid is de mol, geschreven als mol.
Eén mol van wat dan ook bevat 6,022 × 10²³ deeltjes, dat is 602.200.000.000.000.000.000.000. De deeltjes kunnen atomen, moleculen of ionen zijn, dus het helpt om te zeggen welke: één mol water betekent 6,022 × 10²³ watermoleculen.
Om een gevoel te krijgen voor hoe enorm dit is, stel je voor dat je elke seconde één deeltje telt zonder ooit te stoppen. Tot één mol tellen zou ongeveer 19 biljard jaar duren, meer dan een miljoen keer de leeftijd van het heelal.
Het getal van Avogadro
Het getal 6,022 × 10²³ heet het getal van Avogadro, of de constante van Avogadro, ter ere van de Italiaanse wetenschapper Amedeo Avogadro. Het is oorspronkelijk zo gekozen dat één mol koolstof-12-atomen een massa van 12 gram heeft. Sinds 2019 ligt de waarde exact vast op 6,02214076 × 10²³, maar 6,022 × 10²³ is nauwkeurig genoeg voor bijna elke opgave.
Molaire massa: van het periodiek systeem naar gram
De molaire massa van een element is de massa van één mol van zijn atomen, gemeten in gram per mol (g/mol). Het is hetzelfde getal als de atoommassa in het periodiek systeem. De atoommassa van koolstof is 12,011, dus één mol koolstofatomen heeft een massa van 12,011 g. Die van zuurstof is 15,999, dus één mol zuurstofatomen heeft een massa van 15,999 g.
Voor een verbinding tel je de molaire massa's van alle atomen in de formule op. Water, H₂O, heeft 2 waterstofatomen en 1 zuurstofatoom: 2 × 1,008 + 15,999 = 18,015 g/mol. Koolstofdioxide, CO₂: 12,011 + 2 × 15,999 = 44,009 g/mol. Keukenzout, NaCl: 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol.
Gram omrekenen naar mol
Om een massa in gram om te rekenen naar mol deel je door de molaire massa: mol = massa ÷ molaire massa. De grammen vallen weg en laten mol over, wat een goede manier is om te controleren of je de juiste kant op hebt gedeeld.
Uitgewerkt voorbeeld: hoeveel mol zit er in 250 g water, ongeveer één glas? De molaire massa van water is 18,015 g/mol, dus 250 ÷ 18,015 = 13,88 mol, afgerond op twee decimalen.
Om het aantal moleculen te vinden vermenigvuldig je de mol met het getal van Avogadro: 13,88 × 6,022 × 10²³ ≈ 8,36 × 10²⁴ watermoleculen in één glas.
Mol omrekenen naar gram
Om de andere kant op te gaan vermenigvuldig je het aantal mol met de molaire massa: massa = mol × molaire massa.
Uitgewerkt voorbeeld: wat is de massa van 2,5 mol keukenzout? 2,5 mol × 58,44 g/mol = 146,1 g. Nog een: wat is de massa van 0,5 mol koolstofdioxide? 0,5 mol × 44,009 g/mol = 22,00 g, en die hoeveelheid bevat 0,5 × 6,022 × 10²³ = 3,011 × 10²³ moleculen.
Zie de mol als een brug. Deel gram door de molaire massa om mol te krijgen en vermenigvuldig mol dan met 6,022 × 10²³ om deeltjes te krijgen. Om van deeltjes terug naar gram te gaan, doe je de tegengestelde stappen in omgekeerde volgorde.
Kernpunten
- Een mol is een teleenheid gelijk aan 6,022 × 10²³ deeltjes, een getal dat het getal van Avogadro heet.
- De molaire massa van een element in g/mol is gelijk aan zijn atoommassa in het periodiek systeem, zoals 12,011 g/mol voor koolstof.
- Tel atoommassa's op om de molaire massa van een verbinding te krijgen: H₂O is 18,015 g/mol en CO₂ is 44,009 g/mol.
- Deel gram door de molaire massa om mol te krijgen, en vermenigvuldig mol met de molaire massa om gram te krijgen.
- Vermenigvuldig mol met 6,022 × 10²³ om het aantal atomen of moleculen te vinden.
Test jezelf
Drie snelle vragen over deze les.
1. Hoeveel deeltjes zitten er in één mol van een stof?
Toon het antwoord
6,022 × 10²³ — Eén mol bevat altijd het getal van Avogadro aan deeltjes, 6,022 × 10²³.2. Wat is de molaire massa van koolstofdioxide, CO₂?
Toon het antwoord
44,009 g/mol — Tel één koolstof- en twee zuurstofatomen op: 12,011 + 2 × 15,999 = 44,009 g/mol.3. Hoeveel mol zit er in 116,88 g keukenzout (NaCl, 58,44 g/mol)?