Vad är en mol i kemin?
En mol är en räkneenhet som kemister använder för atomer och molekyler, ungefär som ett dussin betyder 12. En mol innehåller 6,022 × 10²³ partiklar, ett tal som kallas Avogadros tal. Massan av en mol av ett ämne i gram, dess molmassa, kommer direkt från atommassorna i periodiska systemet, så den låter dig omvandla mellan gram och antal partiklar.
En räkneenhet, som ett dussin
Människor använder särskilda ord för att räkna saker i grupper: ett par är 2, ett dussin är 12 och ett paket kopieringspapper är 500 ark. Kemister behöver också ett gruppord, eftersom atomer är långt för små och för många för att räknas en och en. Deras enhet är molen, skriven mol.
En mol av vad som helst innehåller 6,022 × 10²³ partiklar, vilket är 602 200 000 000 000 000 000 000. Partiklarna kan vara atomer, molekyler eller joner, så det hjälper att säga vilka: en mol vatten betyder 6,022 × 10²³ vattenmolekyler.
För att få en känsla för hur enormt det är kan du föreställa dig att du räknar en partikel varje sekund utan att någonsin sluta. Att räkna till en mol skulle ta ungefär 19 biljarder år, mer än en miljon gånger universums ålder.
Avogadros tal
Talet 6,022 × 10²³ kallas Avogadros tal, eller Avogadros konstant, till minne av den italienske vetenskapsmannen Amedeo Avogadro. Det valdes ursprungligen så att en mol kol-12-atomer har massan 12 gram. Sedan 2019 är dess värde fastställt till exakt 6,02214076 × 10²³, men 6,022 × 10²³ är tillräckligt noggrant för nästan alla uppgifter.
Molmassa: från periodiska systemet till gram
Ett grundämnes molmassa är massan av en mol av dess atomer, mätt i gram per mol (g/mol). Den har samma tal som atommassan i periodiska systemet. Kols atommassa är 12,011, så en mol kolatomer har massan 12,011 g. Syres är 15,999, så en mol syreatomer har massan 15,999 g.
För en förening adderar du molmassorna för alla atomer i dess formel. Vatten, H₂O, har 2 väteatomer och 1 syreatom: 2 × 1,008 + 15,999 = 18,015 g/mol. Koldioxid, CO₂: 12,011 + 2 × 15,999 = 44,009 g/mol. Bordssalt, NaCl: 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol.
Att omvandla gram till mol
För att göra om en massa i gram till mol dividerar du med molmassan: substansmängd = massa ÷ molmassa. Gramen tar ut varandra och lämnar mol, vilket är ett bra sätt att kontrollera att du dividerade åt rätt håll.
Räkneexempel: hur många mol är 250 g vatten, ungefär ett glas? Vattens molmassa är 18,015 g/mol, så 250 ÷ 18,015 = 13,88 mol, avrundat till två decimaler.
För att hitta antalet molekyler multiplicerar du substansmängden med Avogadros tal: 13,88 × 6,022 × 10²³ ≈ 8,36 × 10²⁴ vattenmolekyler i ett glas.
Att omvandla mol till gram
För att gå åt andra hållet multiplicerar du antalet mol med molmassan: massa = substansmängd × molmassa.
Räkneexempel: vilken massa har 2,5 mol bordssalt? 2,5 mol × 58,44 g/mol = 146,1 g. Ett till: vilken massa har 0,5 mol koldioxid? 0,5 mol × 44,009 g/mol = 22,00 g, och den mängden innehåller 0,5 × 6,022 × 10²³ = 3,011 × 10²³ molekyler.
Tänk på molen som en bro. Dividera gram med molmassan för att få mol, och multiplicera sedan mol med 6,022 × 10²³ för att få partiklar. För att ta dig tillbaka från partiklar till gram gör du de motsatta stegen i omvänd ordning.
Viktigaste punkterna
- En mol är en räkneenhet som motsvarar 6,022 × 10²³ partiklar, ett tal som kallas Avogadros tal.
- Ett grundämnes molmassa i g/mol är lika med dess atommassa i periodiska systemet, till exempel 12,011 g/mol för kol.
- Addera atommassor för att få en förenings molmassa: H₂O är 18,015 g/mol och CO₂ är 44,009 g/mol.
- Dividera gram med molmassan för att få mol, och multiplicera mol med molmassan för att få gram.
- Multiplicera mol med 6,022 × 10²³ för att hitta antalet atomer eller molekyler.
Testa dig själv
Tre snabba frågor om den här lektionen.
1. Hur många partiklar finns det i en mol av ett ämne?
Visa svaret
6,022 × 10²³ — En mol innehåller alltid Avogadros tal av partiklar, 6,022 × 10²³.2. Vilken är molmassan för koldioxid, CO₂?
Visa svaret
44,009 g/mol — Addera en kolatom och två syreatomer: 12,011 + 2 × 15,999 = 44,009 g/mol.3. Hur många mol är 116,88 g bordssalt (NaCl, 58,44 g/mol)?