Mol i masa molowa - definicja, wzory
Mol - jest jednostką liczności materii, czyli liczby atomów, jonów lub innych cząstek w danej próbce. Wartość 1 mola odpowiada liczbie atomów, jaka znajduje się w 0,012 kg izotopu węgla 12C.
Liczba indywiduów chemicznych (atomów, jonów, cząsteczek), jaka znajduje się w jednym molu, została nazwana liczbą Avogadra lub też stałą Avogadra i wynosi dokładnie i oznaczana jest jako
. Mówiąc inaczej, w 0,012 kg 12C znajduje się
atomów izotopu węgla 12C.
Wybór izotopu węgla nie był przypadkowy - 12C jest także podstawą definicji masy atomowej tj. unitów (u). Jeden unit definiuje się jako izotopu
, co z kolei odpowiada
g. Aby lepiej zrozumieć sens wprowadzania takiej jednostki, wystarczy wykonać proste obliczenie:
Oblicz masę (w gramach) jednego mola cząsteczek tlenu.
Masa atomowa tlenu: 16 u
Cząsteczka tlenu ma wzór O2, co oznacza, że składa się z dwóch atomów tlenu i ma masę wyrażoną w unitach równą 32 u. Aby obliczyć masę mola cząsteczek tlenu w gramach, należy pomnożyć masę w unitach przez liczbę cząsteczek () i zamienić na gramy mnożąc dodatkowo przez masę jednego unita.
Dzięki temu przykładowi widać, że masa w unitach liczbowo jest równa masie mola substancji wyrażonego w gramach.
Masę atomów, cząsteczek czy jonów wyrażoną w gramach nazywamy masą molową i wyrażamy w g/mol oraz oznaczamy symbolem M.
Masę molową substancji obliczamy, sumując masy molowe wszystkich atomów wchodzących w skład cząsteczki.
Mol i masa molowa - zadania
Oblicz masę 5 moli wodorowęglanu sodu.
- liczba moli
= 5
Aby obliczyć masę molową cząsteczki wodorowęglanu sodu, sumujemy masy molowe atomów wchodzących w skład cząsteczki:
Aby otrzymać masę 5 moli, wystarczy wynik przemnożyć przez 5
Masa 5 moli kwaśnego węglanu sodu wynosi 420 g.
Powyższe zadanie przedstawia pewną ogólną zależność, którą możemy zapisać wzorem:
gdzie:
-masa
- liczba moli substancji
-masa molowa substancji
Wzór ten pozwala wyliczyć liczbę moli substancji w dowolnej masie.
Oblicz ile moli cząsteczek wody znajduję się w 1 litrze wody.
Masa molowa wody:
ponieważ woda ma gęstość dlatego jeden litr odpowiada 1000g
przekształcamy:
czyli
podstawiamy do wzoru:
Aby obliczyć ile cząsteczek wody, znajduje się w jednym litrze, należy skorzystać z zależności:
czyli:
W jednym litrze wody znajduje się cząsteczek wody, czyli
cząsteczek wody.