2.8: De mol

Omdat atomen en moleculen zeer klein zijn, zijn er zeer veel van in een macroscopisch monster. De 1 cm3 kwik waarnaar in de inleiding tot de mol wordt verwezen, zou bijvoorbeeld 4,080 x 1022 kwikatomen bevatten, en de 3,47 cm3 broom zou tweemaal zoveel (8,160 x 1022) broomatomen bevatten. De zeer grote getallen die bij het tellen van microscopische deeltjes komen kijken, zijn onhandig om over na te denken of om op te schrijven. Daarom hebben scheikundigen ervoor gekozen atomen en moleculen te tellen met behulp van een eenheid die de mol wordt genoemd. Eén mol (afgekort mol) is 6,022 x 1023 van de microscopische deeltjes waaruit de stof in kwestie bestaat. Dus 6,022 x 1023 Br atomen wordt 1 mol Br genoemd. De 8,160 x 1022 atomen in het monster waar we het over hadden, zou

Het idee om een groot getal te gebruiken als eenheid om te meten hoeveel objecten we hebben, is niet uniek voor scheikundigen. Eieren, donuts en veel andere dingen worden verkocht per dozijn – een eenheid van twaalf stuks. Kleinere voorwerpen, zoals potloden, kunnen worden besteld in eenheden van 144, dat wil zeggen per bruto, en papier wordt verpakt in riemen, die elk 500 vellen bevatten. Een chemicus die het heeft over 0,1355 mol Br lijkt veel op een boekhandelaar die 2½ dozijn sweatshirts, 20 bruto potloden, of 62 rollen papier bestelt.

Er is echter een verschil in graad, omdat de eenheid van de chemicus, 6,022 x 1023, zo groot is. Een stapel papier met een mol vellen zou meer dan een miljoen keer zo groot zijn als de afstand van de aarde tot de zon, en 6,022 x 1023 zandkorrels zouden al het land in de wereld bedekken tot een diepte van bijna 2 voet. Het is duidelijk dat er heel veel deeltjes in een mol zitten.

Waarom hebben chemici zo’n ongebruikelijk getal als 6,022 x 1023 gekozen als eenheid om het aantal atomen of moleculen mee te tellen? Een mooi rond getal zou toch makkelijker te onthouden zijn. Het antwoord is dat het aantal grammen in de massa van 1 mol atomen van een element het atoomgewicht van dat element is. Bijvoorbeeld, 1 mol kwikatomen bevat niet alleen 6,022 x 1023 atomen, maar zijn massa van 200,59 g wordt gemakkelijk verkregen door de eenheid gram toe te voegen aan de tabel van atoomgewichten. Enkele andere voorbeelden zijn

Hier en in volgende berekeningen worden atoomgewichten afgerond op twee decimalen, tenzij, zoals in het geval van H, minder dan vier significante cijfers zouden overblijven.

De massa van een molecuul kan ook worden verkregen uit atoomgewichten. Net zoals een dozijn eieren een dozijn eiwitten en een dozijn dooiers bevat, zal een mol CO moleculen een mol C atomen en een mol O atomen bevatten.

De massa van een mol CO is dus

Het molecuulgewicht van CO (28,01) uitgedrukt in grammen is de massa van een mol CO. Enkele andere voorbeelden staan in Tabel \(PaginaIndex{1}).

Tabel \(PaginaIndex{1}): Molecuulgewicht

Molecuul	Molecuulgewicht	Massa van 1 Mol Moleculen
Br2	2(79.90) = 159,80	159,80 g
O2	2(16,00) = 32,00	32,00 g
H2O	2(1.008) + 16 = 18,02	18,02 g
HgBr2	200,59 + 2(79,90) = 360,39	360,39 g
Hg2Br2	2(200.59) + 2(79,90) = 560,98	560,98 g

Het is belangrijk aan te geven naar wat voor deeltje een mol verwijst. Een mol van Br-atomen bijvoorbeeld heeft slechts half zoveel atomen (en half zoveel massa) als een mol van Br2-moleculen. Het is beter om niet over een mol broom te spreken zonder te specificeren of je 1 mol Br of 1 mol Br2 bedoelt.