2.8: Mole

Ponieważ atomy i cząsteczki są bardzo małe, jest ich bardzo dużo w każdej makroskopowej próbce. Na przykład 1 cm3 rtęci, o którym mowa we wstępie do opisu moli, zawiera 4,080 x 1022 atomy rtęci, a 3,47 cm3 bromu zawiera dwa razy więcej (8,160 x 1022) atomów bromu. Bardzo duże liczby związane z liczeniem mikroskopijnych cząsteczek są niewygodne do przemyślenia lub zapisania. Dlatego chemicy postanowili liczyć atomy i cząsteczki używając jednostki zwanej molem. Jeden mol (w skrócie mol) to 6,022 x 1023 mikroskopijnych cząsteczek, z których składa się dana substancja. Tak więc 6,022 x 1023 atomów Br jest określane jako 1 mol Br. 8,160 x 1022 atomów w próbce, którą omawialiśmy, byłoby

Pomysł używania dużej liczby jako jednostki, za pomocą której mierzymy, ile mamy obiektów, nie jest wyjątkowy dla chemików. Jajka, pączki i wiele innych rzeczy sprzedawane są na tuziny – jednostki obejmujące dwanaście sztuk. Mniejsze przedmioty, takie jak ołówki, mogą być zamawiane w jednostkach po 144, czyli brutto, a papier pakowany jest w ryzach, z których każda zawiera 500 arkuszy. Chemik, który odnosi się do 0,1355 mol Br jest bardzo podobny do kierownika księgarni, który zamawia 2½ tuzina koszulek dresowych, 20 ołówków brutto lub 62 ryz papieru.

Jest jednak różnica w stopniu, ponieważ jednostka chemika, 6,022 x 1023, jest tak duża. Stos papieru zawierający jeden mol kartek rozciągnąłby się ponad milion razy na odległość od Ziemi do Słońca, a 6.022 x 1023 ziaren piasku pokryłoby całą ziemię na świecie na głębokość prawie 2 stóp. Oczywiście w jednym molu czegokolwiek znajduje się bardzo wiele cząsteczek.

Dlaczego chemicy wybrali tak niezwykłą liczbę jak 6.022 x 1023 jako jednostkę, za pomocą której liczą liczbę atomów lub cząsteczek? Z pewnością jakaś okrągła liczba byłaby łatwiejsza do zapamiętania. Odpowiedź brzmi: liczba gramów w masie 1 mola atomów dowolnego pierwiastka to masa atomowa tego pierwiastka. Na przykład, 1 mol atomów rtęci nie tylko zawiera 6,022 x 1023 atomy, ale jego masę 200,59 g można wygodnie uzyskać dodając jednostkę gram do tabeli mas atomowych. Inne przykłady to

W tym miejscu i w następnych obliczeniach masy atomowe zaokrągla się do dwóch miejsc po przecinku, chyba że, jak w przypadku H, pozostałyby mniej niż cztery cyfry znaczące.

Masę mola cząsteczek można również uzyskać z mas atomowych. Tak jak tuzin jajek będzie miał tuzin białek i tuzin żółtek, tak mol cząsteczek CO będzie zawierał mol atomów C i mol atomów O.

Masa mola CO wynosi więc

Masa cząsteczkowa CO (28,01) wyrażona w gramach to masa mola CO. Kilka innych przykładów znajduje się w tabeli

Tabela \(\PageIndex{1}}): Masa cząsteczkowa

Molekuły	Masa 1 mola cząsteczek
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

Ważne jest określenie, do jakiej cząsteczki odnosi się mol. Na przykład mol atomów Br ma tylko o połowę mniej atomów (i o połowę mniejszą masę) niż mol cząsteczek Br2. Najlepiej nie mówić o molu bromu bez określenia, czy ma się na myśli 1 mol Br czy 1 mol Br2.

.