Krtek

krtek
Standard	Základní jednotky mezinárodního systému
Velikost	množství látky
Symbol	krtek
Ekvivalence
Množství:	1 mol = 6,022 140 76 × 10 23 elementárních jednotek

Mol (symbol: mol ) je jednotka , kterou se měří látkové množství , jedna ze sedmi základních fyzikálních veličin mezinárodní soustavy jednotek .

V jakékoli látce ( chemickém prvku nebo sloučenině ) a zároveň s ohledem na určitý typ elementárních entit, které ji tvoří, je symbol mol, mol jednotkou látkového množství . Jeden krtek obsahuje přesně 6 022 140 76 × 10 ²³ elementárních entit. Toto číslo je pevnou číselnou hodnotou Avogadrovy konstanty vyjádřené v jednotce mol ^-1 a nazývá se Avogadrovo číslo.

Množství látky, symbol N, systému, je mírou počtu specifikovaných elementárních entit. Elementární entitou může být atom, molekula, iont, elektron, jakákoli jiná částice nebo specifikovaná skupina částic. V důsledku definice mol již Avogadrova konstanta a Avogadroovo číslo nemají experimentální nejistotu v SI. ]

Před rokem 2019 byl jeden mol definován jako množství této látky, která obsahuje tolik elementárních entit typu považovaných za atomy ve dvanácti gramech uhlíku-12 . Tato definice neobjasňuje, čeho se množství látky týká , a její výklad je důvodem k diskusím, i když se obvykle považuje za samozřejmé, že se odkazuje na počet subjektů, protože se zdá, že potvrzuje návrh, že od roku 2011 definice Je založena přímo na Avogadrově čísle (podobně jako je metr definován z rychlosti světla ). ]

Diagram ukazující vztah mezi mol, molární hmotností , hmotností v gramech , počtem částic , molaritou roztoku , stavovou rovnicí zákona o ideálních plynech a Avogadrovým číslem .

Počet elementárních jednotek - utomů, molekul , iontů , fotonů , elektronů , radikálů nebo jiných částic nebo jejich specifických skupin - existujících v molu látky je podle definice konstantou, která nezávisí na materiálu nebo typu částice považována . _Tato částka se nazývá Avogadro číslo (n a ) a je ekvivalentní:

${\ Styl zobrazení {\ rm {1 \, mol = 6 022 \, 140 \, 76 \, \ cdot 10^{23} \ jednotky \; elementály}}}}}}}}}}}}}}}}} }}}}}}}}$ ]

Pojem mol má v chemii zásadní význam, protože nám mimo jiné umožňuje provádět nekonečno stechiometrických výpočtů udávajících poměr mezi činidly a produkty v chemických reakcích. Například: rovnice, která představuje reakci tvorby vody 2 H ₂ + nebo ₂ → 2 h ₂ nebo znamená, že dva moly vodíku (H ₂ ) a jeden mol kyslíku (nebo ₂ ) reagují za vzniku dvou molů vody (H _2o ).

Dalším využitím, které lze zmínit, je její použití pro vyjádření koncentrace v tzv . molaritě , která je definována jako moly sloučeniny rozpuštěné v litru roztoku a molární hmotnost , která se počítá díky její ekvivalenci s atomovou hmotností. ; Důležitý faktor pro přechod z krtků na gramy.

Objem plynu závisí na tlaku, teplotě a množství molekul plynu. Různé plyny za stejných podmínek mají stejnou kinetickou energii. Proto dva různé plyny, které mají stejnou teplotu a tlak, budou zaujímat stejný objem. Z čehož vyplývá, že každá z nich musí obsahovat stejné množství molekul. _A protože jeden mol obsahuje molekuly, jeden mol jakéhokoli plynu bude mít stejný objem jako jeden mol jakéhokoli jiného plynu za již zmíněných stejných podmínek.

Experimentálně bylo stanoveno, že objem zabraný molem jakéhokoli plynu je za normálních podmínek 22,4 l. Tento objem se nazývá molární objem plynu. Molární objem je krychle, jejíž hrany měří více či méně 28,2 cm.

Historie

Mol plynu zabírá objem 22,4 l

Vzhledem k extrémně malé velikosti základních jednotek a jejich nesmírně velkému počtu je nemožné spočítat jednotlivé částice vzorku. To vedlo k vývoji metod pro rychlé a snadné stanovení těchto množství.

První přístup byl přístup Josepha Loschmidta , který se pokoušel kvantifikovat počet molekul v krychlovém centimetru plynných látek za normálních podmínek tlaku a teploty.

Chemici z devatenáctého století použili jako referenční metodu hmotnostní metodu a rozhodli se použít hmotnostní vzory, které obsahovaly stejný počet atomů nebo molekul. Stejně jako v laboratorních zkušenostech se obecně používají množství v řádu gramů, definované ekvivalentní termíny atom-gram, molekula-gram, vzorec-gram atd., termíny, které se již nepoužívají, jsou nahrazeny mol.

Později mol je definován v podmínkách Avogadro čísla .

Amadeo Avogadro se narodil 9. června 1776 v italském Turíně. Stejně jako jeho otec studoval právnickou kariéru a tři roky vykonával praxi. Jeho pravé povolání ji však našlo ve vědě, a tak se věnovala výuce fyziky na Liceo de Vercelli a později na univerzitě v Turíně.

Inspirován Gay-Lussacovým zákonem , který ukazuje expanzi plynů v důsledku teploty, se domníval, že pokud mají například dva různé objemy plynů a stejné množství tepla, nechávají se tyto dva objemy expandovat ve stejné míře. . A tato úvaha spekulovala, že to může být způsobeno tím, že stejný počet částic je obsažen ve stejných objemech.

Pokud je tomu jinak, hypotéza navržená Avogadrem stanoví, že všechny plyny v objemu, tlaku a teplotě obsahují stejný počet atomů nebo molekul. Toto prohlášení bylo publikováno v časopise Physique Journal v roce 1811. Tento článek naznačil, že částice nemusí být nutně jednotlivé atomy, ale že je lze kombinovat a vytvořit to, co nazval molekuly. Tato úvaha znamenala velký pokrok v chápání povahy plynů:

1. Bylo to racionální vysvětlení Gay-Lussacova zákona.
2. Poskytla metodu pro stanovení molárních hmotností plynů a také porovnání jejich hustot.
3. Poskytla pevný základ pro rozvoj kineticko-molekulární teorie.

Mělo by však být objasněno, že zpočátku jeho myšlenka nebyla brána s velkou důležitostí, protože se stavěl proti jiným teoriím doby, jako je představa o dvouatomových plynech. Proto byla Avogadrova teorie téměř půl století ignorována.

Postupem času byly důkazy nakloněny ve prospěch hypotézy Avogadro. S následnými výzkumy založenými na rentgenovém lomu a technikách, jako je elektrolýza , bylo dokonce možné vypočítat počet molekul (H ₂ ) existujících ve dvou gramech vodíku, což dává zvláštní číslo 6 022 141 29 (30) ×  10 ²³ , které je známé jako Avogadro číslo.

Termín Mol zavedl Wilhelm Ostwald v roce 1886, který jej převzal z latinského mole , což znamená baterie, hromada.

Nakonec byl koncept Mol sjednocen v roce 1971 na XIV Konferenci pesos a opatření v Paříži, na které byl Mol definován jako jedna ze 7 základních jednotek mezinárodního systému a byl také přijat úřadem vzorů. ve Spojených státech a IUPAC, které jsou definovány takto:

Mol je jednotka pro měření množství látky; který obsahuje tolik elementárních částic, kolik je atomů uhlíku na 0,012 kg uhlíku-12 . Entita musí být specifikována a může to být atom, molekula, iont, elektron atd.

Od 16. listopadu 2018 byla změněna definice Mol a jeho vzor, ​​z množství atomů uhlíku přítomných na 0,012 kg uhlíku-12 na množství atomů přítomných v dokonalé křemíkové kouli, jejíž hmotnost je 0,028085 kg. .

VYSVĚTLENÍ

Protože jeden mol molekul odpovídá 2 gramům vodíku, jeden mol H je pak gramem tohoto prvku. ${\ Styl zobrazení {\ ce {h2}}}$

Aby se předešlo nejednoznačnostem, v případě elementárních makro látek je v případě potřeby uvedeno, zda se jedná o atomy nebo molekuly. Například: "mol molekul dusíku" ( ) se rovná 28 g dusíku. Nebo obecně specifikujte typ částic nebo elementárních jednotek, na které se odkazuje. ${\ Styl zobrazení {\ ce {n2}}}$

Mol lze aplikovat na částice, které má v sobě, včetně fotonů, jejichž „klidová hmota“ je prázdná. V tomto případě nelze provést srovnání na základě hmotnosti.

V iontových sloučeninách lze také použít pojem mol, i když nejsou tvořeny diskrétními molekulami. V tomto případě je mol ekvivalentní termínu vzorec-gram. _Například : 1 mol (58,5 g) obsahuje ionty a _ionty , kde n a je Avogadro číslo _.${\ Displaystyle {\ ce {NaCl}}}$${\ Displaystyle {\ ce {na+}}}$${\ Displaystyle {\ ce {cl-}}}$

Například v případě molekuly vody

• Je známo, že v molekule jsou dva atomy vodíku a jeden atom kyslíku.${\ Displaystyle {\ ce {h2o}}}$
• Můžete vypočítat jeho MR ( _H20 ) = 2 × ar (h) + ar (O) = 2 × 1 + 16 = 18, to je MR ( _H20 ) = 18.
• Vypočítejte absolutní molekulovou hmotnost = 18 × 1,66 × 10 ^-24  g = 2,99 × 10 ^-23  g.
• Jeho molární hmotnost je známá = M(H ₂ O) = 18 g/mol (1 mol H ₂ O obsahuje 18 g, tvořený 2 g H a 16 g O).
• V jednom molu vody je 6,02214076 × 10 ₂₃ ^molekul H2O , přičemž:
• V molu vody je 2 × 6,02214076 × 10 ²³ atomů H (tj. 2 moly atomů vodíku) a 6,02214076 × 10 ²³ atomů O (tj. 1 mol atomů kyslíku).

Jak bylo řečeno, určité množství látky vyjádřené v molech se vztahuje k počtu částic (atomů, molekul), které ji tvoří, a nikoli k její velikosti. Stejně jako tucet hroznů obsahuje stejné množství ovoce jako tucet vodních melounů, mol atomů vodíku má stejné množství atomů jako mol atomů olova, bez ohledu na rozdíl ve velikosti a hmotnosti mezi nimi.

Ekvivalence

Od molů po gramy na základě atomové hmotnosti

• 1 mol nějaké látky odpovídá 6,02214076 × 1023 ^{elementárních} jednotek.
• Hmotnost molu látky, nazývané molární těsto , je ekvivalentní atomové nebo molekulární hmotnosti (v závislosti na molu atomů nebo molekul) vyjádřené v gramech.
• 1 mol ideálního plynu zaujímá objem 22,4  l při teplotě 0 °C a tlaku 1  atm ; a 22,7 l, pokud je tlak 1 bar (0,9869 atm).
• Počet n molů atomů (nebo molekul v případě sloučeniny) přítomných v množství látky o hmotnosti m je:

${\ Displaystyle n = {\ podvod {m} {m_ {r}}}}$

kde M _r je relativní molární hmotnost, také nazývaná relativní molekulová hmotnost.

Viz také

• Univerzální konstanta ideálních plynů
• stechiometrie
• molekulární fyzika
• molární hmotnost
• molalita
• molarita
• Avogadroovo číslo
• atomová hmotnost

• atomová hmotnostní jednotka

• molární objem

Externí odkazy

• Wikcionario má definice a další informace o Mol .
• Wikilibros obsahuje knihu nebo příručku o konceptu mol .