Mi a mól?
Az atomok és molekulák egyenként reagálnak, de senki sem tudja őket egyenként megszámolni. A mól a kémia számlálóegysége — egy tucat, felskálázva 6,022×1023 dologra (Avogadro-szám, NA), és 2019-es SI-módosítás óta pontosan definiált. Trükkje: egy szénatom 12,011 atomtömegegység, egy mól szénatom pedig 12,011 gramm — ugyanazok a számjegyek, más egységben. Így a moláris tömeg (g/mol) azonnal átvált a mérlegen látható tömeg és a reagáló részecskék száma között, és ez a sztöchiometria egész üzlete.
Az egy megjegyzendő szabály: a mól részecskéket számol, nem tömeget. Minden anyag egy mólja ugyanannyi molekulát tartalmaz — de tömegük épp olyan eltérő, mint maguk az anyagok.
A periódusos rendszer tömegkatalógus
Minden elem cellája a periódusos rendszerben tartalmazza az átlagos atomtömegét; képletegységenként összeadva megkapjuk a moláris tömeget. A minta, Ca3(PO4)2 (kalcium-foszfát), 3 Ca + 2 P + 8 O = 3(40,078) + 2(30,974) + 8(15,999) = 310,174 g/mol, a panel pedig minden elem grammjainak hozzájárulását külön felsorolja. A zárójelek mindent megszoroznak, amit tartalmaznak, a CuSO4·5H2O pontja pedig öt kristályvizet tesz a többihez — mindkettőt ugyanaz az elemző kezeli. A vizek számlálása számít: a CuSO4·5H2O ≈ 249,7 g/mol, nem ≈ 159.6.
Százalékos összetétel
Ha minden elem tömeghozzájárulását elosztjuk a moláris tömeggel, megkapjuk a tömegszázalékot — ezt írja ki a tápanyagcímke vagy a műtrágyazsák (“P2O5-forrás, 20% P”). A víz a klasszikus minta: a H 2(1,008) = 2,016 g-ot, az O 15,999 g-ot ad 18,015 g-onként, így a víz tömegében 11,19% hidrogén és 88,81% oxigén — emlékeztetőül: az atomszám szerinti „többnyire hidrogén” egészen más, mint a tömeg szerinti.
Empirikus és molekulaképlet
Az empirikus képlet az atomok legkisebb egész számú aránya (CH2O); a molekulaképlet a molekulában lévő tényleges szám (C6H12O6, glükóz — hat példány ugyanabból az arányból). Az égési analízis tömegszázalékokat ad; ezeket mólokon keresztül alakítjuk át: a minta 40,00% C, 6,71% H, 53,29% O értéke 3,330 : 6,657 : 3,331 mólt jelent, ami tiszta 1 : 2 : 1-re oszlik — CH2O, empirikus tömege 30,026 g/mol. Az empirikusból a molekuláris felé a moláris tömeg kell: n = 180,16 ÷ 30,026 = 6,000, így a molekula (CH2O)6. Sok anyag (víz, ammónia, CO2) már n = 1-nél áll, ahol a két képlet egybeesik.
Gramm, mól, részecske
A Mól/Gramm/Részecske panel egy lépésben végigjárja a teljes háromszöget: a minta 18,015 g vizet pontosan 1,000000 mólra és 6,022×1023 molekulára vált — és mivel minden H2O három atomot tartalmaz, 1,807×1024 atomra. Ez a háromszög hajtja az Egyenletrendező oldal minden sztöchiometriai feladatát és a Oldatok oldal minden molaritását.
Gyakori tévhitek
- Bármi egy mólja nagyjából ugyanannyit nyom. A mól részecskéket számol; egy mól H2 2 g, egy mól arany 197,0 g — azonos darabszám, nagyon eltérő tömeg.
- A százalékok közvetlenül indexekké alakíthatók. Előbb át kell menniük az atomtömeggel való osztáson (mólok) — a hidrogén 6,71%-a több atomot ad, mint az oxigén 53,29%-a, pontosan azért, mert a H-atomok olyan könnyűek.
- A molekulaképlet mindig az empirikus nagyobb változata. Csak ha n > 1. A H2O-nál a kettő azonos, és a molekulapanel n = 1,000 esete mindennapos.
- Az atomtömegek egész számok szorosa amu-ban. A felsorolt értékek az izotópokra súlyozott átlagok — a klór 35,45 g/mol a 35-Cl és 37-Cl keveréke.
Kapcsolódó eszközök: a Periódusos rendszer (az atomtömegek, amelyeket ez az oldal összead), az Egyenletrendező (a mólon alapuló sztöchiometria), és az Oldatok (mól literenként).
