Čo je mól?
Atómy a molekuly reagujú po jednom, ale nikto ich nemôže počítať jednotlivo. Mól je počítacia jednotka chémie — tucet zväčšený na 6,022×1023 vecí (Avogadrovo číslo NA), presne definovaný od revízie SI v roku 2019. Jeho trik: jeden atóm uhlíka váži 12,011 atómovej hmotnostnej jednotky a jeden mól atómov uhlíka váži 12,011 gramu — tie isté číslice, iné jednotky. Preto molárna hmotnosť (g/mol) hneď prevádza medzi hmotnosťou na váhe a počtom reagujúcich častíc, a to je celá podstata stechiometrie.
Jedno pravidlo na zapamätanie: mól počíta častice, nie hmotnosť. Jeden mól každej látky obsahuje rovnaký počet molekúl — ale ich hmotnosti sú rovnako odlišné ako samotné látky.
Periodická tabuľka je katalóg hmotností
Každé políčko prvku v periodickej tabuľke nesie jeho priemernú atómovú hmotnosť; sčítaním ich na jednotku vzorca sa dostane molárna hmotnosť. Vzorka, Ca3(PO4)2 (fosforečnan vápenatý), sa rozloží na 3 Ca + 2 P + 8 O = 3(40,078) + 2(30,974) + 8(15,999) = 310,174 g/mol a panel uvedie príspevok každého prvku v gramoch vedľa seba. Zátvorky násobia všetko, čo je vnútri, a bodka v CuSO4·5H2O pridá päť molekúl vody kryštalizácie — obe rieši ten istý analyzátor. Počítanie vody je dôležité: CuSO4·5H2O je ≈ 249,7 g/mol, nie ≈ 159,6.
Percentuálne zloženie
Keď sa príspevok hmotnosti každého prvku vydelí molárnou hmotnosťou, dostane sa jeho hmotnostné percento — číslo, ktoré je vytlačené na výživovej etikete alebo na vrecku hnojiva („zdroj P2O5, 20 % P“). Voda je klasický príklad: H prispieva 2(1,008) = 2,016 g a O 15,999 g na 18,015 g, takže voda je hmotnostne 11,19 % vodíka a 88,81 % kyslíka — pripomienka, že „väčšinou vodík“ podľa počtu atómov je úplne niečo iné než podľa hmotnosti.
Empirický verzus molekulový vzorec
Empirický vzorec je najmenší celočíselný pomer atómov (CH2O); molekulový vzorec je skutočný počet v molekule (C6H12O6, glukóza — šesť kópií rovnakého pomeru). Spaľovacia analýza dá hmotnostné percentá; ich prevod ide cez móly: vzorkových 40,00 % C, 6,71 % H, 53,29 % O sa zmení na 3,330 : 6,657 : 3,331 mol, čo sa čisto vydelí na 1 : 2 : 1 — CH2O, empirická hmotnosť 30,026 g/mol. Na prechod z empirického na molekulový vzorec treba molárnu hmotnosť: n = 180,16 ÷ 30,026 = 6,000, takže molekula je (CH2O)6. Mnohé látky (voda, amoniak, CO2) už stoja na n = 1, kde sa oba vzorce zhodujú.
Gramy, móly, častice
Panel Mól/Gram/Častica prejde celý trojuholník naraz: vzorka prevedie 18,015 g vody presne na 1,000000 mol a 6,022×1023 molekúl — a keďže každá molekula H2O má tri atómy, na 1,807×1024 atómov. Tento trojuholník je motor každej úlohy so stechiometriou na stránke Vyrovnávač rovníc a každej molarity na stránke Roztoky.
Časté omyly
- Mól čohokoľvek váži približne rovnako. Mól počíta častice; jeden mól H2 je 2 g, jeden mól zlata je 197,0 g — rovnaký počet, úplne iná hmotnosť.
- Percentá sa priamo prevádzajú na dolné indexy. Musia najprv prejsť delením atómovou hmotnosťou (móly) — 6,71 % vodíka prispieva viac atómami než 53,29 % kyslíka práve preto, že atómy H sú takí ľahkí.
- Molekulový vzorec je vždy väčšia verzia empirického. Len keď n > 1. Pre H2O sú oba identické a prípad n = 1,000 v paneli molekulového vzorca je bežný.
- Atómové hmotnosti sú presné celé čísla krát amu. Uvedené hodnoty sú priemery vážené zastúpením izotopov — 35,45 g/mol pre chlór je zmes 35-Cl a 37-Cl.
Súvisiace nástroje: Periodická tabuľka (atómové hmotnosti, ktoré táto stránka sčíta), Vyrovnávač rovníc (stechiometria postavená na móle) a Roztoky (móly na liter).
