2.8: Крот

Last updated
Save as PDF

Page ID: 22932

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Приклад показує 12 пончиків як один десяток, 500 аркушів паперу як 1 пакет, і 6.022 рази 10 до потужності 23 молекул як 1 моль.

Оскільки атоми і молекули надзвичайно малі, їх дуже багато в будь-якому макроскопічному зразку. 1 см ³ ртуті, про яку йдеться у введенні до родимок (відкривається у новому вікні), містив би, наприклад, 4,080 х 10 ²² атомів ртуті, а 3,47 см ³ брому міститиме вдвічі більше (8,160 х 10 ²²) атомів брому. Дуже великі числа, що беруть участь в підрахунку мікроскопічних частинок, незручно думати або записувати. Тому хіміки вирішили підраховувати атоми і молекули за допомогою одиниці, яка називається моль. Один моль (скорочено моль) - це 6,022 х 10 ²³ мікроскопічних частинок, що входять до складу даної речовини. Таким чином, атоми 6,022 х 10 ²³ Br називають 1 моль Br. 8.160 x 10 ²² атомів у зразку, про який ми обговорювали, були б

\[\dfrac {8.160\cdot10^{22}} {6.022\cdot10^{23}\text{ mol Br}} = \text {0.1355 mol Br} \nonumber \]

Ідея використання великої кількості як одиниці, за допомогою якої можна виміряти, скільки об'єктів у нас є, не є унікальною для хіміків. Яйця, пончики та багато іншого продаються десятком - одиницею з дванадцяти предметів. Менші предмети, такі як олівці, можуть бути замовлені в одиницях по 144, тобто брутто, а папір упаковується в пачки, кожен з яких містить 500 аркушів. Хімік, який посилається на 0.1355 моль Br, дуже схожий на менеджера книжкового магазину, який замовляє 2½ десятка футболок, 20 брутто олівців або 62 пачки паперу.

Існує різниця в ступені, однак, тому що аптечна одиниця, 6.022 х 10 ²³, настільки велика. Стопка паперу, що містить моль аркушів, збільшилася б більш ніж в мільйон разів більше відстані від землі до сонця, а 6.022 x 10 ²³ піщинки покрили б всю землю у світі на глибину майже 2 фути. Очевидно, що в молі чого-небудь дуже багато частинок.

Чому хіміки вибрали таке незвичайне число, як 6.022 х 10 ²³, як одиниця, за допомогою якої підраховувати кількість атомів або молекул? Напевно якесь приємне кругле число було б легше запам'ятати. Відповідь полягає в тому, що кількість грам в масі 1 моль атомів будь-якого елемента - це атомна вага цього елемента. Наприклад, 1 моль атомів ртуті не тільки містить 6,022 х 10 ²³ атома, але і її масу в 200,59 г зручно отримати шляхом додавання одиничного грама до Таблиці атомних ваг. Деякі інші приклади:

\[\begin{align} &\text{1 mol H contains 6.022} \times 10^{23} \text{H atoms;} & \text{its mass is 1.008 g.} \\&\text{1 mol C contains 6.022} \times 10^{23} \text{C atoms;} &\text{its mass is 12.01 g.} \\&\text{1 mol O contains 6.022} \times 10^{23} \text{O atoms;} &\text{its mass is 16.00 g.} \\&\text{1 mol Br contains 6.022} \times 10^{23} \text{Br atoms;} &\text{its mass is 79.90 g.} \end{align} \nonumber \]

Тут і в наступних розрахунках атомні ваги округляються до двох знаків після коми, якщо, як у випадку з Н, залишиться менше чотирьох значущих цифр.

Масу моля молекул можна отримати і з атомних ваг. Так само, як десяток яєць матиме десяток білків і десяток жовтків, моль молекул СО буде містити моль атомів С і моль атомів О.

Маса моля СО становить таким чином

\[ \text{Mass of 1 mol C + mass of 1 mol O = mass of 1 mol CO} \nonumber \]

\[ \text{12.01 g + 16.00 g = 28.01 g} \nonumber \]

Молекулярна маса СО (28.01), виражена в грамах, - це маса моля СО. Деякі інші приклади наведені в табл\(\PageIndex{1}\).

Таблиця\(\PageIndex{1}\): Молекулярна маса
Молекула	Молекулярна маса	Маса 1 моль молекул
Бр ₂	2 (79.90) = 159.80	159.80 г
О ₂	2 (16.00) = 32.00	32.00 г
Н ₂ О	2 (1,008) + 16 = 18.02	18.02 г
Гбр ₂	200.59 + 2 (79.90) = 360.39	360.39 г
Хг ₂ Бр ₂	2 (200.59) + 2 (79.90) = 560.98	560,98 г

Важливо уточнити, до якої частки відноситься моль. Наприклад, моль атомів Br має лише вдвічі менше атомів (і вдвічі менше маси), ніж моль молекул Br ₂. Найкраще не говорити про моль брому без уточнення, чи маєте на увазі ви 1 моль Br або 1 моль Br ₂.