મોલ, મોલર દળ અને એવોગેડ્રો સંખ્યા

કણોને તોળીને ગણવા

પરમાણુઓ એક પછી એક ગણવા માટે ઘણા નાના છે, તેથી રસાયણશાસ્ત્રીઓ તેમને નિશ્ચિત જથ્થામાં ગણે છે, જેમ દુકાનદાર ઈંડાં ડઝનમાં ગણે છે. તે જથ્થો મોલ છે. SI ના 2019ના સુધારા પછી, એક મોલમાં બરાબર 6.02214076 × 10²³ નિર્દિષ્ટ એકમો હોય છે, અને એવોગેડ્રો અચળાંક બરાબર 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹ વ્યાખ્યાયિત છે. ગણતરીઓ માટે સામાન્ય રીતે 6.022 × 10²³ mol⁻¹ પૂરતું છે.

એકમ હંમેશાં જણાવવો જ જોઈએ. ઑક્સિજન પરમાણુઓ (O) નો એક મોલ અને ઑક્સિજન અણુઓ (O₂) નો એક મોલ સમાન સંખ્યામાં એકમો ધરાવે છે, પરંતુ બીજામાં પરમાણુઓ બમણા હોય છે અને દળ પણ બમણું હોય છે. 0.50 mol O₂ ની જેમ દરેક જથ્થાની બાજુમાં સૂત્ર લખવાથી મોલ વિશે વિદ્યાર્થીઓને થતી મોટા ભાગની મૂંઝવણ ટળે છે.

ગ્રામ પ્રતિ મોલ સૂત્ર વજન સાથે કેમ મેળ ખાય છે

કોઈ તત્ત્વનું પ્રમાણભૂત પરમાણ્વીય વજન એ તેના સમસ્થાનિકોના દળોની પરિમાણરહિત સરેરાશ છે, જે કુદરતી વિપુલતા પ્રમાણે ભારિત હોય છે અને કાર્બન-12 પરમાણુના દળના બારમા ભાગની સાપેક્ષ વ્યક્ત થાય છે. મોલ મૂળ રીતે એવી રીતે વ્યાખ્યાયિત થયો હતો કે કોઈ પદાર્થના એક મોલનું ગ્રામમાં દળ તેના પરમાણ્વીય કે સૂત્ર વજન જેટલું સંખ્યાત્મક રીતે હોય. 2019ની પુનઃવ્યાખ્યા પછી એ મેળ વ્યાખ્યા દ્વારા ચોક્કસ નથી રહ્યો, પરંતુ તે હજુ પણ લગભગ એક અબજમા ભાગની ચોકસાઈ સુધી સાચો છે. ક્લોરિનનું પરમાણ્વીય વજન લગભગ 35.45 છે, તેથી તેનું મોલર દળ 35.45 g/mol છે, ભલે કોઈ એક ક્લોરિન પરમાણુનું દળ એટલું ન હોય; વાસ્તવિક ક્લોરિન ક્લોરિન-35 અને ક્લોરિન-37 નું મિશ્રણ છે.

આ માર્ગદર્શિકા બે દશાંશ સ્થાન સુધી રાઉન્ડ કરેલા IUPAC પ્રમાણભૂત પરમાણ્વીય વજનોનો ઉપયોગ કરે છે: H 1.01, C 12.01, N 14.01, O 16.00, Al 26.98 અને S 32.06. સંયોજનનું મોલર દળ શોધવા માટે, સૂત્રમાંના દરેક પરમાણુનું પરમાણ્વીય વજન ઉમેરો, દરેકને તેના પાદાંક વડે અને કૌંસની બહારના કોઈ પણ ગુણક વડે ગુણીને.

ઍલ્યુમિનિયમ સલ્ફેટ, Al₂(SO₄)₃ માટે, કૌંસનો અર્થ ત્રણ સલ્ફેટ સમૂહો થાય છે. તેથી સૂત્ર એકમમાં 2 Al, 3 S અને 12 O હોય છે: 2(26.98) + 3(32.06) + 12(16.00) = 53.96 + 96.18 + 192.00 = 342.14 g/mol.

ગ્રામ, મોલ અને કણોનો નકશો

આ વિષયનો દરેક પ્રશ્ન ત્રણ ખાનાંમાંથી પસાર થતો માર્ગ છે: ગ્રામમાં દળ, મોલમાં જથ્થો અને કણોની સંખ્યા. મોલર દળ પહેલા બે ખાનાંને જોડે છે; એવોગેડ્રો અચળાંક છેલ્લા બેને જોડે છે. મોલ હંમેશાં વચ્ચેનું સ્ટૉપ હોય છે. મોલને છોડીને ગ્રામથી સીધા કણોમાં કોઈ રૂપાંતર નથી.

કણોના ખાનામાં એક વધુ પગલું છે. સૂત્ર તમને કહે છે કે એક અણુ કે સૂત્ર એકમમાં દરેક પ્રકારના કેટલા પરમાણુઓ કે આયનો છે, અને તે પાદાંકો ચોક્કસ ગણતરી અવયવો છે.

• ગ્રામથી મોલ: મોલર દળ વડે ભાગો (1 mol / M g વડે ગુણો).
• મોલથી ગ્રામ: મોલર દળ વડે ગુણો.
• મોલથી કણો: પ્રતિ મોલ 6.022 × 10²³ વડે ગુણો.
• કણોથી મોલ: પ્રતિ મોલ 6.022 × 10²³ વડે ભાગો.
• અણુઓ કે સૂત્ર એકમોથી પરમાણુઓ કે આયનો: તે પરમાણુ કે આયનના પાદાંક વડે ગુણો.

ઉકેલેલું ઉદાહરણ: કેફીનના મિલિગ્રામથી નાઇટ્રોજન પરમાણુઓ સુધી

કેફીન, C₈H₁₀N₄O₂, ના નમૂનાનું દળ 95.0 mg છે. તેમાં કેફીનના કેટલા અણુઓ અને નાઇટ્રોજનના કેટલા પરમાણુઓ છે?

પગલું 1, મોલર દળ: 8(12.01) + 10(1.01) + 4(14.01) + 2(16.00) = 96.08 + 10.10 + 56.04 + 32.00 = 194.22 g/mol. પગલું 2, દળને ગ્રામમાં અને પછી મોલમાં ફેરવો: 95.0 mg × (10⁻³ g / 1 mg) = 0.0950 g, અને 0.0950 g × (1 mol / 194.22 g) = 4.8914 × 10⁻⁴ mol. હમણાં વધારાના અંકો રાખો.

પગલું 3, મોલથી અણુઓ: 4.8914 × 10⁻⁴ mol × 6.022 × 10²³ અણુ/mol = 2.9456 × 10²⁰, જે 2.95 × 10²⁰ અણુઓ તરીકે નોંધાય છે. પગલું 4, દરેક અણુમાં ચાર નાઇટ્રોજન પરમાણુઓ છે, જે ચોક્કસ ગણતરી છે: 2.9456 × 10²⁰ × 4 = 1.18 × 10²¹ નાઇટ્રોજન પરમાણુઓ. દળ 95.0 mg માં ત્રણ સાર્થક અંકો છે, તેથી બંને જવાબોમાં પણ છે.

કદ ચકાસો: જેનું મોલર દળ લગભગ 200 g/mol છે તેવા પદાર્થના એક મોલનો એક ગ્રામનો દસમો ભાગ નાનો અંશ છે, તેથી જથ્થો લગભગ 0.1 ÷ 200 = 5 × 10⁻⁴ mol હોવો જોઈએ, અને અણુઓની સંખ્યા 10²³ કરતાં ઘણી ઓછી હોવી જોઈએ. બંને ચકાસણીઓ પાસ થાય છે.

ઉકેલેલું ઉદાહરણ: સૂત્ર એકમોની ગણતરીથી પાછા ગ્રામ સુધી

ઍલ્યુમિનિયમ સલ્ફેટના નમૂનામાં 3.15 × 10²² સૂત્ર એકમો છે. તેનું દળ કેટલું છે, અને તેમાં કેટલા સલ્ફેટ આયનો અને ઑક્સિજન પરમાણુઓ છે?

પગલું 1, કણોથી મોલ: 3.15 × 10²² ÷ 6.022 × 10²³ mol⁻¹ = 0.052308 mol. પગલું 2, અગાઉ મેળવેલા મોલર દળનો ઉપયોગ કરીને મોલથી ગ્રામ: 0.052308 mol × 342.14 g/mol = 17.897 g, જે 17.9 g તરીકે નોંધાય છે.

પગલું 3, સૂત્રને ગણતરીના સાધન તરીકે વાપરો. દરેક સૂત્ર એકમ Al₂(SO₄)₃ માં ત્રણ સલ્ફેટ આયનો, SO₄²⁻, હોય છે, તેથી નમૂનામાં 3 × 3.15 × 10²² = 9.45 × 10²² સલ્ફેટ આયનો છે. દરેક સૂત્ર એકમમાં 12 ઑક્સિજન પરમાણુઓ છે, તેથી નમૂનામાં 12 × 3.15 × 10²² = 3.78 × 10²³ ઑક્સિજન પરમાણુઓ છે, જે અડધા મોલ કરતાં થોડા વધુ ઑક્સિજન પરમાણુઓ છે. આયનીય સંયોજનો અણુઓના નહીં પણ સૂત્ર એકમોના બનેલા હોય છે, પરંતુ ગણતરીનો તર્ક એકસરખો જ છે.

એકમ ભૂલી જવાથી થતી મોલની ભૂલો

મોલની ઘણી ભૂલો અંકગણિતની ભૂલો હોતી નથી. તે શાની ગણતરી થઈ રહી છે તે ભૂલી જવાથી અથવા અવયવને ખોટી દિશામાં લગાડવાથી આવે છે. ગણતરી કરતાં પહેલાંનો ઝડપી અંદાજ મોટા ભાગની ભૂલો પકડી લે છે.

દરેક રાશિ તેના એકમ અને તેના કણ બંને સાથે લખો, જેમ કે 0.0523 mol Al₂(SO₄)₃ અથવા 9.45 × 10²² SO₄²⁻ આયનો, અને દરેક પગલું ગ્રામ, મોલ અને કણોના નકશા પરના કયા તીરને અનુસરે છે તે નામ આપો. જે પગલું કોઈ તીર સાથે મેળ ખાતું ન હોય તે સામાન્ય રીતે ભૂલ હોય છે.

• પરમાણુઓ અને અણુઓને ભેગા કરી દેવા: 1.0 mol O₂ નું દળ 32.00 g છે, 16.00 g નહીં, અને તેમાં 2.0 mol O પરમાણુઓ છે.
• કૌંસની બહારના ગુણકને અવગણવો: Al₂(SO₄)₃ માં દરેક સૂત્ર એકમ દીઠ 12 ઑક્સિજન પરમાણુઓ છે, 4 નહીં.
• કણોને મોલમાં ફેરવતી વખતે એવોગેડ્રો અચળાંક વડે ગુણવું: સામાન્ય પ્રયોગશાળા નમૂનાનો મોલમાં જથ્થો મધ્યમ સંખ્યા હોવી જોઈએ, 10²³ ની નજીક કે તેથી વધુ નહીં.
• પરમાણ્વીય વજનને બદલે દળાંકનો ઉપયોગ કરવો: ક્લોરિન 35.45 g/mol છે, 35 કે 37 નહીં.
• મોલ છોડી દેવો: ગ્રામને સીધા કણોમાં કે અલગ પદાર્થના ગ્રામમાં ફેરવી શકાતા નથી.
• મોલર દળ કે મધ્યવર્તી જથ્થાને બહુ વહેલા રાઉન્ડ કરવા, જે નોંધાતો છેલ્લો અંક બદલી શકે છે.