Mol, kêşa molar û hejmara Avogadro

Jimartina pariyan bi kişandinê

Atom pir piçûk in ku yek bi yek bêne jimartin, ji ber vê yekê kîmyager wan di komên diyarkirî de dijmêrin, wekî dikanek hêkan bi dozdeyan dijmêre. Kom mol e. Ji sala 2019 ve, piştî guhertina SI, yek mol tam 6.02214076 × 10²³ yekeyên diyarkirî dihewîne, û sabîta Avogadro tam wekî 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹ hatiye pênasekirin. Ji bo hesaban, 6.022 × 10²³ mol⁻¹ bi gelemperî bes e.

Divê yekeya jimartinê her gav were diyarkirin. Molek atomên oksîjenê (O) û molek molekulên oksîjenê (O₂) heman hejmara yekeyan dihewînin, lê ya duyemîn du carî zêdetir atom dihewîne û du carî girse heye. Nivîsandina formulê li tenişta her mîqdarê, wekî di 0.50 mol O₂ de, pir tevliheviya ku xwendekar bi mol re rû bi rû dibin dişûbîne.

Çima gram li molê bi kêşa formulê re li hev tê

Kêşa atomî ya standard a elementekê navînek bêyekeyî ya girseyên îzotopên wê ye, bi pirbûna wan a xwezayî hatiye giranîkirin û li gorî yek ji diwazdehê girseya atomeke karbon-12 hatiye derbirîn. Mol di eslê xwe de wiha hatibû pênasekirin ku molek ji maddeyekê girseyeke bi gram heye ku bi hejmar bi kêşa wê ya atomî an formulê re wekhev e. Ji pênasekirina nû ya sala 2019 ve ev lihevhatin ji hêla pênaseyê ve êdî ne tam e, lê dîsa jî heta nêzîkî yek perçeyê di milyarekê de rast e. Kêşa atomî ya klorê nêzîkî 35.45 e, ji ber vê yekê kêşa wê ya molar 35.45 g/mol e, tevî ku tu atomeke klorê ya takekesî ev girse nîne; klora rastîn tevliheviyeke klor-35 û klor-37 e.

Ev rêber kêşên atomî yên standard ên IUPAC bi kar tîne ku heta du cihên dehyekan hatine bidorkirin: H 1.01, C 12.01, N 14.01, O 16.00, Al 26.98 û S 32.06. Ji bo dîtina kêşa molar a pêkhateyekê, kêşên atomî yên her atomê di formulê de li hev bike, her yekê bi jêrnivîsa wê û bi her pirkerekî li derveyî parantezan re bipirkîne.

Ji bo sulfata alumînyûmê, Al₂(SO₄)₃, parantez sê komên sulfatê tê wateya. Ji ber vê yekê yekeya formulê 2 Al, 3 S û 12 O dihewîne: 2(26.98) + 3(32.06) + 12(16.00) = 53.96 + 96.18 + 192.00 = 342.14 g/mol.

Nexşeya gram, mol û parî

Her pirsgirêkek di vê mijarê de rêyek e di nav sê qutiyan de: girse bi gram, mîqdar bi mol û hejmara pariyan. Kêşa molar du yekem girê dide; sabîta Avogadro du dawîn girê dide. Mol her gav rawestga navîn e. Veguhertineke rasterast ji gram bo parî tune ye ku molê derbas bike.

Di nav qutiya pariyan de gavek din heye. Formulek dibêje di molekulek an yekeyeke formulê de çend atom an îyonên her cure hene, û ew jêrnivîs faktorên jimartinê yên rast in.

• Gram bo mol: bi kêşa molar dabeş bike (bi 1 mol / M g bipirkîne).
• Mol bo gram: bi kêşa molar bipirkîne.
• Mol bo parî: bi 6.022 × 10²³ ji bo her molê bipirkîne.
• Parî bo mol: bi 6.022 × 10²³ ji bo her molê dabeş bike.
• Molekul an yekeyên formulê bo atom an îyonan: bi jêrnivîsa wê atom an îyonê bipirkîne.

Mînaka çareserkirî: ji miligramên kafeînê bo atomên nîtrojenê

Nimûneyek kafeînê, C₈H₁₀N₄O₂, girseya wê 95.0 mg e. Çend molekulên kafeînê û çend atomên nîtrojenê dihewîne?

Gava 1, kêşa molar: 8(12.01) + 10(1.01) + 4(14.01) + 2(16.00) = 96.08 + 10.10 + 56.04 + 32.00 = 194.22 g/mol. Gava 2, girseyê veguherîne gram û paşê bo mol: 95.0 mg × (10⁻³ g / 1 mg) = 0.0950 g, û 0.0950 g × (1 mol / 194.22 g) = 4.8914 × 10⁻⁴ mol. Reqemên zêde ji bo niha biparêze.

Gava 3, mol bo molekul: 4.8914 × 10⁻⁴ mol × 6.022 × 10²³ molekul/mol = 2.9456 × 10²⁰, wekî 2.95 × 10²⁰ molekul tê raporkirin. Gava 4, her molekul çar atomên nîtrojenê heye, jimartineke rast: 2.9456 × 10²⁰ × 4 = 1.18 × 10²¹ atomên nîtrojenê. Girseya 95.0 mg sê reqemên girîng heye, ji ber vê yekê her du bersiv jî hene.

Mezinahiyê kontrol bike: ya dehyekê gramekê perçeyeke piçûk a molekê ye ji maddeyeke ku kêşa wê ya molar nêzîkî 200 g/mol e, ji ber vê yekê mîqdar divê nêzîkî 0.1 ÷ 200 = 5 × 10⁻⁴ mol be, û hejmara molekulan divê pir ji 10²³ kêmtir be. Her du kontrol derbas dibin.

Mînaka çareserkirî: ji hejmara yekeyên formulê vegere gram

Nimûneyek sulfata alumînyûmê 3.15 × 10²² yekeyên formulê dihewîne. Girseya wê çi ye, û çend îyonên sulfatê û atomên oksîjenê dihewîne?

Gava 1, parî bo mol: 3.15 × 10²² ÷ 6.022 × 10²³ mol⁻¹ = 0.052308 mol. Gava 2, mol bo gram bi kêşa molar a ku berê hatiye dîtin: 0.052308 mol × 342.14 g/mol = 17.897 g, wekî 17.9 g tê raporkirin.

Gava 3, formulê wekî amûreke jimartinê bi kar bîne. Her yekeyek formulê Al₂(SO₄)₃ sê îyonên sulfatê, SO₄²⁻, dihewîne, ji ber vê yekê nimûne 3 × 3.15 × 10²² = 9.45 × 10²² îyonên sulfatê digire. Her yekeyek formulê 12 atomên oksîjenê heye, ji ber vê yekê nimûne 12 × 3.15 × 10²² = 3.78 × 10²³ atomên oksîjenê digire, piçekî ji nîv molê atomên oksîjenê zêdetir. Pêkhateyên îyonî ji yekeyên formulê pêk tên, ne ji molekulan, lê mentiqê jimartinê wekhev e.

Xeletiyên molê yên ku ji windakirina yekeya jimartinê têne

Gelek şaşiyên molê xeletiyên hesabê nînin. Ew ji bîrkirina ya ku tê jimartin an ji sepandina faktorekê bi arasteya şaş têne. Texmîneke bilez berî hesabkirinê piraniya wan digire.

Her mîqdarê bi yekeya xwe û bi yekeya jimartinê re binivîse, wekî 0.0523 mol Al₂(SO₄)₃ an 9.45 × 10²² îyonên SO₄²⁻, û tîra li ser nexşeya gram, mol û parî ku her gav dişopîne bi nav bike. Gavek ku bi tu tîrê re li hev nayê bi gelemperî xeletî ye.

• Tevlihevkirina atom û molekulan: 1.0 mol O₂ girseya 32.00 g heye, ne 16.00 g, û 2.0 mol atomên O dihewîne.
• Paşguhkirina pirkera li derveyî parantezan: di Al₂(SO₄)₃ de ji bo her yekeya formulê 12 atomên oksîjenê hene, ne 4.
• Pirkirina bi sabîta Avogadro dema parî bo mol tên veguhertin: mîqdara bi mol ji bo nimûneyeke laboratuvarê ya asayî divê hejmareke nerm be, ne tiştek nêzîkî 10²³ an jî zêdetir.
• Bikaranîna hejmara girseyê li şûna kêşa atomî: klor 35.45 g/mol e, ne 35 û ne jî 37.
• Derbaskirina molê: gram rasterast nikarin bo parî an bo gramên maddeyeke cuda werin veguhertin.
• Bidorkirina kêşa molar an mîqdarên navbeynkar pir zû, ku dikare reqema dawîn a raporkirî biguherîne.