7.1 – Mol

I supermarkedet, kan du købe øg i dusin, eller sodavand i rammer. Hos en boghandel, kan blyanter bestilles i kolli og papir i pakker. Almindelige udtryk som dusin, rammer, kolli og pakker, bruges til at tælle antallet af varer som de består af. For eksempel, når du køber et dusin æg, ved du, at du vil få 12 æg i en karton.

Avogadros tal

I kemi, tælles partikler som for eksempel atomer, molekyler, og ioner, i mol, en enhed der kaldes Avogadros tal (eller Avogadros konstant) der indeholder 6,022 · 10²³ styk. Avogadros tal er et meget stort tal, fordi atomer er så små, at det kræver et ekstremt stort antal atomer, for at levere en stor nok mængde til, at kunne blive vejet og anvendt i kemiske reaktioner. Avogadros tal er opkaldt efter Amedo A Avogadro (1776-1856), en italiensk fysiker.

En mol af et hvilket som helst grundstof, indeholder Avogadros tal atomer. For eksempel indeholder en mol carbon 6,022 · 10²³ atomer carbon; en mol aluminium indeholder 6,022 · 10²³ atomer aluminium; en mol svovl indeholder 6,022 · 10²³ atomer svovl.

En mol af et grundstof = 6,022 · 10²³ atomer af det grundstof

Avogadros tal fortæller os, at en mol af en forbindelse, indeholder 6,022 · 10²³ af den bestemte type af partikler, som forbindelsen består af. En mol af en molekylær forbindelse, indeholder Avogadros tal molekyler. For eksempel, indeholder 1 mol CO₂, 6,022 · 10²³ molekyler af CO₂. For en ionforbindelse, indeholder 1 mol Avogadros tal af formelenheder, hvilket er gruppen af ioner, der er repræsenteret af dens formel. For ionformlen, NaCl, indeholder 1 mol 6,022 · 10²³ formel enheder NaCl (Na⁺, Cl^–). Tabel 7.1 giver nogle eksempler på antallet af partikler i nogle 1 mol mængder.

Vi kan bruge Avogadros tal som en konverteringsfaktor, til at konvertere mellem mol af et stof og antallet af partikler det indeholder:

For eksempel kan vi bruge Avogadros tal, til at konvertere 4,00 mol jern, til antal atomer af jern:

Vi kan også bruge Avogadros tal, til at konvertere 3,01 $ 10²⁴ molekyler CO₂ til mol CO₂:

I beregninger mellem mol og antal partikler, er antallet af mol lille i sammenligning med antallet af atomer eller molekyler, der er stort.

Konceptforståelse 7.1

Mol og partikler Forklar hvorfor 0,20 mol aluminium er et lille tal, men antallet af atomer i 0,20 mol er et stort tal: 1,2 · 1023 atomer aluminium. Svar Udtrykket mol, er en enhed der repræsenterer 6,022 · 1023 partikler. Fordi atomer er submikroskopiske partikler, er der et stort antal atomer til stede i 1 mol aluminium.

Opgaveeksempel 7.1

Beregning af antallet af molekyler Hvor mange molekyler er til stede i 1,75 mol carbondioxid? Den faste form af carbondioxid, er kendt under navnet ”tøris”. Løsning Trin 1: Angiv den oplyste mængde og den ønskede mængde. Trin 2: Opstil en plan til konvertering af mol til atomer eller molekyler. mol CO2 · Avogadros tal = molekyler CO2 Trin 3: Brug avogadros tal, til at opstille konverteringsfaktorerne. Trin 4: Opstil opgaven og beregn antallet af partikler.

Mol grundstoffer i en kemisk formel

Vi har lært, at de nedsænkede tal i en kemisk formel, er det samme som antallet af atomer af hver type grundstof i en forbindelse. For eksempel, består et molekyle NH₃, af et N atom og tre H atomer. Hvis vi har 6,022 · 10²³ molekyler (1 mol) NH₃, ville det indeholde 6,022 · 10²³ atomer (1 mol) N, og 3 · 6,022 · 10²³ atomer (3 mol) H. Derfor, refererer hvert nedsænket tal i en formel, til antallet af mol af hvert grundstof, i en mol af forbindelsen. For eksempel fortæller det nedsænkede tal i formlen NH₃, at en mol NH₃ molekyler, indeholder 1 mol N atomer og 3 mol H atomer.

Den kemiske formels nedsænkede tal beskriver:

Aspirin, C₆H₈O₄, er et stof der brudes til smertelindring og inflammation i kroppen. Ved at bruge de nedsænkede tal i formlen for aspirin, kan vi se at der er 9 carbonatomer, 8 hydrogenatomer, og 4 oxygenatomer. De nedsænkede tal i formlen for aspirin, fortæller os også hvor mange mol af hvert grundstof der er, i 1 mol aspirin: 9 mol C atomer, 8 mol H atomer, og 4 mol O atomer.

 Den kemiske formels nedsænkede tal fortæller at:

Ved at bruge de nedsænkede tal i formlen C₉H₈O₄, kan vi opstille konverteringsfaktorerne for hvert af grundstofferne i en mol aspirin:

Konceptforståelse 7.2

Brug af nedsænkede tal i en kemisk forbindelse Angiv antal mol af hvert grundstof i en mol af hver af de følgende: a. C8H9NO, acetaminophen b. Zn(C2H3O2)2, ernæringssuplement med zink Svar a. De nedsænkede tal i formlen C8H9NO angiver, at 1 mol af acetaminophen indeholder 8 mol C, 9 mol H, 1 mol N, og 1 mol O. b. I formlen Zn(C2H3O2)2, er det nedsænkede tal 1 underforstået for Zn som i 1 mol Zn. Det nedsænkede tal uden for parentesen angiver, at der er 2 mol af ionen C2H3O2– i den kemiske formel. Derfor er der 1 mol Zn, 4 mol C, 6 mol H, og 4 mol O i en mol af Zn(C2H3O2)2.

Opgaveeksempel 7.2

Beregning af antal mol af et grundstof i en forbindelse Hvor mange mol carbon er der i 1,50 mol aspirin, C9H8O4? Trin 1: Angiv den oplyste mængde og den ønskede mængde. Trin 2: Opstil en konverteringsfaktor, for at konvertere mol af en forbindelse, til mol af et grundstof. Trin 3: Opstil ligeværdi og konverteringsfaktorer ved at bruge de nedsænkede tal. Trin 4: Opstil opgaven, og beregn antal mol af grundstoffet.

7.2 – Molar masse →