Mols
Mole ir SI mērvienība, ko izmanto, lai izmērītu lietu (parasti atomu vai molekulu) skaitu. Viens mols ir vienāds ar 6,02214078×1023 tādu pašu lietu (Avogadro skaitlis). Piemēram, viens mols vīnogu ir 6,02214078×1023 vīnogu.
Avogadro skaitļa mērījumu 2019. gadā precizēja līdz 6,02214078×1023.
Zinātnieki izmanto šo skaitli, jo tas ir oglekļa atomu skaits 12 gramos oglekļa-12, kas ir visbiežāk sastopamais oglekļa veids. Jebkuru daudzumu var izmērīt molos, bet tas nav praktiski izmantojams lielākajā daļā uzdevumu, jo šī vērtība ir ļoti liela. Piemēram, viens mols greipfrūtu būtu tikpat liels kā zeme.
Šo skaitli nav viegli izteikt vārdos. Tuvākais "parastais" skaitlis ir viens miljons-miljons-miljons-miljons-miljons, kas ir 1024.
Tā kā dažādām molekulām un atomiem nav vienādas masas, viens mols vienas lietas nesver tikpat, cik viens mols kādas citas lietas. Atomu un molekulu masu mēra amu. Viens amu ir vienāds ar vienu gramu uz vienu moli. Tas nozīmē, ka, ja atoma masa ir viens amu, viens šā atoma mols sver vienu gramu.
Matemātika ar molu
Moli = masa (g) / relatīvā masa (gramos uz vienu molu)
Piemērs: Cik daudz molu ir 20 gramos ūdeņraža?
Ūdeņraža relatīvajai masai var izmantot vērtību 1, lai gan pareizā vērtība ir nedaudz lielāka. Tātad: moli = masa/relatīvā masa = 20/1 = 20 moli.
Moli = koncentrācija (mol/dm3) x tilpums (dm3)
Piemērs: Cik moli ir 100 cm3 0,1 M H2SO4?
1 dm3 ir tas pats, kas 1000 cm3, tāpēc vērtība kubikcentimetros jādala ar 1000. 100/1000 x 0,1 = 0,01 mola.
Metāna molekulu veido viens oglekļa atoms un četri ūdeņraža atomi. Oglekļa masa ir 12,011 u, bet ūdeņraža masa ir 1,008 u. Tas nozīmē, ka vienas metāna molekulas masa ir 12,011 u + (4 × 1,008 u) jeb 16,043 u. Tas nozīmē, ka viena metāna mola masa ir 16,043 grami.
Molu var iztēloties kā divus dažāda lieluma maisiņus ar dažāda izmēra bumbiņām. Vienā maisā ir 3 tenisa bumbiņas, bet otrā - 3 futbola bumbas. Abos maisos ir vienāds bumbiņu skaits, bet futbola bumbiņu masa ir daudz lielāka. Tas ir atšķirīgs veids, kā mērīt lietas. Moli mēra daļiņu skaitu, nevis masu. Tātad abos maisos ir trīs moli.
Mols ir vienkārši lietu skaita vienība. Citas bieži sastopamas vienības ir ducis, kas nozīmē 12, un score, kas nozīmē 20. Līdzīgi arī mols attiecas uz konkrētu daudzumu - tā atšķirīgā iezīme ir tā, ka tā skaits ir daudz lielāks nekā citām parastajām vienībām. Šādas mērvienības parasti izgudro, ja esošās mērvienības kaut ko nevar pietiekami viegli aprakstīt. Ķīmiskās reakcijas parasti notiek starp dažāda svara molekulām, kas nozīmē, ka masas mērījumi (piemēram, grami) var būt maldinoši, salīdzinot atsevišķu molekulu reakcijas. No otras puses, arī absolūtā atomu/molekulu/jonu skaita izmantošana būtu mulsinoša, jo milzīgo skaitļu dēļ būtu pārāk viegli kļūdīties vai izlaist kādu skaitli. Tādējādi darbs ar moliem ļauj zinātniekiem atsaukties uz konkrētu molekulu vai atomu daudzumu, neizmantojot pārāk lielus skaitļus.
Saistītās vienības
Molārās koncentrācijas SI vienības ir mol/m3. Tomēr lielākoties ķīmijas rakstos izmanto mol/dm3 jeb mol dm-3, kas ir tas pats, kas mol/l. Šīs mērvienības bieži raksta ar lielo burtu M (izrunā "molārs"), dažreiz pirms tām pievieno SI priedēkli, piemēram, milimol/l (mmol/l) vai milimolārs (mM), mikromol/l (µmol/l) vai mikromolārs (µM), nanomol/l (nmol/l) vai nanomolārs (nM).
Ķīmiskās reakcijas absolūtais iznākums lielākoties tiek izteikts molos (to sauc par "molāro iznākumu").
Jautājumi un atbildes
J: Kāda ir SI mērvienība, ko izmanto molekulu un atomu mērīšanai?
A: SI mērvienība, ko izmanto molekulu un atomu mērīšanai, ir mols.
J: Cik daudz molekulu ir molā?
A: Viens mols satur aptuveni 600 septimilijonus molekulu.
J: Kāpēc zinātnieki izmanto šo skaitli?
A: Zinātnieki izmanto šo skaitli, jo 1 grams ūdeņraža atbilst 1 mols atomu.
J: Kāda ir viena mola precīza vērtība?
Atbilde: Viena mola precīza vērtība ir 6,02214078×1023, kas nosaukta tā izgudrotāja Avogadro vārdā.
J: Vai ir praktiski mērīt lielāko daļu funkciju molos?
Atbilde: Nē, lielāko daļu uzdevumu nav praktiski mērīt ar moliem, jo šī vērtība ir tik milzīga, ka viens greipfrūta mols būtu vienāds ar Zemes izmēru.
J: Kā izmērīt dažādas molekulas un atomus?
A: Dažādas molekulas un atomi tiek mērīti amu (atomu masas vienībās).
J: Kā amu ir saistīts ar gramiem uz molu? A: Viena ampula ir vienāda ar vienu gramu uz vienu molu, kas nozīmē, ka, ja atoma masa ir viena ampula, tad viens šā atoma mols sver vienu gramu.
