mol
Kiejtés
- IPA: [ ˈmol]
Főnév
mol
- (informatika) A mol (jele: mol) a Nemzetközi Mértékegységrendszer (SI) egyik alapegysége, amely az anyagmennyiség mérésére szolgál. Ez az egység kulcsfontosságú a kémia, fizika, biológia és sok más tudományterület számára, mert segítségével meghatározható, hány részecske (atom, molekula, ion vagy más kémiai entitás) van egy adott mennyiségű anyagban.
1. A mol jelentése és alapfogalma
A mol az anyagmennyiség egysége, amely megmutatja, hogy adott mennyiségű anyagban hány elemi részecske található. Ezek a részecskék lehetnek atomok, molekulák, ionok, elektronok vagy más, kémiailag értelmezhető egységek.
Fontos, hogy a mol nem a tömegre vagy térfogatra vonatkozik, hanem a részecskék számára. Ez az egység az anyagi rendszerek mikroszkopikus tulajdonságainak makroszkopikus mérését teszi lehetővé.
2. A mol története és elnevezése
A mol fogalmát a 19. században vezették be, amikor a tudósok felfedezték, hogy az anyagok mennyisége nemcsak tömegük vagy térfogatuk alapján mérhető, hanem a bennük lévő részecskék száma alapján is.
A mol szó a latin moles szóból ered, amely “tömeget”, “halmot” jelent, utalva arra, hogy egy mol nagy mennyiségű részecskét foglal magában.
3. A mol definíciója
3.1 Régi definíció
Korábban a molt úgy definiálták, hogy egy mol az az anyagmennyiség, amelyben annyi részecske van, mint amennyi atom van 12 gramm szén-12 izotópban.
3.2 Jelenlegi definíció (2019-től)
A mol jelenlegi, 2019-ben elfogadott definíciója szerint:
Egy mol az az anyagmennyiség, amely pontosan elemi egységet (részecskét) tartalmaz.
Ez az érték az úgynevezett Avogadro-szám, amely állandó és pontosan rögzített.
Az “elemi egység” lehet atom, molekula, ion, elektron vagy más kémiai entitás.
4. Avogadro-szám
Az Avogadro-szám () az a részecskeszám, amely egy mol anyagban található. Értéke:
Ez a szám óriási, így egyetlen mol anyag rendkívül sok részecskét foglal magában.
5. A mol jelentősége a kémiában
A mol lehetővé teszi a kémiai reakciók mennyiségi leírását, mert az atomok, molekulák, ionok számát pontosan össze lehet hasonlítani.
5.1 Kémiai egyenletek
A kémiai egyenletekben az anyagokat molokban mérik, így megadható, hogy mennyi anyag reagál és keletkezik:
Például a víz képződése:
Ez azt jelenti, hogy 2 mol hidrogén és 1 mol oxigén reagál 2 mol víz képződésére.
5.2 Anyagmennyiség és tömeg kapcsolata
Az anyagmennyiség és a tömeg között kapcsolat van az anyag moláris tömegén keresztül, amely egy mol anyag tömegét adja grammban.
ahol
- a tömeg (g),
- az anyagmennyiség (mol),
- a moláris tömeg (g/mol).
6. Moláris tömeg
A moláris tömeg megmutatja, hogy egy mol adott anyag mennyi tömeget jelent. Például a szén-12 moláris tömege pontosan 12 g/mol.
Ez az érték a periódusos rendszerben feltüntetett atomi vagy molekulatömegek alapján számítható.
7. A mol alkalmazásai
7.1 Kémiai reakciók számítása
A mol segítségével kiszámíthatók a reakcióban részt vevő anyagok mennyiségei, így megtervezhető a kísérlet vagy ipari folyamat.
7.2 Oldatok koncentrációja
Az oldatok koncentrációját molaritásban (mol/liter) mérik, amely megmutatja, hogy hány mol oldott anyag van egy liter oldatban.
7.3 Gázok viselkedése
Az ideális gázok állapotegyenletében az anyagmennyiség molban szerepel:
ahol
- a nyomás,
- a térfogat,
- az anyagmennyiség (mol),
- az ideális gázállandó,
- az abszolút hőmérséklet (K).
8. A mol mérése és meghatározása
A mol meghatározása kísérleti úton történik, például:
- Kristályszerkezet vizsgálatával ismert tömegű anyagból meghatározható a részecskék száma.
- Spektroszkópia és más fizikai módszerek segítségével.
- Elektrokémiai mérések is szolgálhatnak a részecskék számának becslésére.
Az Avogadro-szám precíz meghatározása a modern fizika és metrológia egyik fontos feladata volt.
9. Példák
- 1 mol víz (H₂O) körülbelül 18 g tömegű és vízmolekulát tartalmaz.
- 1 mol oxigénmolekula (O₂) kb. 32 g.
- 1 mol elektron darab elektron tömegével, amely nagyon kicsi.
10. Összefoglalás
A mol az anyagmennyiség SI alapegysége, amely megmutatja, hány részecske van egy adott mennyiségű anyagban. Az egység a 2019-es definíció szerint pontosan részecskét jelent, amely az Avogadro-szám.
A mol használata elengedhetetlen a kémiai számításokban, gázok viselkedésének leírásában és az oldatok koncentrációjának meghatározásában. Ez az egység hidat képez a mikroszkopikus részecskék világa és a makroszkopikus mennyiségek között, így lehetővé teszi a tudomány és technológia precíz és egységes alkalmazását.