bg‑azure

1 mol różnych pierwiastków chemicznych

RCt0RX1YHFbmR1
Porównanie masy trzech jagód i trzech jabłek
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Wyobraź sobie, że masz za zadanie kupić w sklepie trzy jabłka i taką samą ilość jagód. O ile z realizacją pierwszego nie byłoby większego problemu, o tyle kupno dokładnie trzech jagód mogłoby zadziwić sprzedawcę. Nie trudno bowiem zauważyć, że trzy jabłka i trzy jagody znacznie różnią się swoją masą. Zakładając, że kilogram jabłek to trzy jabłka, kilogram jagód to nie trzy jagody, a o wiele więcej owoców. Ta sama reguła tyczy się atomów czy zbudowanych z nich związków chemicznych – molmolmol dwóch różnych związków chemicznych to najczęściej dwie różne masy.

Dla przykładu podano porównanie mola różnych pierwiastków. mol różnych pierwiastków posiada inną masę.

R1701ccR7WtBW
1 mol miedzi Cu 6,02·1023 atomów miedzi znajduje się w 63,546 g miedzi. Na fotografii znajduje się miedź rodzima. Ma nieregularny kształt., 1 mol żelaza Fe 6,02·1023 atomów żelaza znajduje się w 55,845 g żelaza. Na fotografii znajduje się wysokiej czystości żelazo. Ma różne kształty - cienkich płytek, połączonych zes obą kulek, sześcianu o gładkich ścianach., 1 mol złota Au 6,02·1023 atomów złota znajduje się w 196,966 g złota. Na fotografii znajduje się krystaliczne złoto. Przybiera kształt delikatnej gałązki.
Źródło: Jonathan Zander, dostępny w internecie: pl.wikipedia.org, licencja: CC BY 3.0.
bg‑azure

Jak powiązać mol z masą?

MolmolMol jest podstawową jednostką liczności materii. Jest to podobna jednostka, jak np. tuzin, który oznacza sztuk. Za pomocą liczby Avogadro, która wynosi NA=6,02214076·1023 mol-1, można wyznaczyć ilość atomów, jonów lub cząsteczek, która znajduje się w jednym molu analizowanej próbki. Z tego powodu nie da się „zważyć” mola, ponieważ jest to jednostka liczności. Dlatego wprowadzono inne pojęcie, które umożliwia powiązanie liczby moli z gramami. Masa jednego mola danej substancji w gramach to jej masa molowamasa molowamasa molowa. Powstaje tylko pytanie – jak ją obliczyć?

bg‑azure

Historia mola

R19k2QeBR2PnD1
1805 Pierwsza tabela masy atomowej Pierwsza tabela masy atomowej została opublikowana w 1805 roku przez Johna Daltona. Oparta była na systemie, w którym względną masę atomową wodoru zdefiniowano jako jeden. W kolejnych latach, Jöns Jacob Berzelius określił masy atomowe pierwiastków z większą dokładnością. Był również pierwszym chemikiem, który wykorzystał masę tlenu jako wzorzec i do niego porównywał inne masy pierwiastków. 1897 Wprowadzenie jednostki mol W 1897 roku Wilhelm Ostwald wprowadził jednostkę „mol” od niemieckiego słowa Molekül (cząsteczka). 1960 Zdefiniowanie mola W latach '60 mol został zdefiniowany jako ilość, która zawiera tyle indywiduów, ile jest w 0,012 kg węgla-12. Definicja została wprowadzona przez Międzynarodowe Biuro Miar i Wag. 1909 Liczba Avogadro Liczba Avogadro została wprowadzona w 1909 roku przez fizyka Jeana Perina, który zdefiniował ją jako liczbę cząsteczek w dokładnie 32  gramach tlenu. Liczba ta została wprowadzona w celu ujednolicenia masy mola substancji w gramach. Jej nazwa pochodzi od włoskiego naukowca Amadeo Avogadro, który zapoczątkował badania w tej tematyce. Perrin określił liczbę Avogadro za pomocą kilku różnych metod eksperymentalnych. Otrzymał Nagrodę Nobla w 1926 roku. 1971 Mol jednostką układu SI W 1971 roku mol stał się siódmą jednostką układu SI. 20.5.2019 Ujednolicenie definicji mola 20 maja 2019 roku definicja jednostki mola została ujednolicona. Jeden mol zawiera dokładnie 6,022140761023 indywiduów chemicznych
bg‑azure

Co to jest masa molowa?

Masa jednego mola pierwiastków lub związku chemicznegozwiązek chemicznyzwiązku chemicznego jest nazywana masą molową. Jej jednostką w układzie SI jest kg·mol-1, choć najczęściej jest wyrażana w g·mol-1 i oznaczona symbolem . W dolnym indeksie należy dodać informację o rodzaju substancjisubstancja chemicznasubstancji (np. MFe, MNaOH).

Średnia masa atomowamasa atomowamasa atomowa żelaza wynosi 55,84 u. W związku z tym jeden mol atomów żelaza ma masę 55,84 g. Do określania masy jednego mola pierwiastka można wykorzystać dane zawarte w układzie okresowym pierwiastków.

W poniższej tabeli przedstawione zostały masy atomowe, masy molowe oraz masy mola wybranych pierwiastków.

Symbol

Pierwiastek

Średnia
masa
atomowa

Masa mola

Masa molowa

sód

22,990 u

22,990 g

22,990 g·mol-1

magnez

24,305 u

24,305 g

24,305 g·mol-1

węgiel

12,010 u

12,010 g

12,010 g·mol-1

Na poniższym rysunku porównano ilości, jakie stanowi jeden mol pierwiastka.

RjUf7JVlPNJjQ1
Na ilustracji głównej znajduje się pięć próbek pierwiastków. Każda próbka składa się z 1 mola atomów pierwiastka. Zgodnie z ruchem wskazówek zegara od prawego górnego rogu: 32 gramów siarki (żółty proszek), 201 gramów rtęci (w stanie ciekłym), 207 gramów ołowiu (szary prostopadłościan), 64 gramów miedzi (brązowe kulki) i 12 gramów węgla (czarny proszek).
Mol jest jednostką liczności materii. Jeden mol zawiera 6,02214076 · 1023 elementów.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑azure

Jak obliczyć masę molową związku chemicznego?

Wartość liczbowa masy molowej jest równa masie atomowej (pierwiastka) lub cząsteczkowej (związku chemicznego), wyrażonej w gramach. Oznacza to, że aby obliczyć masę molową, wystarczy obliczyć masę cząsteczkową/atomową, podaną w unitach (), a jako jednostki podać gramy.

1
Polecenie 1

Oblicz masę molową glukozy. Wzór sumaryczny glukozy to: .

R8Pu0PDRfJN44
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1F9XnPYj9DDh
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
R107z5CR8OfVd
(Uzupełnij).

Próbki różnych substancji, które zawierają jeden mol (atomów, cząsteczek, jonów), mają zazwyczaj różne masy i różne objętości.

RmfMAxY1nMtHf1
Każda z przedstawionych na grafice próbek związków chemicznych odwzorowuje 1 mol danego związku chemicznego (zielony: 1 mol NiCl2⋅6H2O - jego masa molowa wynosi 237,7 g/mol; pomarańczowy: 1 mol Na2Cr2O7 - jego masa molowa wynosi 262 g/mol; niebieski: 1 mol CuSO4⋅5H2O - jego masa molowa wynosi 249,7 g/mol; bordowy (śliwkowy): 1 mol CoCl2⋅6H2O - jego masa molowa wynosi 237,9 g/mol; biały: NaCl - jego masa molowa wynosi  58,4 g/mol.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Polecenie 2

Oblicz masę molową azotanu() magnezu MgNO32.

RAC29THjgZzLH
Rozwiązanie oraz odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.
R1IZzffesW95G
(Uzupełnij).
bg‑azure

Obliczanie liczby moli związku chemicznego w próbce o podanej masie i odwrotnie

Mol jest podstawową jednostką liczności w chemii. Zapewnia chemikom możliwość łatwej konwersji między masą substancji, a liczbą pojedynczych atomów, cząsteczek czy jonów. I odwrotnie, umożliwia chemikom obliczenie masy substancji potrzebnej do uzyskania pożądanej liczby atomów, cząsteczek czy jonów. Do obliczeń  związanych z pojęciem mola można wykorzystywać poniższe wzory lub skorzystać z proporcji.

m=n·M,

gdzie:

  •  – masa próbki ;

  •  – masa molowa ;

  •  – liczba moli .

Aby obliczyć liczbę moli indywiduów chemicznych, znając masę próbki, należy podzielić masę w gramach przez masę molową:

n=mM
1
Polecenie 3

Oblicz masę 0,2 mola węgla. Masa molowa węgla wynosi 12,01 gmol.

R15teTsx2wdbZ
Rozwiązanie oraz odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.
R1PEwX05T8Y0r
(Uzupełnij).
1
Polecenie 4

Oblicz liczbę moli HBr zawartą w 2,48 g tej substancji.

RMuwvez2PDnwC
Rozwiązanie oraz odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.
ReGiSHTUISan3
(Uzupełnij).

Słownik

masa molowa
masa molowa

masa mola substancji, liczona jako stosunek masy substancji do liczby moli substancji zawartych w tej masie

mol
mol

jednostka liczności (ilości) materii, podstawowa w układzie SI. Jeden mol zawiera  6,02214076·1023 elementów

związek chemiczny
związek chemiczny

substancja jednorodna; połączenie dwóch lub więcej atomów/jonów danych pierwiastków chemicznych za pomocą dowolnego wiązania chemicznego, zwykle w ściśle określonych proporcjach, mająca odmienne właściwości od właściwości tworzących ją składników

substancja chemiczna
substancja chemiczna

pierwiastek chemiczny w stanie niezwiązanym – substancja prosta lub związek chemiczny - substancja złożona

masa atomowa
masa atomowa

ma; masa atomu izotopu lub średnia masa atomu pierwiastka chemicznego (dla naturalnego składu izotopowego)

Bibliografia

Atkins P., Jones L., Chemical Principles: The Quest for Insight, 5th Edition, New York 2009.

Chemia. Arkusze egzaminacyjne, Kraków 2008.

encyklopedia.pwn.pl