Mol a Avogadrova konstanta

Avogadrova konstanta je dnes přesná hodnota

V SI platí přesně N_A = 6,02214076×10²³ mol⁻¹. Látkové množství n a počet objektů N spojuje N = nN_A, tedy n = N/N_A.

Mol není „velká hmotnost“ ani synonymum počtu částic. Je to jednotka látkového množství stejně jako metr je jednotka délky. N je bezrozměrný počet určených objektů.

Molární hmotnost propojuje mol s laboratorními vahami

Známe-li hmotnost vzorku m a molární hmotnost M, platí n = m/M. Při hmotnosti v gramech je praktické používat M v g/mol.

Číselná hodnota molární hmotnosti v g/mol se podobá relativní molekulové či atomové hmotnosti, ale pojmy a jednotky nejsou stejné. Hmotnost jedné molekuly není hmotnost jednoho molu.

Elementární entitu musíme pojmenovat

U vody můžeme počítat molekuly H₂O, atomy vodíku nebo atomy kyslíku. Jeden mol H₂O obsahuje jeden mol molekul, dva moly atomů H a jeden mol atomů O.

U krystalu NaCl je vhodnější mluvit o vzorcových jednotkách než o molekulách. Jeden mol NaCl obsahuje N_A jednotek NaCl, tedy N_A iontů Na⁺ a N_A iontů Cl⁻.

Reakční koeficienty jsou molární poměry

Rovnice 2H₂ + O₂ → 2H₂O říká, že dva moly H₂ reagují s jedním molem O₂ a vytvářejí dva moly H₂O, pokud je dostatek reaktantů a reakce proběhne podle rovnice.

Koeficienty nejsou hmotnosti. Při převodu gramů reaktantu na gramy produktu nejprve převedeme hmotnost na moly, použijeme stechiometrický poměr a teprve pak se vrátíme k hmotnosti.

Kontrola jednotek odhalí většinu chyb

Gramy dělené g/mol dávají moly; moly násobené mol⁻¹ dávají počet objektů. Sledování jednotek rychle odhalí převrácený zlomek nebo záměnu N a n.

Výsledek řádu 10²³ molekul pro několik gramů běžné látky je rozumný. Vyjdou-li jednotky částic nebo naopak 10⁴⁰, je třeba prověřit mocniny deseti a převody.

Molární koncentrace je další krok stejného účetnictví

Je-li n molů látky v objemu roztoku V, molární koncentrace je c = n/V. Tím lze přejít od počtu částic přes moly k objemu roztoku a následně použít stechiometrické koeficienty. Každý krok má vlastní jednotku a je vhodné kontrolovat rozměry místo počítání „zpaměti“.

Přesnost výsledku navíc závisí na datech: molární hmotnosti mají omezený počet platných číslic, odměrné sklo toleranci a čistota činidla nemusí být 100 %. Definice molu je přesná, experimentální výsledek však není automaticky nekonečně přesný.

Řešené příklady