Mol i stała Avogadra

Stała Avogadra jest dziś wartością dokładną

W SI stała Avogadra ma dokładnie N_A = 6,02214076×10²³ mol⁻¹. Ilość substancji n i liczba obiektów N są połączone zależnością N = nN_A, czyli n = N/N_A.

Mol nie jest „bardzo dużą masą” ani synonimem liczby cząsteczek. Jest jednostką ilości substancji, tak jak metr jest jednostką długości. Liczba N jest bezwymiarowym zliczeniem wskazanych obiektów.

Masa molowa tworzy most do wagi laboratoryjnej

Jeśli znamy masę próbki m i masę molową M, ilość substancji wynosi n = m/M. Gdy m podajemy w gramach, M wygodnie podawać w g/mol.

Wartość liczbowa masy molowej w g/mol jest bliska względnej masie cząsteczkowej lub atomowej, ale pojęcia i jednostki są różne. Masa jednej cząsteczki nie jest masą mola tej substancji.

Trzeba zdefiniować jednostkę elementarną

Dla wody możemy liczyć cząsteczki H₂O, atomy wodoru albo atomy tlenu. Jeden mol H₂O zawiera jeden mol cząsteczek, dwa mole atomów H i jeden mol atomów O.

Dla kryształu NaCl wygodniej mówić o jednostkach formułowych niż o cząsteczkach. Jeden mol NaCl zawiera N_A jednostek NaCl, czyli po N_A jonów Na⁺ i Cl⁻.

Współczynniki reakcji są stosunkami molowymi

Równanie 2H₂ + O₂ → 2H₂O mówi, że dwa mole H₂ reagują z jednym molem O₂ i tworzą dwa mole H₂O, jeśli reakcja przebiega zgodnie z tym równaniem i reagentów jest wystarczająco dużo.

Współczynniki nie są masami. Aby przejść od gramów reagenta do gramów produktu, najpierw przeliczamy masę na mole, stosujemy stosunek stechiometryczny, a dopiero potem wracamy do masy.

Rozsądek jednostek wykrywa większość błędów

Dzielenie gramów przez g/mol daje mole; mnożenie moli przez mol⁻¹ daje liczbę obiektów. Śledzenie jednostek pozwala od razu zauważyć odwrócony ułamek lub pomieszanie N z n.

Jeśli wynik mówi o 10²³ cząsteczek w kilku gramach zwykłej substancji, rząd wielkości jest rozsądny. Jeśli otrzymujemy kilka cząsteczek lub 10⁴⁰, należy sprawdzić potęgi dziesięciu i jednostki.

Stężenie molowe jest kolejnym krokiem tego samego rachunku

Jeśli n moli substancji znajduje się w objętości V roztworu, stężenie molowe c = n/V. Dzięki temu można przejść od liczby cząstek przez mole do objętości roztworu, a następnie użyć współczynników reakcji. Każdy etap ma własną jednostkę i nie powinien być wykonywany „w pamięci” bez kontroli wymiarów.

W praktyce dokładność wyniku zależy również od danych: masy molowe mają określoną liczbę cyfr znaczących, szkło miarowe ma tolerancję, a czystość odczynnika może być mniejsza niż 100%. Mol jest definicją dokładną, ale wynik eksperymentalny nie musi być dokładny do nieskończonej liczby cyfr.

Przykłady rozwiązane