Mol ve Avogadro sabiti
Mol, mikroskobik tanecik sayısını laboratuvarda ölçülebilen madde miktarı ve kütleyle bağlayan SI birimidir. Bir mol, tanımlanmış temel varlıktan tam olarak 6,02214076 × 10²³ adet içerir. Hesaplamada atom, molekül, iyon, elektron veya formül birimi sayıldığının açıkça belirtilmesi gerekir.
Görsel model
Etkileşimli model
Avogadro sabiti tam tanımlıdır
N_A = 6,02214076 × 10²³ mol⁻¹ SI'da kesin değerdir. N = nN_A bağıntısı n madde miktarını N tanecik sayısına, n = N/N_A ise tanecik sayısını mole dönüştürür.
Bir mol her zaman 'bir mol molekül' demek değildir. Bir mol NaCl kristali bir mol NaCl formül birimi, dolayısıyla bir mol Na⁺ ve bir mol Cl⁻ içerir. Bir mol He ise bir mol helyum atomudur.
Kütleden mole geçiş
Laboratuvarda madde miktarı çoğu zaman n = m/M ile bulunur. m örnek kütlesi, M molar kütledir. m gram ve M g mol⁻¹ alınırsa birimler sadeleşerek mol verir.
18,015 g H₂O için M ≈ 18,015 g mol⁻¹ olduğundan örnek yaklaşık 1 mol su molekülüdür. Bu miktarda 2 mol H atomu ve 1 mol O atomu bulunur.
Denklem katsayıları mol oranıdır
Denkleştirilmiş tepkimedeki katsayılar hem tanecik hem mol oranlarını verir. 2H₂ + O₂ → 2H₂O tepkimesinde iki mol H₂ için bir mol O₂ tüketilir ve sınırlayıcı madde yeterliyse iki mol H₂O oluşur.
Katsayılar alt indislerle karıştırılmamalıdır. H₂ içindeki ₂ tek molekülün bileşimini belirtir; formülün önündeki 2 ise iki molekül ya da iki mol molekülü ifade eder.
Gazlar ve çözeltiler
İdeal gaz için mol sayısı PV = nRT ile basınç, hacim ve sıcaklığa bağlanır. Tek bir 'molar hacim' ancak belirtilmiş sıcaklık ve basınçta geçerlidir; koşullar değişirse hacim de değişir.
Çözeltilerde molar derişim c = n/V kullanılır. 0,250 mol madde 0,500 L çözeltideyse c = 0,500 mol L⁻¹ olur. Seyreltmede çözünenin mol sayısı sabit kalabilirken derişim azalır.
Ölçüm ve ölçek
N_A kesin olsa da tartılan kütle ve kullanılan molar kütlenin belirsizliği olabilir. Hesap makinesinin çok basamak göstermesi sonucu daha doğru yapmaz; anlamlı basamak sayısı giriş verilerinin kalitesini yansıtmalıdır.
Avogadro sayısı çok büyüktür: yalnızca 1 mmol bile yaklaşık 6,022 × 10²⁰ tanecik içerir. Mol, atomik ölçek ile makroskopik laboratuvar ölçeği arasında pratik bir köprüdür.
Alıştırmalar
Su
M(H₂O)=18,015 g mol⁻¹ ise 36,03 g su kaç moldür?
Çözüm: n = 36,03/18,015 = 2,000 mol.
Molekül sayısı
0,500 mol CO₂ kaç molekül içerir?
Çözüm: N = 0,500·6,02214076×10²³ ≈ 3,011×10²³ molekül.
NaCl
1 mol NaCl kristali iyon sayımı açısından ne ifade eder?
Çözüm: 1 mol Na⁺ ve 1 mol Cl⁻, yani toplam 2 mol iyon içerir.