Co to jest mol?

1. Wstęp

W życiu codziennym codziennie coś mierzymy. Robimy to poprzez ważenie (ile kilo wrzucamy już na sztangę) lub poprzez liczenie (kolejnych pryszczy na nieskalanej dotąd młodzieńczej twarzy). Mamy do tego różne jednostki − odpowiednio kilogramy czy (może już nieco przestarzały) tuzin.

Teraz chcemy właściwie zrobić to samo. Chcielibyśmy wiedzieć ile mamy atomów, cząsteczek czy jonów. Tylko, że o ile pryszcze bez problemu podliczymy, to jakim cudem mamy policzyć coś, co jest tak małe? I tutaj wkracza mol!

2. Co to jest mol?

Definicję mola zrzucamy na dół[1] tego postu, bo jest kurde nieprzystępna. Fuj! Ale i tak zerknij, bo czeka Cię tam zwrot akcji.

No więc o co chodzi z tym molem? Widzisz, problem z kilogramem (czyli : ważeniem) (czy ogólnie jednostką masy) jest taki, że nic nam nie mówi o ilości. W kilogramie siarki oraz kilogramie żelaza będzie znajdować się kompletnie inna liczba atomów, a przecież obu jest po tysiąc gram!

Ok, to spróbujemy w drugą stronę. Czy jak wezmę po tysiąc atomów siarki i żelaza to będą ważyły one tyle samo? Jak możesz się domyślać − nie! I to jest właśnie problem z liczeniem.

Mol jest zatem taką jednostką, która jednocześnie informuje nas o masie oraz ilości. I dlatego jest tak zajebista, że z ,,podstawówkowymi” unitami możesz się właściwie pożegnać.

Sztampowo podążając za podręcznikami (to im wyszło!) tuzin jabłek to 12 jabłek, a tuzin dziewczyn, które olewają Cię na messengerze (bo tylko wyświetlają, ale nie odpisują) to wciąż dwanaście. Podobnie będzie z molem.

Tylko, że mol to ogromna liczba, której nie jesteśmy w stanie pojąć rozumem, nawet używając świetnych porównań. Najpierw zaprezentujemy ją z matematycznej perspektywy :

1 mol to 6,02 • 1023

Czytając to na głos otrzymujemy : sześć zero dwa razy dziesięć do dwudziestej trzeciej, co dla osób, które nie uprawiają sportu ciężko wypowiedzieć jednym tchem bez zadyszki, dlatego też zaproponowano na to skrót, czyli  stała Avogadro. Ma ona nawet swój   symbol : NA . Zatem

NA = 6,02 • 1023

I co z tą stałą dalej? Teraz nieważne czy wezmę 1 mol siarki czy 1 mol żelaza, to będzie się tam znajdować dokładnie 6,02 • 1023 atomów siarki czy żelaza. Jednak jeden mol siarki waży 32 g, natomiast 1 mol żelaza odpowiadałby 56 g. A zatem jak już łatwo zauważyć odpowiada to akurat tym liczbom z układu okresowego !

Zatem 1 mol dowolnej substancji będzie oznaczał inną masę, jednak zawsze będzie oznaczał tyle samo atomów/cząsteczek, zatem mamy sprawę ujednoliconą jeżeli chodzi o skalę mikroskopową. Bardzo fajnie jest to zobrazowane na tym zdjęciu : 

Na obrazku jest pokazany 1 mol różnych pierwiastków, więc odpowiada im też różna masa. Ale łączy ich jedno: na każdym talerzu znajduje się tyle samo atomów danego pierwiastka!

3. Jak bardzo abstrakcyjna jest liczba Avogadro?

To tylko kilka porównań. Problem jest taki, że zapis liczby Avogadro zgodnie z notacją matematyczną sprawia, że wcale nie wydaje się ona taka duża. Przecież milion (106) czy miliard (109) jesteśmy w stanie sobie wyobrazić, to co to tam do potęgi dwudziestej trzeciej…

  • Gdyby wszyscy ludzie na Ziemi zaczęli coś liczyć (np. jabłka z prędkością jedno na sekundę), to wspólnymi siłami zajęłoby to 2,5 miliona lat, żeby dobrnąć do liczby Avogadro.
  • na Ziemi są jedynie około dwie liczby Avogadro mililitrów wody.
  • gdyby wydawać 1 milion złotych na sekundę, to potrzeba by 19 miliardów lat, aby wydać liczbę Avogadro złotych.

Słowem, nie do ogarnięcia na poziomie mikroskopowym, ale na poziomie makroskopowym (widzialnym, dotykalnym) już jak najbardziej.


[1] Gotowi na definicję mola? Ja szczerze mówiąc nie byłem na nią gotowy i od razu podchodziłem do tego wszystkiego zgodnie z nauczycielską wolą – masz umieć to zastosować w zadaniach, a czym to jest to już się nie przejmuj, przecież zawsze możesz zajrzeć do książek, gdzie znajdziemy takie oto doskonałe wyjaśnienie (daj znać czy już teraz jest wszystko jasne!)

Mol to jednostka liczności materii , która zawierają taką liczbę cząstek (np. atomów, cząsteczek, jonów, elektronów i innych indywiduów chemicznych) równą liczbie atomów zawartych w dokładnie 12 gramach izotopu węgla 12C.

Ale pora na zwrot akcji! To jest stara definicja mola, bo w 2018/19 weszła w życie nowa wersja! W sumie teraz jest prosto.

Mol to 6,02 • 1023 czegoś (generalnie atomów, cząsteczek, jonów).

Czy u Ciebie w szkole uczą już nowej definicji?!

Leave a Reply

%d bloggers like this: