مول

المول هووحدة قياس كمية المادة في الكيمياء. إذ أنها وحدة أساسية في النظام الدولي للوحدات، وهي واحدة من الوحدات القليلة المستخدمة لقياس كمية فيزيائية.

أتى المصطلح "مول" من الألمانية من حدثة Mol، حيث كان فيلهلم أوستفالد أول من أطلق هذا الاسم في عام 1893، مع حتى الوزن المكافئ كان في الاستخدام منذ قرن من الزمان. وقد افترض حتى الاسم مشتق من حدثة Molekül أي جزيء.

ويعود تاريخ أول استخدام له في الإنجليزية إلى عام 1897 م، حيث ظهرت في أعمال مترجمة من الألمانية. وقد استخدمت أيضا مصطلحات مثل "الوزن الجزيئي" أو"وزن الجزيء" كاستخدام مكافئ لحدثة "مول"، ولكنها أهملت في وقتنا الحاضر، وبقي مصطلح "المول".

مصطلح مول ظهرت أهميته من خلال دراسة التفاعلات الكيميائية . ففي التفاعلات الكيميائية يتعامل الكيميائي مع المواد بالوزن: وزن المادة الأولى المتفاعلة ووزن المادة الثانية المتفاعلة، فينتجا كم مولا (بالوزن) من المادة الناتجة أوالمركبات الناتجة.

تعريف

تحويل المول.

يُعهد المول بأنه الكتلة الذرية أوالجزيئية للمادة مُعبَّراً عنها بالجرام. ويُحسب بالطرق الآتية:

بالنسبة إلى الكربون ذوالكتلة الذَّرية 12. فنقول حتى 1 مول من الكربون هو1·12 = 12 جرام.

ويُعهد أيضاً بأنه كمية المادة التي تحتوي على نفس عدد الجسيمات التي يحتويها 12 جرام من الكربون، ويرمز له بالإنجليزية mol.

وقد اختير الكربون-12 ليكون المرجع العياري لتعيين مولات العناصر .

في حالة الكربون والحديد والنحاس تكون الجسيمات تعبير عن ذرات. في أحوال أخرى يمكن حتى تكون الجسيمات جزيئات كما هوالحال بالنسبة إلى غاز الأكسجين حيث يتكون جزيئ الأكسجين من ذرتين، فتكون كتلته الذرية 16 + 16 = 32 ، وبذلكقد يكون 1 مول أكسجين = 32 جرام.
في حالة الهيدروجين يتكون الجزيئ أيضا من ذرتين من الهيدروجين، وبما حتى كتلة ذرة الهيدروجين الذرية = 1 فتكون كتلة جزيئ الهيروجين المولية = 2 ، ونقول حتى كتلة مول واحد من الهيدروجين تزن = 2 جرام.
بالنسبة إلى غاز خامل مثل الهيليوم ، فهويتكون من ذرات منفردة، ذرة منه تحتوي تزن أربعة أضعاف ذرة الهيدروجين (تقريبا) ، فيكون وزنه الذري = أربعة جرام.

(أي 1 مول هيليوم = أربعة جرام)

من ذلك يتبين أنه عندما نتحدث عن 1 مول فلا بد من التفرقة عن نوع الجسيمات في المادة، فإذا كانت ذرات نحسبها بالوزن الذري، وإذا كانت جزيئات نحسب المول بالوزن الجزيئي الذي يأخذ أعداد الذرات المتنوعة في الجزيئ في الحسبان، ونحسبها دائما بالجرام.

عدد الذرات في 1 مول من العنصر = ثابت أفوجادرو

ثابت أفوجادرو=

{\displaystyle N_{\mathrm {A =6{. 022\;141\;29\;(27)\cdot 10^{23 \ \mathrm {mol ^{-1

أي من الممكن أيضا حساب عدد الأيونات في المول

استنتاجات

المول هوكمية المادة في نظام ما يحتوي على عدد من الجسيمات الأولية (مثل الذرات، والجزيئات) . إذن:

يحتوي مول واحد من الحديد على عدد مساوي من الذرات الموجودة في مول واحد من المضى.
يحتوي مول واحد من البنزين على عدد مساوي من الجزيئات الموجودة في مول واحد من الماء.
كما حتى عدد الذرات الموجودة في مول واحد من الحديد مساوي لعدد الجزيئات في مول واحد من الماء.

فإن كلا منهم يُحسب على أساس ثابت أفوجادرو.

المول وعدد أفوجادرو

عدد الجسيمات (عدد الذرات أوعدد الجزييئات) التي توجد في 1 مول تساوي عدد أفوجادرو.

{\displaystyle 6{, 022\ 10^{23 \ \mathrm {mol ^{-1

وهذا يفسر القول بأن 1 مول من الحديد فيه عدد ذرات كما في 1 مول من الكربون.

والطريقة الشائعة لقياس كمية مادة ما، هي قياس كتلتها ثم تقسيمها على الكتلة المولية للمادة فنحصل على ما يسمى " ثابت الكتلة المولية " molar mass constant (وقيمة 1 جرام/مول).

ويمكن حساب الكتل المولية للمواد المتنوعة بسهولة من قيم جدولية للأوزان الذرية وثابت الكتلة المولية. كما توجد طرق أخرى مثل استخدام الحجم المولي أوقياس الشحنة الكهربائية.

حساب كمية المادة

لحساب كمية المادة تستخدم العلاقة الآتية:

${\displaystyle n={\frac {m {M$

حيث أن:

${\displaystyle n$ هي كمية المادة (بالمول).

${\displaystyle m$

كتلة 1 مول من الماء

يحتوي 1 مول من المادة على :
6,022·10²³ من الجسيمات.
جزيء ماء واحد ${\displaystyle H_{2 O$ يتكون من 1 ذرة أكسجين + 2 ذرة هيدروجين.
تحتوي ذرة الأكسجين على 16 نوكليون (نيوترونات وبروتونات) ، وتحتوي ذرة الهيدروجين على 1 بروتون.
أي يحتوي جزيء الماء على 18 نوكليون
كتلة النيوكليون 1,6605 · 10⁻²⁴جرام.
كتلة 1 جزيء ماء تبلغ 18 · 1.66 ·عشرة ⁻²⁴جرام.
كتلة 1 مول ماء هو18·1 = 18 جرام (g).

كتلة 1 مول هيليوم

ذرة الهيليوم لها كتلة تعادل أربعة وحدة كتل ذرية (2 بروتون و2 نيوترون ،(ونهمل الإلكترونات حيث أنها أخف كثيرا جدا). وغاز الهيليوم أحادي الذرة حيث لا تدخل ذرته في ارتباط مع عنصر آخر ولا مع ذرة أخرى من الهيليوم.
1 مول هيليوم له كتلة أربعة جرام ويحتوي على نحو6,022·10²³ من ذرات الهيليوم.

تحضير هيدروكسيد الليثيوم من الليثيوم والماء

{\displaystyle \mathrm {2\,Li+2\,H_{2 O\rightarrow 1\,H_{2 +2\,LiOH

عند تحضير هيدروكسيد الليثيوم LiOH ينقسم جزيئين من الماء بواسطة 2 ذرة ليثيوم إلى 2 H- و2 OH-. ونظرا لأنه في 1 مول من جميع من الماء والليثيوم توجد أعدادا متساوية من الجسيمات، فإننا نحتاج إلى 2 مول من الليثيوم و2 مول ماء ، (أوبصفة عامة تكون نسبتهما 2 : 2).

ونحسب :

2·6.94 = 13.88 جرام ليثيوم و2·18 = 36 جرام ماء يتفاعلان وينتجان 2·1 = 2 جرام هيدروجين و47.88 جرام هيدروكسيد الليثيوم.

انظر أيضاً

جزء مولي
هجريز
كتلة ذرية
حساب العناصر المتفاعلة
كربون-12
الهجريز الحيوي
محلول قياسي

مراجع

↑ العنوان : Quantities and units—Part 1: General — الاصدار الأول — الباب: 6.5.2 — الصفحة: 17 — الناشر: المنظمة الدولية للمعايير وسم <ref> غير صالح؛ الاسم "1750d614542bfc4a7d9bd8583e155ed40f07fe8c" معهد أكثر من مرة بمحتويات مختلفة.
↑ النص الكامل متوفر في: https://www.bipm.org/utils/common/pdf/si-brochure/SI-Brochure-9-concise-EN.pdf — العنوان : SI A concise summary of the International System of Units, SI
^ النص الكامل متوفر في: http://www.wurvoc.org/vocabularies/om-1.8/?exportFormat=application%2Fx-turtle — الرخصة: Creative Commons Attribution 3.0 Netherlands
^ النص الكامل متوفر في: https://www.bipm.org/utils/common/pdf/si-brochure/SI-Brochure-9.pdf — العنوان : The International System of Units — الاصدار التاسع — الناشر: المخط الدولي للأوزان والمقاييس — ISBN 978-92-822-2272-0
↑ المخط الدولي للموازين والمقاييس (2006), (PDF) (الطبعة 8th), صفحات 114–15, ISBN CS1 maint: ref=harv (link)
^ فيلهلم أوستفالد (1893). Hand- und Hilfsbuch zur ausführung physiko-chemischer Messungen. Leipzig. صفحة 119.
^ Helm, Georg (1897), The Principles of Mathematical Chemistry: The Energetics of Chemical Phenomena, New York: Wiley, صفحة 6 CS1 maint: ref=harv (link)
^ Some sources place the date of first usage in English as 1902. ميريام وبستر proposes an etymology from Molekulärgewicht (كتلة جزيئية). نسخة محفوظة 24 يونيو2018 على مسقط واي باك مشين.
^ de Bièvrae, P. (1992). Atomic Weight'—The Name, Its History, Definition, and Units" (PDF). Pure Appl. Chem. 64 (10): 1535–43. doi:10.1351/pac199264101535. مؤرشف من الأصل (PDF) في 09 أغسطس 2017. نسخة محفوظةتسعة أغسطس 2017 على مسقط واي باك مشين.
^ Übersetzt aus http://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_brochure_8_en.pdf
^ CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology. Retrieved on 16. Juni 2011. Wert für die Avogadro-Konstante
↑ المخط الدولي للأوزان والمقاييس. "Realising the mole." Retrieved 25 September 2008. نسخة محفوظة 08 سبتمبر 2017 على مسقط واي باك مشين.