Begreppet mullvad är grundläggande i kemi och spelar en avgörande roll i olika kemiska beräkningar och reaktioner. Det gör det möjligt för kemister att kvantifiera ämnen på ett standardiserat sätt, vilket gör det möjligt för dem att förutsäga resultatet av reaktioner och skapa exakta formuleringar.
En mullvad är en måttenhet som används inom kemi för att uttrycka mängder av ett kemiskt ämne. Det är en av de sju basenheterna i International System of Units (SI) och definieras som mängden av varje kemiskt ämne som innehåller lika många elementära enheter, såsom atomer, molekyler, joner, elektroner eller andra partiklar, som det finns atomer i 12 gram rent kol-12 (12C). Antalet partiklar i en mol är känt som Avogadros antal, vilket är ungefär \(6.022 \times 10^{23}\) enheter per mol.
Mullvaden tillåter kemister att omvandla mellan massan av ett ämne och antalet partiklar som det innehåller. Detta är avgörande eftersom kemiska reaktioner sker på partikelnivå, men det är opraktiskt att mäta det exakta antalet partiklar direkt. Genom att använda mol-konceptet kan kemister enkelt beräkna massan av ämnen som behövs för att uppnå ett specifikt antal partiklar för en reaktion.
Förhållandet mellan massa, mol och antalet partiklar kan sammanfattas med formeln:
\( \textrm{Antal mol (n)} = \frac{\textrm{Ämnets massa (m)}}{\textrm{Molär massa (M)}} \)Var:
Med tanke på antalet mol kan det totala antalet partiklar beräknas med Avogadros antal:
\( \textrm{Antal partiklar} = \textrm{Antal mol (n)} \times \textrm{Avogadros nummer} \)Exempel 1: Beräkna antalet mol i 18 gram vatten (H2O).
Bestäm först den molära massan av vatten. Molmassan av väte (H) är cirka 1 g/mol och syre (O) är cirka 16 g/mol. Därför är den molära massan av vatten, som har två väteatomer och en syreatom, \(2 \times 1 g/mol + 16 g/mol = 18 g/mol\) .
Använd formeln för antalet mol (n):
\( n = \frac{m}{M} = \frac{18 g}{18 g/mol} = 1 mol \)Det betyder att det finns 1 mol vattenmolekyler i 18 gram vatten, vilket motsvarar \(6.022 \times 10^{23}\) vattenmolekyler.
Exempel 2: Hur många gram koldioxid (CO2) innehåller \(3 \times 10^{23}\) molekyler?
Beräkna först antalet mol CO2. Eftersom \(3 \times 10^{23}\) är hälften av Avogadros tal, representerar det \(0.5\) mol CO2.
Den molära massan av CO2 kan beräknas som: \(12 g/mol\) (för kol) plus \(2 \times 16 g/mol\) (för syre) är lika med \(44 g/mol\) .
Med hjälp av förhållandet massa, mol och partikelantal, beräkna massan:
\( m = n \times M = 0.5 \, \textrm{mol} \times 44 \, \textrm{g/mol} = 22 \, \textrm{g} \)Därför väger \(3 \times 10^{23}\) molekyler av koldioxid 22 gram.
I kemiska reaktioner används molbegreppet för att beräkna mängden reaktanter och produkter. Stökiometri, som är det kvantitativa förhållandet mellan reaktanter och produkter i en kemisk reaktion, förlitar sig starkt på molbegreppet. För varje kemisk reaktion kan proportionerna av reaktanter och produkter beskrivas med en balanserad kemisk ekvation, som anger antalet mol av varje inblandat ämne.
Att förstå molbegreppet och dess tillämpningar i mätningar och beräkningar gör det möjligt för kemister och studenter att ta itu med komplexa kemiska ekvationer och reaktioner med tillförsikt.
