مول

المول  

المول باللغة (الألمانية: Mol): وهي عبارة عن وحدة قياس كمية المادة وتستخدم كثيراً في الكيمياء. وهي وحدة أساسية في النظام الدولي للوحدات، وهي واحدة من الوحدات القليلة المستخدمة لقياس كمية فيزيائية.

كما أتى المصطلح "مول" من الألمانية من كلمة Mol، حيث كان فيلهلم أوستفالد أول من أطلق هذا الاسم في سنة 1893، مع أن الوزن المكافئ كان في الاستعمال منذ قرن من الزمان. وقد افترض أن الاسم مشتق من كلمة Molekül أي جزيء.

ويرجع تاريخ أول استعمال له في الإنكليزية إلى سنة 1897 م، حيث ظهرت في أعمال مترجمة من الألمانية. وقد استخدمت أيضا مصطلحات مثل "الوزن الجزيئي" أو "وزن الجزيء" كاستعمال مكافئ لكلمة "مول"، ولكنها أهملت في وقتنا الحاضر، وبقي مصطلح "المول".

تعريف

ويمكن أن يعرف المول بأنه الكتلة الذرية أو الجزيئية للمادة معبراً عنها بالجرام. ويحسب هكذا :

وبالنسبة إلى الكربون-12 ووزنه الذري -12. فنقول أن 1 مول من الكربون هو -12 جرام،

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

• في حالة الكربون والحديد والنحاس تكون الجسيمات عبارة عن ذرات. في أحوال أخرى يمكن أن تكون الجسيمات جزيئات كما هو الحال بالنسبة إلى غاز الأكسجين حيث يتكون جزيئ الأكسجين من ذرتين ، فيكون الوزن الجزيئي 16 + 16 = 32 ، وبذلك يكون 1 مول أكسجين = 32 جرام.
• في حالة الهيدروجين يتكون الجزيئ أيضا من ذرتين من الهيدروجين ، وبما أن وزن ذرة الهيدروجين 1 يكون وزن جزيئ الهيروجين 2 ، ونقول أن الكتلة المولية للهيدروجين = 2 جرام.
• بالنسبة إلى غاز خامل مثل الهيليوم ، فهو يتكون من ذرات منفردة ، فيكون وزنه الذري بالجرام = 1 مول.

(أي 1 مول هيليوم = 4 جرام)

من ذلك يتبين أنه عندما نتكلم 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 المختلفة في الجزيئ في الحسبان ، ونحسبها دائما بالجرام.

• أي من الممكن حساب عدد أيونات في المول

.(انظر تركيز)

استنتاجات

المول هو كمية المادة في نظام ما يضم على عدد من الجسيمات الأولية (مثل الذرات، والجزيئات) مساوي لعدد الذرات الموجودة في 12 جرام من الكربون ، تسمى مول وتحتسب بالجرام.. إذن:

• يضم مول واحد من الحديد على عدد مساوي من الذرات الموجودة في مول واحد من الذهب.
• يضم مول واحد من البنزين على عدد مساوي من الجزيئات الموجودة في مول واحد من الماء.
• كما أن عدد الذرات الموجودة في مول واحد من الحديد مساوي لعدد الجزيئات في مول واحد من الماء.

المول وعدد أفوجادرو

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

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 المختلفة بسهولة من قيم جدولية للأوزان الذرية وثابت الكتلة المولية. كما توجد طرق أخرى مثل استخدام الحجم المولي أو قياس الشحنة الكهربائية.

حساب كمية المادة

لحساب كمية المادة تستعمل العلاقة الآتية:

حيث :

nكمية المادة ,

mكتلة المادة

Mالكتلة المولية.

ونجد الكتل المولية للعناصر الكيميائية في جداول ، كما تمكن حساب الكتلة المولية للمركبات الكيميائية من معرفة تركيبها من العناصر ، واخذ قيم العناصر من الجداول.

والكتلة الذرية التي نجدها في الجداول لجميع العناصر محسوبة مع مراعاة نسب النظائر المختلفة للعنصر في تركيبه الطبيعي. فعلى سبيل المثال الكتلة الذرية للكربون تبلغ 12,0107 وحدة كتل ذرية . هذه القيمة مثلا لا نستخدمها في حالة مادة غنية بالكربون-13 (¹³C).

بينما تكون نسب النظائر في العناصر المستقرة الموجودة في الطبيعة تكاد تكون ثابتة ، فلا يصح ذلك بالنسبة للعناصر المشعة حيث تتغير نسب النظائر بشدة بحسب مكان استخراجها وأعمارها.

كتلة 1 مول من الماء

• يحتوي 1 مول من المادة على :
• 1 6,022·10²³ من الجسيمات.
• 1 جزيء ماء  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 · 10⁻²⁴ جرام.
• كتلة 1 جزيء ماء تبلغ 18 · 1,6605 · 10 ⁻²⁴ جرام.
• كتلة 1 مول ماء هو 6,022·10²³ ضعفا لكتلة الهيدروجين.

كتلة 1 مول هيليوم

• ذرة الهيليوم لها متة تعادل 4 وحدة كتل ذرية (2 بروتون و 2 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 4 جرام ويحتوي على نحو 6,022·10²³ من ذرات الهيليوم.

تحضير هيدروكسيد الليثيوم من الليثيوم والماء

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

ونحسب :

2 * 94و6 جرام ليثيوم و 2 * 18 جرام ماء يتفاعلان وينتجان 2 جرام هيدروجين و 88و47 جرام هيدروكسيد الليثيوم.