ما هو المول وعدد أفوجادرو؟

ما هو المول؟

الذرات والجزيئات أصغر وأكثر من أن تُعد واحدة واحدة، فاتفق الكيميائيون على «حزمة» ثابتة يعدّون بها، كما نعدّ البيض بالدرزن (12 بيضة). هذه الحزمة هي المول، وهو وحدة «كمية المادة» في النظام الدولي للوحدات، وفيه عدد ثابت من الجسيمات:

هذا الرقم هو عدد أفوجادرو، ويُقرّب عادة إلى 6.022 × 10²³. والجسيمات قد تكون ذرات أو جزيئات أو أيونات أو إلكترونات: مول من الماء فيه هذا العدد من الجزيئات، ومول من الصوديوم فيه هذا العدد من الذرات.

من 12 غراماً من الكربون إلى رقم ثابت

عُرّف المول قديماً بأنه عدد الذرات في 12 غراماً بالضبط من الكربون-12، وهو نظير للكربون في نواته 6 بروتونات و6 نيوترونات. لكن هذا التعريف كان يعتمد على قياس كتلة، وكل قياس فيه هامش خطأ.

ومنذ 20 مايو 2019، ضمن إعادة تعريف وحدات النظام الدولي، صار المول يُعرَّف بتثبيت عدد أفوجادرو نفسه على القيمة 6.02214076 × 10²³ بالضبط، دون الحاجة إلى أي قطعة مرجعية. النتيجة العملية في الحسابات المدرسية لم تتغير، لكن التعريف أصبح أدق وأثبت.

العدد نفسه، والكتلة مختلفة

مول من أي مادة فيه العدد نفسه من الجسيمات، لكن كتلته تختلف حسب «وزن» جسيماتها. والجميل أن الكتل الذرية في الجدول الدوري هي نفسها كتلة مول واحد من الذرات بالغرام:

ولهذا فغرام من الهيدروجين يحتوي نحو 6 × 10²³ ذرة، بينما غرام من الرصاص يحتوي نحو 2.9 × 10²¹ فقط، أي أقل بنحو 200 مرة، لأن ذرة الرصاص أثقل بكثير.

التحويل بين الغرامات والمولات والجسيمات

كل حسابات المول تقريباً تمر بهاتين المعادلتين:

عدد المولات = الكتلة بالغرام ÷ الكتلة المولية

عدد الجسيمات = عدد المولات × عدد أفوجادرو

احسب المولات من الكتلة في حاسبة المولات، والكتلة المولية لأي مركب في حاسبة الكتلة المولية.

المول في المعادلات والمحاليل

المعادلة الكيميائية الموزونة تتحدث بلغة المولات لا الذرات المفردة. في 2Na + Cl₂ → 2NaCl: مولان من الصوديوم يتفاعلان مع مول من الكلور ليعطيا مولين من كلوريد الصوديوم. وعندما يذوب ملح الطعام في الماء (NaCl → Na⁺ + Cl⁻) يعطي كل مول منه مولاً من أيونات الصوديوم ومولاً من أيونات الكلوريد، لا غراماً من كل منهما.

وفي المحاليل، المولارية هي عدد المولات في لتر من المحلول: مول من الملح في لتر يعطي محلولاً تركيزه 1 M، والكمية نفسها في لترين تعطي 0.5 M. وللفرق بينها وبين المولالية اقرأ دليل المولارية والمولالية، ولموازنة المعادلات اقرأ دليل الموازنة.