Mol

mol [mol]
Układ	SI
Wymiar	[1]
Jednostka	liczności materii
Typowe symbole wielkości	N, n
w jednostkach SI	podstawowa
Pochodzenie nazwy	niem. Molekül

Mol (skrót od molekuła) – podstawowa w układzie SI jednostka liczności materii^[1] o symbolu (oznaczeniu) mol^[2].

Jeden mol zawiera dokładnie $6{,}02214076\cdot 10^{23}$ obiektów elementarnych^[3]. Liczba ta jest nazywana liczbą Avogadra^[4]^[a].

Definicja ta została zaaprobowana w listopadzie 2018 r., zmieniając starą definicję mola opartą na liczbie atomów w 12 gramach węgla ¹²C. Przed 20 maja 2019 roku, kiedy definicja ta weszła w życie^[7], przyjmowano, że jeden mol jest to liczność materii układu zawierającego liczbę cząstek (np. atomów, cząsteczek, jonów, elektronów i innych indywiduów chemicznych) równą liczbie atomów zawartych w dokładnie 0,012 kilograma izotopu węgla ¹²C^[5]^[b] (przy założeniu, że węgiel jest w stanie niezwiązanym chemicznie, w spoczynku, a jego atomy nie znajdują się w stanie wzbudzenia). Wyznaczona w ten sposób liczba była rezultatem pomiaru i obarczona była niepewnością pomiarową^[c]. Niedogodność ta została usunięta i w obecnej definicji mol odpowiada dokładnie znanej liczbie obiektów. Ponadto nowa definicja mola i wartość stałej Avogadra nie są już zależne od definicji kilograma^[13].

Mol jest jednostką bezwymiarową, podobnie jak inne jednostki miary liczności, jak np. tuzin, mendel, kopa czy gros. Jednak, w przeciwieństwie do jednostek typu „tuzin”, użycie mola, ze względu na jego wielkość, jest ograniczone do zliczania obiektów mikroskopowych.

Wyznaczanie liczności materii w molach

Jeżeli substancją jest pierwiastek lub związek chemiczny, o określonej masie molowej μ (substancja chemiczna), wówczas liczność materii w molach, zazwyczaj oznaczana symbolem n, jest równa:

n={\frac {m}{\mu }}

gdzie m jest masą substancji.

Liczność materii w molach można wyrazić również wzorem:

n={\frac {N}{N_{A}}}

gdzie N jest całkowitą liczbą atomów bądź cząsteczek substancji, a N_A jest liczbą (stałą) Avogadra.

Pojęcia pochodne

Stężenia
- stężenie molowe: liczba moli substancji jaką zawiera 1 dm³ roztworu
- stężenie molalne: liczba moli substancji przypadająca na 1 kg rozpuszczalnika
- ułamek molowy: stosunek liczby moli substancji do sumy liczby moli wszystkich składników
Inne
- masa molowa: masa jednego mola substancji
- objętość molowa: objętość, jaką zajmuje jeden mol substancji

Zobacz też

Uwagi

↑ Przed 1971 r. (zanim wprowadzono jednostkę mola), posługiwano się równoważnymi pojęciami: liczba Avogadra, gramocząsteczka i gramoatom^[5]^[6].
↑ Pierwotnie jako wzorzec masy przyjmowano tlen, zakładając, że jego masa atomowa wynosi 16. Ponieważ korzystano przy tym z naturalnie występującego tlenu, będącego – co stwierdzono później – mieszaniną izotopów 16, 17 i 18 o nie zawsze takim samym składzie, prowadziło to do błędów. Sytuację skomplikował fakt zidentyfikowania ww. izotopów tlenu i przypisania jednemu z nich masy 16. W efekcie fizycy i chemicy korzystali z różnych wzorców masy. W celu uporządkowania tych rozbieżności, na przełomie 1959/1960 IUPAC wprowadził jako referencję masę atomową izotopu węgla-12^[5]. Definicja ta obowiązywała do maja 2019 r.
↑
Wielkości mola publikowane przez CODATA w latach 1998–2019 wynosiły:
- 1998: $6{,}02214199(47)\cdot 10^{23}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ^[8]
- 2002: $6{,}0221415(10)\cdot 10^{23}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ^[9]
- 2006: $6{,}02214179(30)\cdot 10^{23}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ^[10]
- 2010: $6{,}02214129(27)\cdot 10^{23}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ^[11]
- 2019: $6{,}022140857(74)\cdot 10^{23}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ^[12].
W nawiasie podawane było odchylenie standardowe wartości, np. dla 2019: $0{,}000000074\cdot 10^{23}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ( $7,4\cdot 10^{15}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ).

Przypisy

↑ mol, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2021-10-01] .
↑ Oficjalna definicja mola [online], BIPM [dostęp 2019-05-20] (ang.).
↑ AleksandraA. Gadomska AleksandraA., mol [online], Główny Urząd Miar [dostęp 2020-01-14] .
↑ Avogadro constant. CODATA, 2014. [dostęp 2019-03-13]. (ang.).
↑ ^a ^b ^c BIPM, The International System of Units (SI), wyd. 8, Bureau International des Poids et Mesures, 2006, s. 114–115 [dostęp 2020-01-14] (ang.).
↑ AdamA. Bielański AdamA., Chemia ogólna i nieorganiczna, Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1981, s. 28–29, ISBN 83-01-02626-X .
↑ Wchodzą w życie nowe definicje jednostek miar układu SI, m.in. kilograma [online], Nauka w Polsce, 20 maja 2019 .
↑ Avogadro constant [online], CODATA, 1998 [zarchiwizowane z adresu 2000-10-25] (ang.).
↑ Avogadro constant [online], CODATA, 2002 [zarchiwizowane z adresu 2004-06-20] (ang.).
↑ Avogadro constant [online], CODATA, 2006 [zarchiwizowane z adresu 2007-08-14] (ang.).
↑ Avogadro constant [online], CODATA, 2010 [zarchiwizowane z adresu 2011-06-05] (ang.).
↑ Avogadro constant [online], CODATA, 2019 [zarchiwizowane z adresu 2019-03-22] (ang.).
↑ BerndB. Güttler BerndB. i inni, Amount of substance and the mole in the SI, „Metrologia”, 7 maja 2019 (ang.).

Linki zewnętrzne

Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 5 czerwca 2020 r. w sprawie legalnych jednostek miar (Dz.U. z 2020 r. poz. 1024)

[7] Przed 1971 r. (zanim wprowadzono jednostkę mola), posługiwano się równoważnymi pojęciami: liczba Avogadra, gramocząsteczka i gramoatom^[5]^[6].

[9] Pierwotnie jako wzorzec masy przyjmowano tlen, zakładając, że jego masa atomowa wynosi 16. Ponieważ korzystano przy tym z naturalnie występującego tlenu, będącego – co stwierdzono później – mieszaniną izotopów 16, 17 i 18 o nie zawsze takim samym składzie, prowadziło to do błędów. Sytuację skomplikował fakt zidentyfikowania ww. izotopów tlenu i przypisania jednemu z nich masy 16. W efekcie fizycy i chemicy korzystali z różnych wzorców masy. W celu uporządkowania tych rozbieżności, na przełomie 1959/1960 IUPAC wprowadził jako referencję masę atomową izotopu węgla-12^[5]. Definicja ta obowiązywała do maja 2019 r.

[15] Wielkości mola publikowane przez CODATA w latach 1998–2019 wynosiły:
1998: $6{,}02214199(47)\cdot 10^{23}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ^[8]

2002: $6{,}0221415(10)\cdot 10^{23}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ^[9]

2006: $6{,}02214179(30)\cdot 10^{23}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ^[10]

2010: $6{,}02214129(27)\cdot 10^{23}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ^[11]

2019: $6{,}022140857(74)\cdot 10^{23}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ^[12].
W nawiasie podawane było odchylenie standardowe wartości, np. dla 2019: $0{,}000000074\cdot 10^{23}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ( $7,4\cdot 10^{15}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ).

[4] 1998: $6{,}02214199(47)\cdot 10^{23}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ^[8]

[5] 2002: $6{,}0221415(10)\cdot 10^{23}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ^[9]

[6] 2006: $6{,}02214179(30)\cdot 10^{23}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ^[10]

[7] 2010: $6{,}02214129(27)\cdot 10^{23}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ^[11]

[8] 2019: $6{,}022140857(74)\cdot 10^{23}\;\mathrm {mol} ^{-1}$ ^[12].

[epwn-1] mol, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2021-10-01] .

[2] Oficjalna definicja mola [online], BIPM [dostęp 2019-05-20] (ang.).

[3] AleksandraA. Gadomska AleksandraA., mol [online], Główny Urząd Miar [dostęp 2020-01-14] .

[4] Avogadro constant. CODATA, 2014. [dostęp 2019-03-13]. (ang.).

[BIMP1-5] BIPM, The International System of Units (SI), wyd. 8, Bureau International des Poids et Mesures, 2006, s. 114–115 [dostęp 2020-01-14] (ang.).

[Bielanski_1981-6] AdamA. Bielański AdamA., Chemia ogólna i nieorganiczna, Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1981, s. 28–29, ISBN 83-01-02626-X .

[8] Wchodzą w życie nowe definicje jednostek miar układu SI, m.in. kilograma [online], Nauka w Polsce, 20 maja 2019 .

[10] Avogadro constant [online], CODATA, 1998 [zarchiwizowane z adresu 2000-10-25] (ang.).

[11] Avogadro constant [online], CODATA, 2002 [zarchiwizowane z adresu 2004-06-20] (ang.).

[12] Avogadro constant [online], CODATA, 2006 [zarchiwizowane z adresu 2007-08-14] (ang.).

[13] Avogadro constant [online], CODATA, 2010 [zarchiwizowane z adresu 2011-06-05] (ang.).

[14] Avogadro constant [online], CODATA, 2019 [zarchiwizowane z adresu 2019-03-22] (ang.).

[16] BerndB. Güttler BerndB. i inni, Amount of substance and the mole in the SI, „Metrologia”, 7 maja 2019 (ang.).

[1]

[2]

[3]

[4]

[a]

[7]

[5]

[b]

[c]

[13]

[6]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]