مفهوم المول بالكيمياء

المول هو مجرد وحدة قياس تم ابتكارها عندما كانت الوحدات المستخدمة غير كافية، وغالبًا ما تحدث التفاعلات الكيميائية على مستويات لا تستخدم فيها الجرامات كوحدة قياس منطقية.

في مجال الكيمياء، يعد المول وحدة أساسية تستخدم لقياس كمية المادة، ويشار إلى هذه الكمية أحيانًا باسم المبلغ الكيميائي، وفي اللغة اللاتينية، المول يعني `كمية ضخمة` من المواد.

يستخدم لعينة من المادة كتلة وحجم (يستخدم بشكل عام مع الغازات)، وعدد الجسيمات التي تتناسب مع الكمية الكيميائية (المقاسة بالمولات) للعينة. على سبيل المثال، يشغل مول واحد من غاز الأكسجين (O2) حجما يبلغ 22.4 لترا عند درجة الحرارة والضغط القياسيين 0 درجة مئوية و 1 ضغط جوي، ويكون له كتلة تبلغ 31.998 جراما، ويحتوي على حوالي 6.022 × 10²³ جزيء من الأكسجين. يسمح بقياس أحد هذه الكميات لحساب الكميات الأخرى، ويتم ذلك غالبا في قياس العناصر المتفاعلة .

تعريف المولارية

المولارية هي عدد المولات المذابة في لتر واحد من المحلول. المذيب، الذي يمكن أن يكون صلبًا أو سائلاً أو غازيًا، هو المادة المذابة فيه. المذيب هو مادة أخرى قادرة على إذابة المذاب داخل الفراغات بين الجزيئات.

تُستخدم المولارية كمقياس لتركيز المحاليل، ويمكن التعبير عنها بالصيغة التالية:

M =mol / L حيث

• M المولارية
• Mol هو المول المُذاب
• L هو لتر من المحلول

مفهوم المول في المحلول

• يتميز مول واحد من أي عنصر أو مركب كيميائي بأنه يحتوي على نفس العدد من الذرات، وعلى سبيل المثال، يحتوي مول واحد من الهيدروجين على 6.022 × 10²³ ذرة من الهيدروجين.
• مول من كلوريد الصوديوم (NaCl) هو نفس الكمية، أي 6.022 × 10²³ جزيء.

قياس عدد المولات

يتم قياس كمية معينة عند العثورعلى كتلتها، ثم يتم تقسيم الكتلة على الكتلة المولية في العلاقة الرياضية N = m/M، وذلك لتحديد العدد المولي

• n هي كمية المادة
• m كتلة المادة
• M الكتلة المولية

ما هو التركيز

في مجال الكيمياء، التركيز هو الكم الذي يعبر عنه بتحديد ويشير إلى مقياس كمية مادة معينة مقارنة بأخرى في المحلول. ويمكن تطبيق هذا المفهوم على أي نوع من المحاليل الكيميائية، ولكنه في الغالب ينطبق على المحاليل المتجانسة، حيث يشير إلى كمية المذاب الموجودة في المذيب. وهناك عدة صيغ للتعبير عن التراكيز، بما في ذلك التركيز المولي، والتركيز العياري، والتركيز المولالي، والتركيز المئوي، وصيغ أخرى مختلفة.

عندما نذوب 30 جرامًا من ملح الطعام في 1000 سنتيمتر مكعب من الماء، يكون لدينا محلول بتركيز معين

• 30 غرام / 1000 سنتيمتر مكعب = 3 غرام / 100 سنتيمتر مكعب
• أي تركيز 3 جرام/100 سنتيمتر مكعب .

عند إذابة 30 جرامًا من الملح في 750 سنتيمتر مكعب من الماء، سيتم الحصول على محلول بتركيز 4 جرام/100 سنتيمتر مكعب .

• المولارية ( التركيز المولي الحجمي )
• المولارية : يتم قياس عدد المولات المذابة في لتر من المحلول بوحدة مول / لتر .

تعريف المولالية

المولالية : عدد المولات من المادة المذابة في كل كيلوغرام وتقاس بوحدة المول/الكيلوغرام .

المعادلة الكيميائية

تُعتبر المعادلة الكيميائية وسيلة مثالية لوصف التفاعلات الكيميائية باستخدام الرموز، ووصف الظروف التي حدث فيها التفاعل، ووصف الحالة الفيزيائية للمواد المتفاعلة والمنتجات .

يتفاعل غاز الهيدروجين مع غاز النيتروجين تحت ضغط وحرارة لإنتاج غاز الأمونيا، وهذا مثال على ذلك .

• حرارة + ضغط
• هيدروجين + نيتروجين = أمونيا

استنتاجات معادلة التفاعل

• تشمل المواد المتفاعلة والمواد الناتجة الحالة الغازية .
• التفاعل يتطلب درجة حرارة وضغطًا لحدوثه .
• لإنتاج جزيئين من الأمونيا (NH3)، يحتاج جزيءٌ من النيتروجين (N2) إلى التفاعل مع ثلاث جزيئاتٍ من الهيدروجين (H2) .
• تتم كسر الروابط الكيميائية بين ذرات الهيدروجين وذرات النيتروجين ثم تتشكل روابط جديدة بينها .

المعادلة الكيميائية أو معادلة التفاعل هي تمثيل للتفاعل الكيميائي باستخدام مجموعة من الرموز والصيغ الكيميائية التي تمثل المواد المشاركة في التفاعل والمواد التي تنتج عنه والإلكترونات التي يمكن أن تكتسبها أو تفقدها الذرات المشاركة في التفاعل.

توضح المعادلة الكيميائية التغيرات التي تحدث في المواد المتفاعلة وظروف التفاعل، كما تشير المعادلة إلى حاجة التفاعل إلى حرارة وضغط وعوامل مساعدة.

يجب أن تكون المعادلة الكيميائية صحيحة في الرموز والصيغ، وأن تكون موزونة، حيث يساوي مجموع كتل المواد المتفاعلة مجموع كتل المواد الناتجة من التفاعل. وعند كتابة المعادلة، يجب مراعاة الشحنة لأنها تلعب دورًا في عدد الإلكترونات المفقودة أو المكتسبة.

تحويل المول إلى غرام

تحويل المول إلى جرامات هو أحد أكثر حسابات الكيمياء شيوعا. وعند موازنة المعادلات، يستخدم نسبة المول بين المتفاعلات. ولتحويل المول إلى الجرامات، يكفي الاعتماد على جدول دوري أو أي قائمة للكتل الذرية.

مثال: ما هي كمية ثاني أكسيد الكربون بالغرام في 0.2 مول من CO2؟

نبحث عن الكتل الذرية للكربون والأكسجين، وهي عدد الجرامات في كل مول من الذرات.

• الكربون (C) يحتوي على 12.01 جرام لكل مول.
• يزن الأكسجين (O) 16.00 غرام لكل مول.

يحتوي أحد جزيئات ثاني أكسيد الكربون على ذرة كربون وذرتي أكسجين، لذا:

• وزن المولار لثاني أكسيد الكربون = 12.01 + [2 × 16.00]
• عدد الجرامات لكل مول من ثاني أكسيد الكربون = 12.01 + 32.00
• عدد الجرامات لكل مول CO₂ = 44.01 جرام / مول

للحصول على الإجابة النهائية، يكفي أن نقوم بضرب عدد الجرامات في المول بعدد المولات، مع إلغاء بعض الوحدات للحصول على الوحدة المطلوبة. في هذه الحالة، يتم إلغاء وحدة المولات خارج الحساب، مما يترك لنا وحدة الجرامات كإجابة نهائية.

مولات المركبات

يحتوي مول مركب جزيئي على 6 × 10²³ جزيء. لها كتلة تساوي كتلتها كتلة الصيغة النسبية. لذا فإن مول الماء (H 2 O) لديه كتلة 18 جم. يحتوي مول من ثاني أكسيد الكربون (CO 2 ) على كتلة 44 جم. يعمل هذا أيضًا مع المركبات الأيونية ، لذا فإن مول من كلوريد الصوديوم (NaCl) لديه كتلة 58.5 جم.

يمكن استخدام هذا المنهج أيضًا للعناصر المصنوعة من الجزيئات. على سبيل المثال ، غاز الأكسجين O 2 هو ثنائي الذرة (يحتوي كل جزيء على ذرتين) لذا فإن كتلته النسبية هي 32. وبالتالي فإن مول واحد من جزيئات الأكسجين سيكون له كتلة 32 جم. واحد مول من ذرات الأكسجين (إذا كان بإمكاننا عزلها) سيكون له كتلة 16 جم.

التحويل من اللتر إلى المولات

يتم تقسيم الحجم الأولي على الثابت المولي الحجمي الذي يساوي 22.4 لتر.

التحويل من المولات إلى اللتر

نقوم بضرب قيمة المولات بثابت الحجم المولي 22.4 لتر.

تحويل الجرام إلى مول

عند تحويل الجرامات إلى مولات نحتاج إلى معرفة شيئين :

• عدد جرامات المركب الكيميائي
• الوزن الجزيئي للمركب

على سبيل المثال نريد تحويل 100 جرام من هيدروكسيد الصوديوم إلى مولات تبحث عن الوزن الجزيئي و هو مجموع الذرات الفردية في مركب كيميائي. من أجل حساب الوزن الجزيئي ننظر أولًا إلى الصيغة الكيميائية ونعدّ عدد الذرات لكل عنصر ونقوم بتحديد هذه الذرات في الجدول الدوري. بعد ذلك ، نجد كتلهم الذرية الفردية في الجدول الدوري. وحدة الكتل الذرية هي عدد الجرامات لكل مول أو g / mol.

نقوم بضرب الكتل الذرية بـ1 لأن هناك ذرة واحدة فقط لكل عنصر، ثم نقوم بجمع الكتل الذرية معًا.

الخطوة الثانية هي قسمة كمية المركب بالجرام على الوزن الجزيئي يمكننا الآن تحويل 100 جم من NaOH إلى مولات. نقوم بتقسيم عدد جرامات المركب NaOH على الوزن الجزيئي ونتيجة لذلك ، يتم إلغاء وحدة الجرامات (g) وكل ما تبقى لدينا هو وحدة مول . وهكذا نكون قد قمنا بتحويل الجرامات إلى مولات.