Mol

Mola (unitate-sinboloa: mol) substantzia-kantitatearen unitatea da SI sisteman. Substantzia-kantitatea (magnitude-sinboloa: n) substantzia jakin baten lagin batean dauden gauzaki elementalen kopurua da. Definizioz, mol batek zehazki 6,02214076×10^²³ gauzaki elemental ditu eta balio honi Avogadroren zenbakia deritzo. Lehen, mola karbono-12aren 12 gramotan dagoen atomo kopurua zen, 2019an birdefinitu zen arte. Substantziaren arabera, gauzaki elementala atomo, molekula, ioi, ioi-talde edo elektroia bezalako partikula azpiatomiko bat izan daiteke. Adibidez, 10 ur molekulek (konposatu kimikoa) eta 10 merkurio atomok (elementu kimikoa), gauzaki elementalen kantitate bera dute, nahiz eta substantzia ezberdinak izan.

2019ra arte, 12 gramo karbono-12n neurtutako atomo kopuruak zehazten zuen molaren balioa. Gaur egungo balioa zehatza da, baina oso gutxi urruntzen da aurreko definiziotik.

Substantzia ezberdinen mol bana.

Mola kimikan asko erabiltzen da erreaktibo eta produktu kantitateak adierazteko erreakzio kimikoetan. Adibidez, 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O ekuazio kimikotik uler daiteke 2 mol hidrogenok (H₂) eta 1 mol oxigenok (O₂) erreakzionatzen dutela 2 mol ur (H₂O) eratzeko. Kontzentrazio molarra ere sarri erabiltzen da, solutu-kantitatea disoluzio bolumenarekiko (mol/L).

Erlazionatutako kontzeptuak

Masa molarra

Masa molarra (magnitude-sinboloa: M) substantzia baten masaren eta kantitatearen arteko erlazioa da. Hau da, substantzia baten mol baten masa da. SIko unitateak kg/mol dira, baina ia beti g/mol bezala adierazten da.

$M_{\mathsf {substantzia}}={\frac {m_{\mathsf {substantzia}}}{n_{\mathsf {substantzia}}}}$

Substantzia baten masa molekularrekin (magnitude-sinboloa: M_r) erlazionatuta dago; balio bera duena baina unitate desberdina (u). Masa molekularra substantzia baten gauzaki elemental bakar baten masa da, masa molarra aldiz 6,02214076×10^²³ gauzaki elementalen masa da. Adibidez, sodioaren kasuan:

M_r(Na) = 22,990 u

M(Na) = 22,990 g/mol

Sodioaren isotopo egonkor bakarra ²³Na denez naturan bere atomo guztiek masa bera dute eta ondorioz lagin baten masa molarra beti izango da 22,990 g/mol. Elementu askok ordea isotopo egonkor bat baino gehiago dute eta bakoitzaren ugaritasuna iturriaren araberakoa da. Kasu horietan masa molarra batazbesteko haztatu baten bidez kalkulatzen da, lagin bateko isotopo bakoitzaren masa molar eta ugaritasuna kontuan hartuta.

Sodio kloruroan (NaCl) adibidez, kloroak bi isotopo egonkor ditu, ondorengo masa isotipiko eta ugaritasun naturalekin:

M_r(³⁵Cl) = 34,969 u (% 75,78)

M_r(³⁷Cl) = 36,966 u (% 24,22)

Hortaz, konposatua eratzeko bi konbinazio daude, bakoitzaren masa molekularra atomoen masen batura izanik. Kloroaren ugaritasunak baldintzatzen du osorik konbinazio bakoitzaren ugaritasuna, sodioaren isotopo egonkor bakarra dagoelako.

M_r(Na³⁵Cl) = 22,990 u + 34,969 u = 57,959 u (% 75,78)

M_r(Na³⁷Cl) = 22,990 u + 36,966 u = 59,956 u (% 24,22)

Masa molarra jakiteko unitateak g/mol-era aldatu besterik ez da egin behar. Hau da, Na³⁵Cl konposatuaren lagin puru baten masa molarra 57,959 g/mol izango litzateke, baina naturan bere ugaritasuna txikiagoa denez batazbestekoa egin behar da. Kloro isotopoen ugaritasuna kontuan hartuz gero, sodio kloruroaren batazbesteko masa molarra da:

M(NaCl) = (57,959 g/mol)(% 75,78) + (59,956 g/mol)(% 24,22) = 58,44 g/mol

Hala ere, elementu batzuetan isotopo egonkor bakar baten ugaritasuna % 99 baino handiagoa da. Honen eredu dira hidrogenoa (¹H), helioa (⁴He), karbonoa (¹²C), nitrogenoa (¹⁴N), oxigenoa (¹⁶O), argona (⁴⁰Ar), banadioa (⁵¹V), lantanoa (¹³⁹La), tantaloa (¹⁸¹Ta) eta uranioa (²³⁸U). Elementu hauen edo beraien konposatuetan isotopo ugarienez egindako lagin baten eta lagin natural baten masa molarren ezberdintasuna oso txikia da. Adibidez, ez dago ezberdintasun handirik soilik ¹H eta ¹⁶O dituen uraren (18,011 g/mol) eta ur lagin arrunt baten (18,015 g/mol) artean.

Masa molarra erabilgarria substantzia-kantiatea jakiteko, beharrezko datua erreakzio kimikoetan. Adibidez, 250 g uretan dagoen kantitatea da:

$n(\mathrm {H_{2}O} )={\frac {m(\mathrm {H_{2}O} )}{M(\mathrm {H_{2}O} )}}={\frac {250\ \mathrm {g} }{18,\!015\ \mathrm {g/mol} }}=13,\!9\ \mathrm {mol}$

Kontzentrazio molarra

Kontzentrazio molarra edo molaritatea (magnitude-sinboloa: c) da solutu baten substantzia-kantitatea moletan disoluzioaren bolumenarekiko.

$c_{\mathsf {solutua}}={\frac {n_{\mathsf {solutua}}}{V_{\mathsf {disoluzioa}}}}$

SIko unitate estandarra mol/m³ den arren, egoera gehienetan praktikoagoa izaten da kontzentrazio molarra mol/L bezala adieraztea, baita ere molar deitua (unitate-sinboloa: M). Adibidez, 0,1 M sodio kloruro disoluzio akuoso batek solutuaren 0,1 mol ditu disoluzioaren litro bakoitzeko.

Molalitatea

Molalitatea (magnitude-sinboloa: b) solutu baten substantzia-kantitatea da moletan disoluzioaren masarekiko. SIko unitateak mol/kg dira.

$b_{\mathsf {solutua}}={\frac {n_{\mathsf {solutua}}}{m_{\mathsf {disoluzioa}}}}$

Frakzio molarra

Frakzio molarra (magnitude-sinboloa: x) substantzia baten mol kopurua da nahasketan dauden mol kopuru totalaren artean. Adimentsionala da; ez du unitaterik.

$x_{\mathsf {substantzia}}={\frac {n_{\mathsf {substantzia}}}{n_{\mathsf {totala}}}}$

Adibidez, 20,0 g sodio kloruro (58,44 g/mol) 100 g uretan (18,015 g/mol) disolbatu ezkero, solutuaren frakzio molarra da:

${\begin{aligned}x{\mathsf {(}}\mathrm {NaCl} )&={\frac {n(\mathrm {NaCl} )}{n(\mathrm {NaCl} )+n(\mathrm {H_{2}O} )}}\\[3pt]&=\mathrm {\frac {\frac {20,0\ g}{58,44\ g/mol}}{{\frac {20,0\ g}{58,44\ g/mol}}+{\frac {100\ g}{18,015\ g/mol}}}} \\[3pt]&=0,\!0581\end{aligned}}$

Gas nahasketa batean, gas bakoitzaren presio partziala frakzio molarrarekiko proportzionala da.

Bolumen molarra

Bolumen molarra (magnitude-sinboloa: V_m) substantzia baten bolumenaren eta kantitatearen arteko erlazioa da, edo mol batek okupatzen duen espazioa. SIko unitatea m³/mol da, baina L/mol ere erabiltzen da.

$V_{m}({\mathsf {substantzia}})={\frac {V_{\mathsf {substantzia}}}{n_{\mathsf {substantzia}}}}$

Gas ideal baten bolumen molarra 22,4 L da egoera estandarretan (101 325 Pa, 273 K). Solido eta likidoetan, bolumen molarra ia konstantea da eta substantziaren araberakoa.

Erlazionatutako unitateak

SIko beste unitateak bezala, molak azpimultiploak eta multiploak ere baditu. Hala ere, hauetatik gehienak oso gutxi erabiltzen dira.

Molaren multiploak SIn

Azpimultiploak				Multiploak
Balioa	Sinboloa	Izena		Balioa	Sinboloa	Izena
10−1 mol	dmol	dezimol		101 mol	damol	dekamol
10−2 mol	cmol	zentimol		102 mol	hmol	hektomol
10−3 mol	mmol	milimol		103 mol	kmol	kilomol
10−6 mol	μmol	mikromol		106 mol	Mmol	megamol
10−9 mol	nmol	nanomol		109 mol	Gmol	gigamol
10−12 mol	pmol	pikomol		1012 mol	Tmol	teramol
10−15 mol	fmol	femtomol		1015 mol	Pmol	petamol
10−18 mol	amol	attomol		1018 mol	Emol	examol
10−21 mol	zmol	zeptomol		1021 mol	Zmol	zettamol
10−24 mol	ymol	yoktomol		1024 mol	Ymol	yottamol
10−27 mol	rmol	rontomol		1027 mol	Rmol	ronnamol
10−30 mol	qmol	quectomol		1030 mol	Qmol	quettamol

Gauzaki elementalen kopurua beti denez zenbaki oso bat, substantzia batean zehazki eduki daitekeen unitate txikiena femtomola da. Adibidez, elementu baten femtomol bat zehazki 602214076 atomo dira. Aldiz, attomol bat zehazki 602214,076 atomo izango lirateke, zentzurik ez duena zenbaki osoa ez delako.

Molaren unitate eratorri bakarra katala da, jarduera katalitikoa definitzeko erabilia, eta bere balioa mol bat segundoko da.

Ariketak

• Masa substantzia-kantitatera (molak) bihurtzea.

• Masa molarra erabiltzea.

• Molak aldatzeko prozesua.

• Bolumen molarraren azalpena.

• Substantzia kantitateak.

Kanpo estekak

• Datuak: Q41509
• Multimedia: Mole (unit)