Količina supstance. Mol.

Izjednačena hemijska reackija nam govori ne samo koje čestice su izreagovale i nastale u hemijskoj reakciji, već i u kom relativnom odnosu.
Na primer pri reakciji vodonika i kiseonika nastaje voda, a izjednačena hemijska reakcija nam govori da dva molekula H2 reaguju sa jednim molekulom O2 pri čemu nastaju dva molekula vode.

Kada se u praksi izvode reakcije kao što je ova, hemičari ne barataju pojedinačnim molekulima. Zapravo u pitanju su ogromni brojevi molekula.

Međutim bez obzira na broj molekula kojim raspolažemo, molekuli će se uvek kombinovati u tačno određenom odnosu koji je definisan izjednačenom hemijskom reakcijom. Dva molekula vodonika će reagovati sa jednom molekulom kiseonika, dvadeset molekula vodonika će reagovati sa deset molekula kiseonika, dve milijarde molekula vodonika će reagovati sa jednom milijardom molekula kiseonika itd. Kako samo jedan gram supstance sadrži ogroman broj molekula očito je da nije praktično izražavati količinu supstance preko broja molekula. Umesto toga, hemičari su uveli jedinicu mere nazvanu mol.

Mol

Ako odete u prodavnicu sa željom da kupite keks ili bombone, verovatno ih neće te kupovati na komad, već ćete iz praktičnih razloga kupiti pakovanje koje sadrži, recimo, dvadeset pojedinačnih bombona. Dakle možemo reći da jedno pakovanje sadrži tačno dvadeset bombona.

Ili, kupovinom jednog pakovanja napolitanki, mi znamo da to pakovanje sadrži tačno dvadeset napolitanki.
Hemičari su, takođe, iz praktičnih razloga odredili koliko će molekula (atoma, jona) činiti jedno “pakovanje” molekula (atoma, jona) kako bi lakše baratali ogromnim brojem čestica. To “pakovanje” su hemičari nazvali 1 mol (obeležava se malim slovom n), i on sadrži tačno 6,022·10²³ čestica.

Drugim rečima, ako kažemo da je izreagovao 1 mol (jedno “pakovanje”) molekula, to znači da je izreagovalo tačno 6,022·10²³ molekula. Ili ako kažemo da su izreagovala 2 mol (dva “pakovanja” molekula) to znači da su izreagovala tačno 2 ·6,022·10²³=12,044·10²³ molekula.

Iz prethodnog razmatranja je očito da je:

broj molekula (atoma, jona) = broj mola ·6.022·10²³

odnosno:

N(molekula,atoma,jona) = n  · N_A

Hajde da se vratimo na reakciju sa početka teksta
2H2 + O2 -> 2H2O

Utvrdili smo da dva molekula vodonika reaguju sa jednim molekulom kiseonika i daju dva molekula vode. Znači da dva mola molekula vodonika (2 · 6,022·10²³ molekula) reaguju sa jednim molom molekula kiseonika (1 · 6,022·10²³ molekula) i daju dva mola molekula (2 · 6,022·10²³ molekula) vode. Vidimo da jednačinu možemo interpretirati sa stanovišta broja molekula, kao i sa stanovišta broja molova.

Obratite pažnju da nam indeksi u hemijskoj formuli (H₂O)daju odnos broja atoma u supstanci. Vidimo da jedan molekul vode (H₂O) sadrži dva atoma vodonika i jedan atom kiseonika, odnosno jedan mol molekula vode sadrži dva mola atoma vodonika i jedan mol atoma kiseonika.
 

1. Kalcijum (Ca) je najzastupljeniji metal u ljudskom telu. Prosečni ljudski organizam sadrži oko 30 mola kalcijuma. Izračunajte
   1. broj atoma kalcijuma u 30 mola kalcijuma
   2. broj molova kalcijuma ako uzorak sadrži 3 ·10²¹ atoma kalcijuma.

1. Već je rečeno da 1 mol sadrži 6,022·10²³čestica, tj.

N(Ca) = n(Ca)  · N_A

tj.   broj atoma kalcijuma = broj mola kalcijiuma · 6,022·10²³

N(Ca) = 30 mol · 6,022·10²³ = 180,7·10²³ =1,807·10²⁵ atoma

1. Koristeći istu jednačinu možemo izraziti broj molova:

n(Ca) =N(Ca)/N_A tj. n(Ca) =3x10²¹/6,022x10²³= 0,498·10^-2 mol = 4,98 ·10^-1 mol