Molar Kütle

Bir maddenin kimliği sadece içerdiği atom veya iyon türleri ile değil, aynı zamanda her bir atom veya iyon türünün miktarı ile de tanımlanır. Örneğin, su, H₂O ve hidrojen peroksit, H₂O₂, kendi moleküllerinin hidrojen ve oksijen atomlarından oluşması bakımından benzerdir. Bununla birlikte, bir hidrojen peroksit molekülü, bir oksijen içeren su molekülünün aksine iki oksijen atomu içerdiğinden, iki madde çok farklı özellikler sergiler.

Atomlar ve moleküller son derece küçüktür. Bu nedenle, makroskopik miktarlarını ölçmek için standart bir bilimsel birime ihtiyaç vardır. Mol terimi, çift, düzine, brüt vb. gibi tanıdık birimlere benzer bir miktar birimidir. Bir madde örneğindeki atomların veya moleküllerin sayısının belirli bir ölçüsünü anlatır. "Mol" kelimesinin Latince anlamı, bu birimin adı olarak kullanımıyla tutarlı olan "büyük kütle" veya "toplu"dur. Mol, kolayca ölçülen makroskopik özellik, toplam kütle ve son derece önemli bir temel özellik olan atom sayısı, moleküller vb. arasında bir bağlantı sağlar.

Bir mol maddede 6,02214076 × 10²³ adet farklı bileşen (atom ya da molekül) vardır. Bu büyük sayı geleneksel olarak 6,022 × 10²³'e yuvarlanır ve İtalyan bilim insanı Amedeo Avogadro anısına Avagadro sayısı (N_A) ya da Avagadro sabiti olarak isimlendirilir. Bu sabit raporlama sırasında "mol başına" şeklinde kullanılır.

Bir miktar birimi olarak tanımıyla tutarlı olarak, herhangi bir elementin 1 molü, başka bir elementin 1 molü ile aynı sayıda atom içerir. Bununla birlikte, farklı elementlerin 1 mol kütleleri farklıdır, çünkü bireysel atomların kütleleri büyük ölçüde farklıdır. Bir elementin (veya bileşiğin) molar kütlesi, bu maddenin 1 molünün gram cinsinden kütlesidir, mol başına gram cinsinden ifade edilen bir özelliktir (g/mol).

Herhangi bir maddenin molar kütlesi, amu'daki atomik veya formül ağırlığına sayısal olarak eşdeğerdir. Amu tanımına göre, tek bir karbon atomu 12 amu ağırlığındadır (atomik kütlesi 12 amu'dur). Bir karbon molü 12 g ağırlığındadır (12 g C = 1 mol C atomu = 6,022 × 10²³ C atomu) ve karbonun molar kütlesi 12 g/mol'dür. Bu ilişki tüm elementler için geçerlidir, çünkü atomik kütleleri amu referans maddesi karbon-12'ye göre ölçülür. Bu prensibi genişletirsek, bir bileşiğin gram cinsinden molar kütlesi, amu'daki formül kütlesine sayısal olarak eşdeğerdir. Örneğin, helyum 4,002 amu atomik bir kütleye ve 4,002 g/mol molar kütleye sahiptir.

Atomik kütle ve molar kütle sayısal olarak eşdeğer olsa da, ölçek açısından çok farklı olduklarını unutmayın. Molar büyüklüğü anlamak için, yaklaşık 0,03 g ağırlığında küçük bir su damlası düşünün. Bu, 1 mol suyun (~18 g) sadece küçük bir kısmını temsil etse de, hayal edilenden daha fazla su molekülü içerir. Moleküller dünyadaki yaklaşık yedi milyar insan arasında eşit olarak dağıtılsaydı, her insana 100 milyardan fazla su molekülü düşerdi.

Mol, kütle ve atom sayısı arasındaki ilişkiyi tanımlar. Bu, dönüşüm faktörünün uygun formları kullanılarak atom sayısının hesaplanmasına izin verir: 1 mol atom = 6,022 × 10²³ atom. Bir elementin kütlesi (gram cinsinden) ile mol sayısı arasında dönüşüm yapmak için, elementin molar kütlesi (g/mol) dönüşüm faktörü olarak kullanılır.

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax Chemistry 2e, Section 3.1: Formula Mass and the Mole Concept.