المول mole هو المقياس الذي يستعمله الكيميائي لتعيين مقدار المادة، ويرتبط تعريفه بعدد الجسيمات التي تحويها المادة. يحتوي أيّ مول من أيّ نوع species كيمياوي عدداً من الجسيمات يساوي عدد الذرات في 12 غراماً من نظير الكربون 12 (نواة تحوي 6 بروتونات و6 نترونات)؛ أي إن 12 غراماً من الكربون هي مول واحد من الكربون .
يـساوي عـدد الذرات في 12 غراماً من الكـربون 12 نحو 6.022×2310؛ وهو عدد ذرات الكـربون الموجودة في مول واحد من الكربون 12 التي يمكن بنـاء تعريف عدد أفـوغـدرو علـيه: ن = 6.022×2310 مول-1.
يمكن انطلاقاً من ثابت أفوغدرو حساب عدد الذرات الموجودة في أيّ مقدار من الكربون 12. فعدد ذرات الكربون الموجودة في 3 مول من الكربون 6.022×2310×3 = 18.066×2310. وهي تساوي عدد الذرات الموجودة في 3 مول من أيّ عنصر، ولأن بعض العناصر، مثل الهدروجين والكلور، يوجد بشكل جزيئات يتألف كل منها من ذرتين، فثلاثة مولات من جزيئات الهدروجين فيها ستّة مولات من الذرات.
إن مولاً واحداً من ذرات الهدروجين ومولاً واحداً من الكربون 12، يحوي كلٌّ منهما العددَ نفسَه من الذرات وهو 6.022×1023؛ إلا أن قياسات مطيافية الكتلة [ر: مطياف الكتلة] تبين أن كتلة ذرة من الهدروجين تعادل 1/12 كتلة ذرة من الكربون 12، وهذا يعني بوضوح أن مئة ذرة مثلاً من الهدروجين تساوي في كتلتها 1/12 كتلة 100 ذرة من الكربون 12. وبالمثل فإن 6.022×2310 ذرة هدروجين سيكون لها كتلة قدرها 1/12كتلة 6.022×1023 ذرة كربون. وبما أن هذا العدد يمثل مولاً واحداً من المادة، لذا يمكن القول: إن كتلة 1 مول من ذرات الهدروجين تساوي 1/12 كتلة 1 مول من ذرات الكربون، أي إن كتلة مول واحد من ذرات الهدروجين تساوي 12غراماً ×1/12=1غ. فكتلة مول واحد من الذرات لأيّ عنصر تساوي كتلته الذرية النسبية مقدرة بالغرامات.
أما الكتلة الموليـة فهي كتلة مول واحد من العنصر مقدرة بالغرامات، ووحدتها هي غ/مول. يـستخدم الرمز M للدلالة على الكتلة المولية، ففي حالة الكلسيوم - على سـبيل المثـال - M(Ca) تـساوي40 غ مول-1.
مول الجسم المركّب
الماء - على سبيل المثال - جسم مركّب صيغته H2O؛ وهذا يعني أن المول الواحد من الماء يحوي مولَيْن من ذرات الهدروجين ومولاً واحداً من ذرات الأكسجين. وبالمثل تدل صيغة النشادر (الأمونيا) NH3 على أن المول الواحد من الأمونيا يحوي مولاً واحداً من ذرات الآزوت وثلاثة مولات من ذرات الهدروجين. بعد تعيين عدد المولات الموجودة من كل عنصر في مادة الروابط فيها مشتركة - مثل الماء أو الأمونيا - يمكن تعيين كتلتها المولية. من أجل الماء:
M(H2O)ت= 2× كتلة مول هدروجين + 1 × كتلة مول أكسجين
= 2 × 1غ. مول-1 + 16غ. مول-1 = 18غ. مول-1
إذن:
كتلة مول واحد من الماء = 18غ مول-1 × 1 مول = 18غ.
أما في حالة المركّب الأيوني؛ فينبغي توخي الحذر بشأن التسميات التي تعطى للجسيمات الموجودة. فعندما تكتب صيغة ملح كلوريد الصوديوم الأيوني بالشكل NaCl، فهذا يعني أن المول الواحد من الملح يحوي مولاً وحداً من أيونات الصوديوم Na+ ومولاً واحداً من أيونات الكلوريد Cl. ولأن كتلة الأيون لا تختلف بما يستحق الذكر عن كتلة الذرة الأصل لذلك:
(Na) + M(Cl) = M (NaCl)
= 35.5غ. مول-1+ 23غ. مول-1 = 58.5غ مول-1
أي إن كتلة مول واحد من كلوريد الصوديوم تساوي 58.5غ.
إذا كانت كتلة عنصر أو مركّب معلومة، وكتلته المولية معلومة أيضاً؛ أمكن حساب عدد المولات الموجودة. فكتلة من الماء قدرها 9غ تحوي 9غ/18غ.مول-1؛ أي يوجد 0.5 مول من الماء. وعموماً:
عدد المولات من مادة = كتلة المادة / كتلتها المولية
المولات والمعادلات الكيمياوية
توجز المعادلة الكيمياوية بطريقة مفيدة جداً العديدَ من المعلومات، فهي تبيِّن مقدار كل من المواد الداخلة في التفاعل وحالتها، فعلى سبيل المثال معادلة تشكّل الماء
فمولان من جزيئات الهدروجين تتفاعل مع مول واحد من جزيئات الأكسجين، وينتج 2 مول من جزيئات الماء.
يعدّ قانون انحفاظ الكتلة[ر: الاتحادات الكيمياوية (قوانين ـ)] أحد أهم القوانين في الكيمياء، وينص على ما يأتي: ينبغي في التفاعل الكيمياوي أن تساوي الكتلة الكلية للمنتجات الكتلة الكلية للمتفاعلات؛ أو بتعبير آخر أن يكون عدد الذرات في بدء التفاعل مساوياً عدد الذرات في نهايته. ولكن المول هو أيضاً قياس لكمية المادة، لذا يمكن القول: إن قانون انحفاظ الكتلة يقتضي ألاّ يتغير العدد الكلي لمولات ذرات أيّ من العناصر في أثناء التفاعل.
الطرف الأيسر:
2 مول من جزيئات الهدروجين تحوي 4 مولات من ذرات الهدروجين، ومول واحد من جزيئات الأكسجين يحوي مولَيْن من ذرات الأكسجين.
الطرف الأيمن:
2 مول من جزيئات الماء تحوي 4 مولات من ذرات الهدروجين و2 مول من ذرات الأكسجين.
فرانسوا قره بيت
المراجع
الموسوعة العربية
التصانيف
الأبحاث