هیدروژن: اتم یا مولکول؟
هیدروژن (Hydrogen) سبکترین و فراوانترین عنصر در جهان است. در محاسبات شیمی (استوکیومتری)، یکی از مهمترین چالشهای دانشآموزان تشخیص تفاوت بین اتم هیدروژن (H) و گاز هیدروژن (H₂) است.
- •جرم مولی H: برابر با ۱.۰۰۸ گرم بر مول است. این عدد در جدول تناوبی درج شده است.
- •جرم مولی H₂: چون گاز هیدروژن دو اتمی است، جرم مولی آن دو برابر اتم آن، یعنی ۲.۰۱۶ گرم بر مول است.
فرمولهای تبدیل
رابطه بین جرم (m)، تعداد مول (n) و جرم مولی (M) به صورت زیر است:
مثالهای کاربردی
۱. بالن هیدروژن
یک بالن حاوی ۴ گرم گاز هیدروژن (H₂) است. چند مول گاز داریم؟
n = 4 / 2.016 ≈ 1.98 mol
۲. واکنش آب
برای تولید ۱۰ مول اتم H (درون مولکول آب)، به چند گرم هیدروژن نیاز است؟
m = 10 × 1.008 = 10.08 g
۳. کپسول صنعتی
۵۰۰ مول گاز H₂ در یک کپسول. جرم آن چقدر است؟
m = 500 × 2.016 = 1008 g(تقریباً ۱ کیلوگرم)
خطاهای رایج دانشآموزان
- ×
استفاده از جرم مولی ۱ برای H₂: رایجترین خطا! وقتی در مسئله میگوید "گاز هیدروژن"، منظور مولکول H₂ است و باید جرم مولی را ۲ در نظر بگیرید (دقیقتر: ۲.۰۱۶).
- ×
گرد کردن بیش از حد: استفاده از عدد ۱ به جای ۱.۰۰۸ در مسائل دقیق آزمایشگاهی میتواند باعث خطای ۱٪ شود که در مقادیر بالا قابل توجه است.