مول چیست و چرا آن را محاسبه میکنیم؟
در دنیای ماکروسکوپی، ما با لیتر و اتمسفر و درجه حرارت سروکار داریم، اما در دنیای میکروسکوپی شیمی، اتمها و مولکولها با تعداد مشخصی واکنش میدهند. مول (Mole) پل ارتباطی بین این دو دنیاست. محاسبه تعداد مول گاز (n) از طریق پارامترهای فیزیکی (فشار، حجم و دما) به شیمیدانان و مهندسان اجازه میدهد تا بدون نیاز به شمردن تکتک مولکولها، مقدار دقیق ماده موجود در یک مخزن را بدانند و پیشبینی کنند که این مقدار گاز در یک واکنش شیمیایی چقدر محصول تولید خواهد کرد.
فرمول محاسبه تعداد مول
بر اساس قانون گازهای ایدهآل (PV=nRT)، رابطه ریاضی برای محاسبه تعداد مول به صورت زیر است:
- n: تعداد مول (mol)
- P: فشار (باید بر حسب atm باشد)
- V: حجم (باید بر حسب لیتر L باشد)
- R: ثابت جهانی گازها (۰.۰۸۲۱)
- T: دما (باید بر حسب کلوین K باشد)
کاربردهای واقعی
۱. تعیین خلوص گاز
در آزمایشگاه، با جمعآوری گاز حاصل از یک واکنش در حجم مشخص و اندازهگیری فشار و دما، میتوان تعداد مول گاز تولید شده را حساب کرد. با مقایسه این عدد با مقدار تئوری (استوکیومتری)، میتوان درصد خلوص مواد اولیه را تعیین کرد.
۲. صنعت بستهبندی مواد غذایی
در بستهبندیهایی که با گاز نیتروژن پر میشوند (برای جلوگیری از فساد)، کارخانهها باید دقیقاً بدانند چند مول گاز به داخل بسته تزریق کنند تا فشار داخل بسته در دمای فروشگاه مناسب باشد و بسته نترکد یا مچاله نشود.
۳. محاسبه جرم گاز مجهول
اگر جرم یک گاز را داشته باشیم (با وزن کردن کپسول پر و خالی) و تعداد مول آن را با این فرمول محاسبه کنیم، میتوانیم «جرم مولی» گاز را بدست آوریم (M = mass / n) و از روی آن نوع گاز مجهول را شناسایی کنیم.
اشتباهات رایج
- ×
استفاده از واحد نامناسب برای R: مقدار R=0.0821 فقط زمانی درست است که فشار اتمسفر و حجم لیتر باشد. اگر فشار را پاسکال و حجم را مترمکعب وارد کنید، جواب نهایی هزاران برابر غلط خواهد شد.
- ×
محاسبه با سلسیوس: همیشه دما را به کلوین تبدیل کنید. استفاده از سلسیوس در مخرج کسر (RT) باعث خطاهای فاحش میشود.
سوالات متداول
هر مول معادل چه تعدادی از ذرات است؟▼
هر یک مول برابر با ۶.۰۲۲ ضربدر ۱۰ به توان ۲۳ ذره (اتم یا مولکول) است. این عدد به عدد آووگادرو معروف است.
چگونه میلیلیتر را به لیتر تبدیل کنیم؟▼
کافیست عدد میلیلیتر را بر ۱۰۰۰ تقسیم کنید. مثلاً ۵۰۰ میلیلیتر برابر ۰.۵ لیتر است.