Γραμμομόριο
Το μόριο είναι η μονάδα μέτρησης του SI που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του αριθμού των πραγμάτων, συνήθως ατόμων ή μορίων. Ένα mole από κάτι ισούται με 6,02214078×1023 των ίδιων πραγμάτων (αριθμός Avogadro). Για παράδειγμα, ένα mole σταφυλιών είναι 6,02214078×1023 σταφύλια.
Η μέτρηση του αριθμού Avogadro βελτιώθηκε το 2019 σε 6,02214078×1023.
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν αυτόν τον αριθμό επειδή είναι ο αριθμός των ατόμων άνθρακα σε 12 γραμμάρια άνθρακα-12, που είναι το πιο κοινό είδος άνθρακα. Οτιδήποτε μπορεί να μετρηθεί σε μόρια, αλλά δεν είναι πρακτικό για τις περισσότερες εργασίες, επειδή η τιμή είναι τόσο τεράστια. Για παράδειγμα, ένα μόριο γκρέιπφρουτ θα ήταν τόσο μεγάλο όσο η γη.
Ο αριθμός δεν είναι εύκολο να εκφραστεί με λέξεις. Ο πλησιέστερος "συνηθισμένος" αριθμός είναι το ένα εκατομμύριο εκατομμύριο εκατομμύριο εκατομμύριο εκατομμύριο εκατομμύριο εκατομμύριο, δηλαδή 1024.
Επειδή τα διάφορα μόρια και άτομα δεν έχουν την ίδια μάζα, ένα μόριο ενός πράγματος δεν ζυγίζει το ίδιο με ένα μόριο κάποιου άλλου. Η μάζα των ατόμων και των μορίων μετριέται σε amu. Ένα amu ισούται με ένα γραμμάριο ανά mole. Αυτό σημαίνει ότι αν ένα άτομο έχει μάζα ενός amu, ένα μόριο αυτού του ατόμου ζυγίζει ένα γραμμάριο.
Μαθηματικά με το μόριο
Μόρια = μάζα (g) / Σχετική μάζα (γραμμάρια ανά μόριο)
Παράδειγμα: Πόσα μόρια υπάρχουν σε 20 γραμμάρια υδρογόνου;
Για τη σχετική μάζα του υδρογόνου μπορεί να χρησιμοποιηθεί η τιμή 1, αν και η σωστή τιμή είναι ελαφρώς μεγαλύτερη. Έτσι: mol = μάζα/σχετική μάζα = 20/1 = 20 mol.
Μόρια = συγκέντρωση (mol/dm3) x όγκος (dm3)
Παράδειγμα: Πόσα mol υπάρχουν σε 100cm3 0,1M H2SO4;
1 dm3 είναι το ίδιο με 1000 cm3, οπότε η τιμή σε κυβικά εκατοστά πρέπει να διαιρεθεί με το 1000. 100/1000 x 0,1 = 0,01 mol.
Ένα μόριο μεθανίου αποτελείται από ένα άτομο άνθρακα και τέσσερα άτομα υδρογόνου. Ο άνθρακας έχει μάζα 12,011 u και το υδρογόνο έχει μάζα 1,008 u. Αυτό σημαίνει ότι η μάζα ενός μορίου μεθανίου είναι 12,011 u + (4 × 1,008u), ή 16,043 u. Αυτό σημαίνει ότι ένα μόριο μεθανίου έχει μάζα 16,043 γραμμάρια.
Ένας τυφλοπόντικας μπορεί να θεωρηθεί ως δύο σακούλες με μπάλες διαφορετικού μεγέθους. Η μία σακούλα περιέχει 3 μπάλες του τένις και η άλλη 3 μπάλες του ποδοσφαίρου. Υπάρχει ο ίδιος αριθμός μπαλών και στις δύο σακούλες, αλλά η μάζα των μπαλών ποδοσφαίρου είναι πολύ μεγαλύτερη. Είναι ένας διαφορετικός τρόπος μέτρησης των πραγμάτων. Τα μόρια μετρούν τον αριθμό των σωματιδίων και όχι τη μάζα. Έτσι και οι δύο σακούλες περιέχουν τρία μόρια.
Το μόριο είναι απλώς μια μονάδα του αριθμού των πραγμάτων. Άλλες κοινές μονάδες είναι η δωδεκάδα, που σημαίνει 12, και το σκορ, που σημαίνει 20. Ομοίως, το mole αναφέρεται σε μια συγκεκριμένη ποσότητα - το χαρακτηριστικό του είναι ότι ο αριθμός του είναι πολύ μεγαλύτερος από άλλες κοινές μονάδες. Τέτοιες μονάδες επινοούνται συνήθως όταν οι υπάρχουσες μονάδες δεν μπορούν να περιγράψουν κάτι αρκετά εύκολα. Οι χημικές αντιδράσεις λαμβάνουν συνήθως χώρα μεταξύ μορίων διαφορετικού βάρους, πράγμα που σημαίνει ότι οι μετρήσεις της μάζας (όπως τα γραμμάρια) μπορεί να είναι παραπλανητικές όταν συγκρίνονται οι αντιδράσεις μεμονωμένων μορίων. Από την άλλη πλευρά, η χρήση του απόλυτου αριθμού ατόμων/μορίων/ιόντων θα ήταν επίσης συγκεχυμένη, καθώς οι τεράστιοι αριθμοί που εμπλέκονται θα καθιστούσαν πολύ εύκολη την εσφαλμένη τοποθέτηση μιας τιμής ή την παράλειψη ενός ψηφίου. Ως εκ τούτου, η εργασία σε μόρια επιτρέπει στους επιστήμονες να αναφέρονται σε μια συγκεκριμένη ποσότητα μορίων ή ατόμων χωρίς να καταφεύγουν σε υπερβολικά μεγάλους αριθμούς.
Σχετικές μονάδες
Οι μονάδες SI για τη μοριακή συγκέντρωση είναι mol/m3. Ωστόσο, οι περισσότερες χημικές γραφές χρησιμοποιούν mol/dm3 ή mol dm-3, το οποίο είναι το ίδιο με το mol/L. Αυτές οι μονάδες γράφονται συχνά με κεφαλαίο γράμμα Μ (προφέρεται "molar"), ενώ μερικές φορές προηγείται ένα πρόθεμα SI, για παράδειγμα, χιλιοστόμολα ανά λίτρο (mmol/L) ή χιλιοστομοριακό (mM), μικρόμολα/λίτρο (µmol/L) ή μικρομοριακό (µM), ή νανομόλα/L (nmol/L) ή νανομοριακό (nM).
Η απόλυτη απόδοση μιας χημικής αντίδρασης δηλώνεται συνήθως σε μόρια (ονομάζεται "μοριακή απόδοση").
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Ποια είναι η μονάδα SI που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση μορίων και ατόμων;
Α: Η μονάδα SI που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση μορίων και ατόμων είναι το mole.
Ερ: Πόσα μόρια περιέχονται σε ένα μόριο;
Α: Ένα μόριο περιέχει περίπου 600 επτά εκατομμύρια μόρια.
Q: Γιατί οι επιστήμονες χρησιμοποιούν αυτόν τον αριθμό;
Α: Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν αυτόν τον αριθμό επειδή 1 γραμμάριο υδρογόνου ισοδυναμεί με 1 μόριο ατόμων.
Ερ: Ποια είναι η ακριβής τιμή του ενός mole;
Α: Η ακριβής τιμή του ενός mole είναι 6,02214078×1023, που πήρε το όνομά του από τον εφευρέτη του Avogadro.
Ερ: Είναι πρακτικό να μετράμε τις περισσότερες λειτουργίες σε μόρια;
Α: Όχι, δεν είναι πρακτικό να μετράμε τις περισσότερες εργασίες με μόρια, επειδή η τιμή είναι τόσο τεράστια που ένα μόριο γκρέιπφρουτ θα ήταν το μέγεθος της Γης.
Ερ: Πώς μετράτε διάφορα μόρια και άτομα;
Α: Τα διάφορα μόρια και άτομα μετρώνται σε μονάδες ατομικής μάζας (amu).
Ερ: Πώς σχετίζονται τα amu με τα γραμμάρια ανά mole; Α: Μία αμπούλα ισούται με ένα γραμμάριο ανά μόριο, πράγμα που σημαίνει ότι αν η μάζα ενός ατόμου είναι μία αμπούλα, ένα μόριο αυτού του ατόμου ζυγίζει ένα γραμμάριο.
