Neo
unità fisica | |
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Nome dell'unità | Neo |
Simbolo dell'unità | |
Quantità fisica (i) | Ammontare della sostanza |
Simbolo della formula | |
dimensione | |
sistema | Sistema internazionale di unità |
In unità SI | Unità base |
Prende il nome | molecola |
La mole (unità simbolo: mol ) è l' unità di misura del la quantità di sostanza . Tra l'altro, viene utilizzato per indicare la quantità di reazioni chimiche .
Per definizione, una mole di una sostanza contiene esattamente 6.022 140 76e23 (602 trilioni) di particelle (costante di Avogadro). Il numero è stato determinato in modo cheX gdi particelle di massaX u sianosolo 1 mol.
Il numero di particelle e la quantità di sostanza sono quindi direttamente proporzionali tra loro; ciascuna di queste due quantità può quindi servire da misura per l'altra.
definizione
Dalla revisione del Sistema Internazionale di Unità nel 2019, la mole è stata definita assegnando un valore numerico fisso alla costante di Avogadro . La definizione è:
“La mole, simbolo dell'unità mol, è l'unità SI della quantità di sostanza. Una mole contiene esattamente 6.022 140 76e23 singole particelle. Questo numero corrisponde alvalore numerico fisso validoper la costante di AvogadroNA, espresso nell'unità mol-1, ed è chiamato numero di Avogadro. "
Deve essere specificato il tipo di particella, può essere atomi , molecole , ioni , elettroni o altre particelle.
Il numero Avogadro corrisponde a una precisione di 3.5e-10 il rapporto tra l'unità di massagrammo(g) e l'unità atomica di massa (u). L'indicazione dellamassa atomica(“peso atomico”) edella massa molecolare(“peso molecolare”) ha quindi lo stesso valore numerico in u e in g/mol nell'ambito di questa accuratezza.
storia
Origini
Il termine "mol" è stato coniato da Wilhelm Ostwald nel 1893 e deriva probabilmente da "molecola". Inizialmente, la talpa era principalmente vista come un'unità di massa . Le etichette più vecchie sono grammo atomo (per gli elementi) e grammomolecola (solo per le connessioni). Nella DIN 1310 “Contenuto delle soluzioni” dell'aprile 1927 si dice: “Le unità di massa [...] sono la mole, cioè. H. tanti grammi della sostanza quanti ne indica il peso molecolare […]”. Tuttavia, utilizzando il “peso” molecolare, è stata descritta una massa di sostanza – non una quantità di sostanza dal punto di vista odierno – e denominata “quantità di sostanza”. Nell'attuale definizione di mole nel SI, d'altra parte, la quantità di sostanza è formalmente chiaramente distinta dal numero e dalla massa delle particelle .
Definizione dal 1960
Nel 1960 l'unità di massa atomica è stata stabilita come 1 ⁄ 12 della massa dell'atomo di 12 C.
Di conseguenza, la mole è stata definita come la quantità di sostanza in un sistema che consiste di altrettante particelle individuali sono gli atomi in 12 grammi del isotopo carbonio -12 ( 12 C). Secondo la definizione, 1 mole di 12 atomi di carbonio aveva quindi una massa di 12 g. (Una mole di atomi di carbonio naturale, d'altra parte, ha una massa di circa 12.0107 g a causa della mescolanza di altri isotopi.)
Secondo questa definizione, il numero di particelle in una mole (costante di Avogadro N A ) era una variabile misurabile e gravata da un'incertezza. Non era invece necessaria la conoscenza precisa della costante di Avogadro per misurare la quantità di sostanza misurata in moli; Era sufficiente pesare (determinare la massa) e confrontarla con una massa di riferimento di 12 C. Per questo, però, la definizione della mole dipendeva dalla definizione del chilogrammo.
Mole come unità di base SI
Alla 14a Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure (CGPM) del 1971, su espressa richiesta della IUPAC , sostenuta dalla IUPAP, la talpa fu incorporata nel SI e dichiarata unità di base . Ciò ha esteso il campo di applicazione del SI per includere la chimica . Alla precedente CGPM del 1967, la mozione non aveva ancora trovato la maggioranza.
Definizione dal 2019
Con il progresso della tecnologia di misurazione, la costante di Avogadro poteva essere determinata in modo sempre più preciso, in modo che alla fine non fosse più necessaria la "deviazione" attraverso il chilogrammo. La 26a Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure ha adottato la definizione in vigore oggi, con effetto dal 20 maggio 2019. Il numero di particelle in una mole è ora definito con precisione , ma la massa di 1 mole di 12 C è ora una variabile misurata. Il valore ora esatto di N A è stato scelto in modo che coincidesse il più possibile con il valore secondo la vecchia definizione .
multipli decimali
Le parti decimali comuni e i multipli della mole sono:
descrizione | unità | fattore | multipli | annotazione |
---|---|---|---|---|
Megamol | Mmol | 10 6 | 1.000.000 moli | corrisponde a 1.000.000 di moli |
Kilomole | kmol | 10 3 | 1000 moli | corrisponde a 1000 moli |
Millimole | mmol | 10 -3 | 0,001 moli | corrisponde a un millesimo di mole |
micromoli | micromole | 10 −6 | 0.001 mmol | corrisponde a un milionesimo di mole (un millesimo di millimole) |
nanomole | nmol | 10 −9 | 0,001 µmol | corrisponde a un miliardesimo di mole (un milionesimo di millimole) |
picomole | pmol | 10 −12 | 0,001 nmol | equivale a un trilionesimo di mole (un miliardesimo di millimole) |
Volume molare
Il volume molare di una sostanza è una proprietà specifica della sostanza che indica il volume di una mole di una sostanza. Per un gas ideale , una mole occupa un volume di 22,414 litri in condizioni normali (273,15 K, 101325 Pa) . Per i gas reali , solidi e liquidi , invece, il volume molare dipende dalla sostanza.
Massa molare
La massa molare è il quoziente tra massa e quantità di sostanza di una sostanza. Nell'unità g/mol ha lo stesso valore numerico della massa atomica o molecolare della sostanza nell'unità ( unità di massa atomica ). Il loro significato è equivalente al precedente "peso atomico" in chimica.
Calcolo delle quantità di sostanza
Per il calcolo viene utilizzata la seguente formula :
Denota la quantità di sostanza , la massa e la massa molare. può essere preso dalle tabelle per gli elementi chimici e calcolato da tali valori per i composti chimici di composizione nota.
La massa atomica, che è riportata nelle tabelle per ogni elemento chimico, è relativa alla miscela naturale di isotopi . Ad esempio, la massa atomica del carbonio è 12.0107 u. Questo valore non si applica ad altri rapporti isotopici, come il materiale arricchito con 13 C. Mentre con gli elementi stabili le deviazioni dalle miscele di isotopi così come si verificano in natura sono relativamente piccole, specialmente con gli elementi radioattivi la miscela di isotopi può dipendere fortemente dall'origine e dall'età del materiale.
Uso dell'unità mol quando si specificano le concentrazioni
L'unità mole viene spesso utilizzata nelle unità composte per indicare le concentrazioni (contenuto di sale delle soluzioni, acidità delle soluzioni, ecc.). Uno degli usi più comuni è la soluzione x-molare (la x sta per qualsiasi numero positivo razionale).
- esempio
- Una soluzione A 2,5 molare contiene 2,5 moli del soluto A in 1 litro di soluzione.
- Vedi anche: quantità di concentrazione di sostanza
Esempi
Massa di 1 mol di elio
- 1 atomo di elio ha una massa di circa 4 u (u è l' unità di massa atomica ; un atomo di elio ha 2 protoni e 2 neutroni ). Il gas elio è monoatomico, quindi nell'esempio seguente la mole si riferisce agli atomi di He senza bisogno di essere specificatamente menzionato.
- Quindi 1 mole di elio ha una massa di circa 4 g e contiene circa 6.022e23 atomi di elio.
Massa di 1 mol di acqua
- 1 mole di una sostanza contiene circa 6.022e23 particelle.
- 1 molecola d'acqua H 2 O è composta da 1 atomo di ossigeno e 2 atomi di idrogeno.
- L'atomo di ossigeno ha solitamente 16 nucleoni (particelle centrali, cioè neutroni e protoni), un atomo di idrogeno ha solitamente 1 particella centrale (un protone).
- Una molecola d'acqua quindi contiene solitamente 18 nucleoni.
- La massa di una particella centrale è di circa 1.6605e-24 gr.
- 1 molecola d'acqua quindi ha solitamente massa 18 · 1.6605e-24 gr.
- La massa di 1 mole di acqua è la 6.022e23 volte la massa di una molecola d'acqua.
- La massa di 1 mol di acqua è quindi 6.022e23 ·18 · 1.6605e-24 g= 18 g (il valore numerico è uguale alla massa molecolare in u).
Se si prendono le masse atomiche più precise invece del numero di nucleoni , il risultato è un valore leggermente più alto di 18,015 g.
Produzione di idrossido di litio da litio e acqua
Durante la formazione di LiOH, due molecole d'acqua vengono divise da due atomi di litio in una parte H e una OH. Poiché ci sono lo stesso numero di particelle in ogni mole di ogni sostanza, 1 mole di litio e 1 mole di acqua sono necessarie per 1 mole di idrossido di litio, convertite in masse: 6,94 g di litio e 18 g di acqua reagiscono per formare 1 g di idrogeno e 23,94 g di idrossido di litio.
letteratura
- Beat Jeckelmann: una pietra miliare nell'ulteriore sviluppo del sistema internazionale di unità . In: METinfo, Vol 25, No2 / 2018.
- Julian Haller, Karlheinz Banholzer, Reinhard Baumfalk: Ridefinizione delle unità chilogrammo, ampere, kelvin e mole Come entra il chilogrammo nella mia bilancia da laboratorio? In: La chimica nel nostro tempo , 53, 2019, pp. 84–90, doi: 10.1002 / ciuz.201800878 .
- Karl Rauscher, Reiner Friebe: Tabelle chimiche e tabelle di calcolo per la pratica analitica. 11a edizione. Verlag Harri Deutsch, Frankfurt am Main 2004, ISBN 3-8171-1621-7 , p.31 ( anteprima limitata nella ricerca di libri di Google).
link internet
- Il nuovo sistema di unità. PTB.de (Physikalisch-Technische Bundesanstalt)
- La revisione del sistema internazionale di unità di misura - Metas.ch (Istituto Federale Svizzero di Metrologia)
- Le unità di misura saranno presto scolpite nella natura . Spektrum.de
- SI unità di base (mole). BIPM , consultato il 2 agosto 2019 . Formulazione della definizione di mole
Evidenze individuali
- ↑ La direttiva (UE) 2019/1258 della Commissione, del 23 luglio 2019, che modifica l'allegato alla direttiva 80/181/CEE del Consiglio per quanto riguarda le definizioni delle unità di base SI al fine di adeguarle al progresso tecnico , contiene le traduzioni della definizioni dal SI -Brochure, 9a edizione.
- ^ Opuscolo SI: Il sistema internazionale di unità (SI). (PDF) BIPM , 2019, p.136 , consultato il 28 gennaio 2021 (inglese, 9a edizione - selezionare "Testo in inglese" nella finestra di dialogo).
- ↑ a b Delibera 1 del 26° CGPM (2018). In: bipm.org. Bureau International des Poids et Mesures , consultato il 12 aprile 2021 .
- ↑ CODATA Valori consigliati: costante di massa molare. National Institute of Standards and Technology, accesso 7 settembre 2021 .
- ^ Atti della 14a Conferenza Generale su Pesi e Misure , 1971, p.55 (francese)
- ^ Risoluzione 3 del 14° CGPM (1971). In: bipm.org. Bureau International des Poids et Mesures , consultato il 12 aprile 2021 .
- ^ Atti della XIII Conferenza Generale su Pesi e Misure , 1967, p.71 (francese)
- ↑ entro il 19 maggio 2019 esattamente per definizione; poiché la ridefinizione della mole con una deviazione di <10 −9