Bir mol su, Avogadro’nun su moleküllerinin sayısıdır. Avogadro’nun sayısı o kadar büyük ki, boyutunu hayal etmek zor olabilir. Bir mol suyun kütlesini ve hacmini bulmak, birimleri tanıdık bir şeyle ilişkilendirmek için iyi bir yoldur.
Mol, bir maddedeki tanecik sayısı için kullanılan bir SI birimidir. Bir mol tam olarak 6.02214076 x 10 23 tanecik içermektedir. Çoğu hesaplama için sayı 6,022 x 10 23 ‘e yuvarlanır. Bu sayı Avogadro sayısıdır ve boyutu gram cinsinden bir bileşiğin bir mol kütlesinin, dalton veya atomik kütle birimleri (amu) cinsinden tek bir molekülün ortalama kütlesine yaklaşık olarak eşit olacağı şekilde seçilmiştir.
1 Mol Suyun Kütlesi Nasıl Bulunur?
Bir mol su, 6.022 x 10 23 su molekülüdür. Bir mol suyun kütlesini bulmak için şu adımları izlenir;
- Kimyasal formül bulunur. Suyun kimyasal formülü H2O’dur. Yani, her su molekülünde iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomu vardır.
- Periyodik tablodan hidrojen ve oksijen atomlarının kütlelerine bakılır. Hidrojenin atomik kütlesi 1.0079 ve oksijenin atomik kütlesi 15.9994’tür.
- Bir molün kütlesini bulmak için elementlerin atomik kütleleri toplanır. Atom kütle, bir maddenin molü başına düşen gram sayısıdır. Bileşiğin bir molünün kütlesini bulmak için bir formüldeki tüm atomların atom kütleleri toplanır.
1 mol su kütlesi = hidrojen kütlesi + hidrojen kütlesi + oksijen kütlesi
1 mol su kütlesi = 1.0079 g + 1.0079 g + 15.9995 g
1 mol su kütlesi = 18.0152 g’dır.
Bir mol suyun kütlesi yaklaşık 18 gramdır. Kütleyi hacme dönüştürürek su miktarını anlamak daha kolaydır.
1 Mol Suyun Hacmi Nasıl Bulunur?
Kütle biliniyorsa, yoğunluk biliniyorsa hacim bulunabilir.
Yoğunluk = kütle / hacim
Denklemi yeniden düzenlenirse;
Hacim = kütle / yoğunluk
Suyun yoğunluğu, sıcaklık ve basınca bağlı olarak değişir ancak mililitrede neredeyse 1 gram bir değişim olur. Kütle ve yoğunluğu denkleme eklenirse bir mol suyun hacmi elde edilir.
Hacim = kütle / yoğunluk
1 mol suyun hacmi = (18 g) / (1 g/ml)
1 mol suyun hacmi = 18 ml
Bir mol su yaklaşık 18 mililitredir. Bu, birkaç damla su, 3,65 çay kaşığı, 1,2 yemek kaşığı veya 0,018 litre hacmindedir.. Büyük bir hacim değil, ancak 6.022 x 10 23 su molekülü içermektedir.
ÖNEMLİ NOT: Herhangi bir maddenin kütlesini ve hacmini bulmak için aynı adımlar takip edilir. Ancak, gram cinsinden kütle ve mililitre cinsinden hacim yalnızca su ve yoğunluğu 1 g/ml olan diğer maddeler için aynıdır.
Tarihçe
Molün tarihi moleküler kütle, atomik kütle birimleri ve Avogadro sayısı ile yakından ilgilidir.
İlk standart atom ağırlığı tablosu (atomik kütle) 1805 yılında John Dalton (1766-1844) tarafından, hidrojenin bağıl atomik kütlesinin 1 olarak tanımlandığı bir sisteme dayanarak yayınlanmıştır.
Jöns Jacob Berzelius (1779–1848), bağıl atom kütlelerinin giderek artan doğrulukta belirlenmesinde etkili olmuştur. Ayrıca, oksijen ile diğer kütlelerin yönlendirerek standart olarak kullanan ilk kimyagerdir. Oksijen kullanışlı bir standarttır çünkü hidrojenden farklı olarak diğer birçok element, özellikle de metallerle bileşikler oluşturmaktadır. Ancak, atomik oksijen kütlesini 100 olarak sabitlemeye çalışıldığında bu oran tutmamıştır.
Charles Frédéric Gerhardt (1816–56), Henri Victor Regnault (1810–78) ve Stanislao Cannizzaro (1826–1910), Berzelius’un çalışmalarını genişleterek bileşiklerin bilinmeyen stokiyometrisine ilişkin birçok sorunu çözmüştür ve Karlsruhe Kongresi zamanında( 1860) atomik kütleleri kullanmışlardır. Alınan ortak kararla hidrojenin atomik kütlesi 1 olarak tanımlamıştır ancak o zamanki ölçümlerin kesinlik düzeyinde yaklaşık %1’lik bağıl belirsizlikler vardı ve sayısal olarak daha sonraki oksijen standardına (oksijen=16) eşitti. Birincil atomik kütle standardı, analitik kimyadaki gelişmeler ve her zamankinden daha doğru atomik kütle belirleme ihtiyacıyla daha da belirgin hale gelmiştir.
Mol adı, 1894’te kimyager Wilhelm Ostwald tarafından Almanca molekül kelimesinden türetilen Alman birimi mol’un 1897’de tercüme edilmesi ile kullanılmaya başlanmıştır. İlgili eşdeğer kütle kavramı, en az bir yüzyıl önce kullanılmıştır.
Standardizasyon
Kütle spektrometrisindeki gelişmeler, oksijen-16’nın doğal oksijen yerine standart madde olarak benimsenmesine yol açmıştır.
Oksijen-16.004 tanımı 1960’larda karbon-12’ye dayalı tanımla değiştirilmiştir. Mol, Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Bürosu tarafından “0,012 kilogram karbon-12’deki atomlar kadar çok sayıda temel madde içeren madde miktarı” olarak tanımlanmıştır. Böylece, bu tanıma göre, bir mol saf 12C, tam olarak 12 g’lık bir kütleye sahiptir.
| Ölçek tabanı | 12C’ye göre ölçek tabanı = 12 | 12C’den bağıl sapma = 12 ölçek |
| Hidrojenin atom kütlesi = 1 | 1.00794 | − % 0,788 |
| Oksijenin atom kütlesi = 16 | 15.9994 | + % 0,00375 |
| Bağıl atom kütlesi 16O = 16 | 15.9949146221 | + % 0,0318 |
Gramın tanımı matematiksel olarak Dalton’unkine bağlı olmadığı için molekül sayısı NA (Avogadro sabiti) başına düşen molekül sayısı deneysel olarak belirlenmelidir. CODATA tarafından 2010 yılında kabul edilen deneysel değer NA =(6.02214129 ± 0.00000027) × 10 23 mol −1’dir. 2011 yılında ölçüm, (6.02214078 ± 0.00000018) × 10 23 mol −1’dir.
Mol, 1971’de 14. CGPM tarafından yedinci SI temel birimi haline getirilmiştir.
Hazırlayan: Rabiye Baştürk
