Русская Википедия:Моль (единица измерения)

Содержание

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Моль (русское обозначение: моль; международное: mol; устаревшее название грамм-молекула (по отношению к количеству молекул); от Шаблон:Lang-lat — количество, масса, счётное множество) — единица измерения количества вещества в Международной системе единиц (СИ), одна из семи основных единиц СИ.

Значение одного моля определяется через число Авогадро, один моль — количество вещества, содержащее 6,022 140 76⋅10²³ частиц (атомов, молекул, ионов, электронов или любых других объектов).

Моль принят в качестве основной единицы СИ XIV Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1971 году, определение моля было изменено на XXVI Генеральной конференции в 2018 году.

Устаревшее определение

Точное определение моля формулировалось так: Шаблон:Начало цитаты Моль — количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц. Шаблон:Конец цитаты

Из определения моля непосредственно следовало, что молярная масса углерода-12 равна 12 г/моль точно.

Количество специфицированных структурных элементов в одном моле вещества называется постоянной Авогадро (числом Авогадро), обозначаемой обычно как Шаблон:Math. Таким образом, в углероде-12 массой 0,012 кг содержится Шаблон:Math атомов. Значение постоянной Авогадро, рекомендованное Комитетом по данным для науки и техники (CODATA) в 2014 году, равно 6,022140857(74)Шаблон:E моль⁻¹. Отсюда, 1 атом углерода-12 имеет массу 0,012/Шаблон:Math кг = 12/Шаблон:Math г. 1/12 массы атома углерода-12 называют атомной единицей массы (обозначение а. е. м.), и, следовательно, 1 а. е. м. = 0,001/Шаблон:Math кг = 1 / Шаблон:Math г. Таким образом, масса одного моля вещества (молярная масса) равна массе одной частицы вещества, атома или молекулы, выраженной в а. е. м. и умноженной на Шаблон:Math.
Например, масса 1 моля лития, имеющего атомарную кристаллическую решётку, будет равна
7 а. е. м. ⋅ Шаблон:Math = 7 ⋅ 1 / Шаблон:Math г ⋅ Шаблон:Math моль⁻¹ = 7 г/моль,
а масса 1 моля кислорода, состоящего из двухатомных молекул
2 ⋅ 16 а. е. м. ⋅ Шаблон:Math = 2 ⋅ 16 ⋅ 1 / Шаблон:Math г ⋅ Шаблон:Math моль⁻¹ = 32 г/моль.
То есть, из определения а. е. м. вытекает, что молярная масса вещества, выраженная в граммах на моль, численно равна массе мельчайшей частицы (атома или молекулы) этого вещества, выраженной в атомных единицах массы.

При нормальных условиях объём одного моля идеального газа составляет 22,413 996(39) л. Значит, один моль кислорода занимает объём 22,413 996(39) л (для простых расчётов 22,4 л) и имеет массу 32 г.

Произошедшее переопределение

Шаблон:Main На XXIV ГКМВ 17—21 октября 2011 года была принята резолюция, в которой, в частности, предложено в будущей ревизии Международной системы единиц переопределить четыре основные единицы СИ, включая моль. Предполагалось, что новое определение моля будет базироваться на фиксированном численном значении постоянной Авогадро, которой будет приписано точное значение, основанное на результатах измерений, рекомендованных CODATA. В связи с этим в резолюции сформулировано следующее положение, касающееся моля: Шаблон:Начало цитаты Моль останется единицей количества вещества; но его величина будет устанавливаться фиксацией численного значения постоянной Авогадро равным в точности 6,02214XШаблон:E, когда она выражена единицей СИ моль ⁻¹. Шаблон:Конец цитаты

Здесь Х заменяет одну или более значащих цифр, которые должны были быть определены в дальнейшем на основании наиболее точных рекомендаций CODATA.

Новая ревизия СИ, включающая переопределение моля, была принята на XXVI ГКМВ в 2018 году, с вступлением в силу с 2019 года.

По мнению Международного бюро мер и весов (МБМВ), новое определение моля сделало его независящим от определения килограмма, а также подчеркнуло различие между физическими величинами количество вещества и масса.

Кратные и дольные единицы

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ. Единицы измерения «иоктомоль», «ронтомоль» и «квектомоль» моль могут использоваться лишь формально, так как столь малые количества вещества должны измеряться отдельными частицами (1 имоль формально равен 0,60214076 частицы, 1 рмоль - 0,00060214076 частицы, 1 квмоль - 0,00000060214076 частицы). Шаблон:Кратные и дольные единицы

Молярная масса

Шаблон:Основная статья Молярная масса — характеристика вещества, отношение массы вещества к количеству молей этого вещества, то есть масса одного моля вещества. Для отдельных химических элементов молярной массой является масса одного моля отдельных атомов этого элемента, то есть масса атомов вещества, взятых в количестве, равном числу Авогадро. В этом случае молярная масса элемента, выраженная в г/моль, численно совпадает с молекулярной массой — массой молекулы, выраженной в а. е. м. (атомная единица массы). Однако надо чётко представлять разницу между молярной массой и молекулярной массой, понимая, что они равны лишь численно и отличаются по размерности.

Молярный объём

Шаблон:Основная статья Моля́рный объём Шаблон:Math — объём одного моля вещества (простого вещества, химического соединения или смеси) при данной температуре и давлении; величина, получающаяся от деления молярной массы Шаблон:Math вещества на его плотность Шаблон:Math: таким образом, Шаблон:Math. Молярный объём характеризует плотность упаковки молекул в данном веществе. Для простых веществ иногда используется термин атомный объём. В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения молярного объёма является кубический метр на моль (русское обозначение: м³/моль; международное: m³/mol).

Молярная теплоёмкость

Шаблон:Основная статья Молярная теплоёмкость — отношение теплоёмкости к количеству вещества, теплоёмкость одного моля вещества (в принципе разная для различных веществ, хотя в свете закона Дюлонга — Пти — имеет близкое значение, и даже приближенно совпадает в достаточно широких пределах изменения температуры у многих веществ). Это — физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать одному молю (данного) вещества для того, чтобы его температура изменилась на единицу, или — произведение удельной теплоёмкости элемента на его атомную массу дает количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 моля этого элемента на 1°С (или, что равнозначно, на 1 К). В Международной системе единиц (СИ) молярная теплоёмкость измеряется в джоулях на моль на кельвин, Дж/(моль·К). Иногда используются и производные единицы, как Дж/(кмоль·К), или внесистемные единицы: калория/(кг·К) и т. д.

Мольная доля

Шаблон:Основная статья Мольная доля вещества — способ выражения концентрации, отношение количества вещества к общему количеству всех веществ, содержащихся в смеси:

<math>x_\mathrm{A}=\frac{n_\mathrm{A}}{\sum_i n_i},</math>

где

<math>x_\mathrm{A}</math> — мольная доля вещества A в смеси;

<math>n_\mathrm{A}</math> — количество вещества A, содержащееся в смеси (измеряется в молях);

<math>\sum_i n_i</math> — сумма количества вещества всех компонентов раствора (измеряется в молях).

Праздник «День моля»

Шаблон:Основная статья День моля — неофициальный праздник, отмечаемый химиками Северной Америки 23 октября между 6:02 утра и 6:02 вечера (6:02 10/23 в американской нотации времени и даты). Эти время и дата выбраны в соответствии с численным значением постоянной Авогадро, приблизительно равной 6,02Шаблон:E моль⁻¹. Праздник также отмечается во многих школах США и Канады.

См. также

• Формульная единица
• Атомная единица массы
• Молярная внутренняя энергия/Энергия связи (Дж/моль)
• Постоянная Фарадея/Фарадей (единица измерения)
• Эйнштейн (единица измерения)
• Эквивалент вещества
• Универсальная газовая постоянная
• Постоянная Больцмана
• Постоянная Лошмидта
• Молярная активность лиганда

Ссылки

• ChemTeam: The Origin of the Word 'Mole'