Mol

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm

Molđơn vị đo lường dùng trong hóa học nhằm diễn tả lượng chất có chứa số hạt đơn vị bằng số nguyên tử cacbon-12 có trong 12 gam đồng vị cacbon-12 (12C), tức là có chứa 6,02×1023 hạt đơn vị.[1] Số 6,02×1023 - hay chính xác hơn là 6,02214129(27)×1023 - được gọi là hằng số Avogadro (ký hiệu NA). Mol là một trong các đơn vị cơ bản của hệ SI.

Các định nghĩa[sửa | sửa mã nguồn]

Mol nguyên tử và mol phân tử[sửa | sửa mã nguồn]

Tùy theo việc chọn hạt đơn vị mà mol được chia thành hai loại: mol nguyên tử và mol phân tử. Mol nguyên tử của một nguyên tố là lượng nguyên tố đó có chứa NA nguyên tử của nguyên tố đó. Ví dụ mol nguyên tử kali (K) có 6,02×1023 nguyên tử K. Mol phân tử của một chất là lượng chất của NA phân tử chất đó.[1] Ví dụ 1 mol phân tử clo là lượng khí clo (Cl2) có 6,02×1023 phân tử khí clo.

Khối lượng mol[sửa | sửa mã nguồn]

Khối lượng mol là khối lượng của một mol chất tính ra gam.

  • Khối lượng mol nguyên tử của một nguyên tố là khối lượng của 1 mol (6,023×1023) nguyên tử của nguyên tố đó. Ví dụ khối lượng mol nguyên tử của hyđrô (H) là 1 g
  • Khối lượng mol phân tử của một chất là khối lượng của 1 mol phân tử của chất đó. Ví dụ khối lượng mol phân tử của khí hyđrô (H2) là 2 g.

Khối lượng mol nguyên tử và khối lượng nguyên tử chỉ giống nhau về trị số và khác nhau về đơn vị. Khối lượng nguyên tử tính theo đơn vị cacbon (đvC). 1 đvC bằng 1/12 khối lượng nguyên tử cacbon, mà khối lượng của một nguyên tử cacbon là 1,992610×−23g, từ đó suy ra 1đvC = 1,6605×10−24g.

Với một nguyên tử có khối lượng là m (đơn vị gam) thì khối lượng mol nguyên tử sẽ là M = m × 6,023×1023/1,6605×10−24 (đvC).

Thể tích mol khí[sửa | sửa mã nguồn]

Thể tích mol phân tử của một chất khíthể tích của 1 mol phân tử của chất khí đó. Thể tích mol không đổi khi các điều kiện nhiệt độáp suất không đổi. Do đó ở 0 °C và 1 atm (điều kiện tiêu chuẩn) thì 1 mol khí nào cũng có thể tích là 22,4 lít.

Nồng độ mol[sửa | sửa mã nguồn]

Nồng độ mol tính bằng cách chia số mol phân tử của một chất hoặc số mol ion của một loại ion có trong 1 lít dung dịch. Đơn vị SI cho nồng độ mol là mol/m3. Tuy nhiên, đa số tài liệu hóa học thường dùng đơn vị mol/dm3 hoặc mol dm−3 (tương đương mol/L). Người ta cũng thường dùng ký hiệu chữ M in hoa, có thể đi kèm tiền tố, chẳng hạn milimol trên lít được ký hiệu là mmol/L hoặc mM, micromol trên lít được ký hiệu là µmol/L hoặc µM, nanomol trên lít được ký hiệu là nmol/L hoặc nM.

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Lịch sử đơn vị mol liên quan chặt chẽ với các khái niệm phân tử khối, đơn vị khối lượng nguyên tử, hằng số Avogadro và các khái niệm có liên quan khác.

Bảng giá trị nguyên tử khối tương đối được John Dalton (1766–1844) xuất bản vào năm 1805, dựa trên một hệ thống mà trong đó nguyên tử khối tương đối của hyđrô được định nghĩa là bằng 1. Các giá trị trong bảng này dựa trên các cân bằng hóa học lượng pháp trong phản ứng hóa học và trong hợp chất. Thời đó người ta còn tin rằng nhà hóa học không cần phải tán thành lý thuyết nguyên tử (một giả thuyết chưa được chứng minh vào thời điểm đó) khi cần vận dụng các loại bảng như thế này trong thực hành. Điều này đã dẫn đến một số nhầm lẫn giữa nguyên tử khối (được lý thuyết nguyên tử đề cao) và đương lượng gam (được các lý thuyết đối đầu với lý thuyết nguyên tử đề cao), và sự nhầm lẫn này còn kéo dài gần hết thế kỷ 19.

Jöns Jacob Berzelius (1779–1848) đã cống hiến cho việc xác định nguyên tử khối tương đối một cách chính xác hơn nhiều. Ông cũng là nhà hóa học đầu tiên sử dụng giá trị nguyên tử khối ôxy để làm chuẩn. Khác với hyđrô, ôxy có thể kết hợp với hầu hết các nguyên tố khác, đặc biệt là kim loại để tạo thành hợp chất, vì thế rất hữu dụng. Tuy nhiên, người ta không ưa chuộng cách gán giá trị cố định là 100 làm nguyên tử khối của ôxy của Berzelius.

Charles Frédéric Gerhardt (1816–1856), Henri Victor Regnault (1810–1878) và Stanislao Cannizzaro (1826–1910) là những người tiếp tục mở rộng công trình của Berzelius. Họ giải quyết nhiều vấn đề còn thắc mắc về hóa học lượng pháp của hợp chất, và việc sử dụng khái niệm nguyên tử khối đã thu hút đông đảo sự ủng hộ từ những người tham dự Đại hội Karlsruhe (1860). Tại đại hội này, giới hóa học gia quyết định quay về định nghĩa nguyên tử khối của hyđrô là bằng 1, mặc dù với mức độ chính xác trong đo lường vào thời điểm đó (sai số tương đối khoảng 1%) thì giá trị này tương đương về mặt số học với giá trị chuẩn dựa trên ôxy (16) sau này. Mặc dù vậy, khi ngành hóa học phân tích ngày một tiến bộ và con người bị thôi thúc phải xác định chính xác nguyên tử khối thì họ càng nhận ra sự tiện lợi khi dùng ôxy làm chuẩn, và cuối cùng về sau họ cũng chấp nhận dùng nguyên tử khối của ôxy-16 làm chuẩn. Từ thập niên 1960, mol được định nghĩa dựa trên cacbon-12.[2][3]

Tên gọi mol bắt nguồn từ tiếng Đức mol, do nhà hóa học Wilhelm Ostwald đặt ra vào năm 1894 dựa theo từ molekül của tiếng Đức (nghĩa là "phân tử").[4][5] Từ điển Merriam-Webster cho rằng từ gốc trong tiếng Đức là molekulärgewicht (nghĩa là "khối lượng phân tử")[6]

Ngày Mol[sửa | sửa mã nguồn]

Ngày 23 tháng 10 hàng năm được gọi là Ngày Mol.[7] Đây là một ngày lễ không chính thức nhằm vinh danh đơn vị mol. Ngày mol hàng năm bắt đầu lúc 6h02 sáng và kết thúc lúc 6h02 tối. Nguồn gốc những mốc thời gian này là giá trị của hằng số Avogadro (6,02×1023).

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ a ă Lê, Xuân Trọng (chủ biên); Nguyễn Đình Chi; Đỗ Văn Hưng (2002). Bài tập nâng cao Hóa học 10 (ấn bản 1). Hà Nội: Nhà xuất bản Giáo dục. tr. 70. 
  2. ^ Văn phòng Cân đo Quốc tế (International Bureau of Weights and Measures) (2006). The International System of Units (SI) (ấn bản 8). tr. 114–15. ISBN 92-822-2213-6. 
  3. ^ de Bièvre, P.; Peiser, H.S. (1992). “'Atomic Weight'—The Name, Its History, Definition, and Units”. Pure and Applied Chemistry 64 (10): 1535–43. doi:10.1351/pac199264101535. 
  4. ^ Helm, Georg (1897). The Principles of Mathematical Chemistry: The Energetics of Chemical Phenomena. transl. by Livingston, J.; Morgan, R. New York: Wiley. tr. 6. 
  5. ^ Ostwald, Wilhelm (1893). Hand- und Hilfsbuch zur Ausführung Physiko-Chemischer Messungen. Leipzig. tr. 119. 
  6. ^ mole, Merriam-Webster Online
  7. ^ History of National Mole Day Foundation, Inc, moleday.org