Gram per mol
For at tage 6,022·10²³ vandmolekyler tæller en kemiker dem ikke. Han afvejer 18,015 g. Det tal er molmassen: hvor mange gram ét mol af et stof vejer. For køkkensalt er den 58,44 g/mol, for sukker 342,3, for hæmoglobin omkring 64 500.
Molmassen lægges sammen af atommasserne efter molekylets formel. Atommasserne måles med et massespektrometer: en magnet skiller ionerne efter masse, og tunge ioner flyver i en fladere bue. SI-enheden er kg/mol, men i laboratoriet skriver man g/mol. Så er tallet det samme som molekylets masse i dalton.
| Betegnelse | g/mol · i SI kg/mol |
| Definition | M = m / n — stoffets masse divideret med dets stofmængde |
| Referenceværdier | M(¹²C) = 12,000 000 012 6 g/mol · M_u = 1,000 000 001 05 g/mol |
| Indført | gramatomvægte — siden det nittende århundrede · kg/mol — siden molet kom ind i SI, 1971 |
| Standarder | ISO 80000-9 · IUPAC Green Book · CIAAW 2021 |
| Typiske værdier | 18,015 g/mol — vand · 180,16 — glukose · 64 500 — hæmoglobin |
01 · Definition
Massen af ét mol
Tag et stof og divider dets masse med stofmængden i mol. Så får du molmassen M. For et rent stof er den konstant. 9 g vand er 0,5 mol, 36 g er 2 mol, og forholdet er altid 18,015 g/mol.
Den beregnes ud fra molekylets formel. Hvert grundstofs atommasse tages fra IUPAC’s tabel, ganges med antallet af atomer, og det hele lægges sammen. Atommasserne er gennemsnit over den naturlige blanding af isotoper. Derfor har klor 35,45 og ikke et helt tal.
Byg et molekyle og vej et mol
Kuglerne er molekylets atomer, og deres størrelse vokser med atommassen. Strimlen under dem viser den samme masse i dele: hvor stor en andel af molmassen der falder på hvert grundstof. Sort er kulstof, blå brint, grøn kvælstof, karminrød ilt, grå klor.
Hvad der flyver ind i spektrometeret
Hver celle viser skeletformlen for et stof fra forsøget. Hjørner og linjeender er kulstofatomer, brintatomerne på dem tegnes ikke, en dobbeltstreg er en dobbeltbinding. Kvælstof er markeret med grønt, ilt med karminrødt. Det grønne tal under formlen er molmassen i g/mol. I midten sidder koffein: en blå gnist løber rundt i dets ringe.
En magnet skiller ioner efter masse
I midten ses et massespektrometer i snit. Stoffets damp kommer ind i kilden, en glødende tråd slår elektroner ud af molekylerne, og spændingen U accelererer ionerne. I magnetfeltet B flyver en ion i en bue med radius r = √(2mU/e) / B: jo tungere ion, desto fladere bue. De blå stiplede linjer er stråler af ioner med forskellig masse; deres lysstyrke er andelen af sådanne molekyler i naturen. Strålernes spredning er forstørret 8 gange på tegningen, ellers ville nabomasser smelte sammen til én bue. Kun den stråle, hvis radius er præcis 200 mm, rammer kollektorens spalte, og kollektoren lyser karminrødt. Feltet ændrer sig langsomt, og på skærmen til højre tegnes spektret op som en karminrød linje; den blå streg er massen ved spalten lige nu. Under skærmen står en vægt: på den lægges præcis ét mol af stoffet. Panelet til venstre viser molmassen og instrumentets tilstand. Et klik på spektrometeret sætter feltet på den højeste top, et klik på vægten lægger et mol på. Hvis intet røres i 20 s, kører forsøgene af sig selv.
—
02 · Omregning
| {n} | {v} | {note} |
Dalton og g/mol giver det samme tal, men de er forskellige størrelser. Dalton er massen af ét molekyle, g/mol er massen af et mol. Siden 2019 falder tallene ikke længere præcist sammen: ifølge CODATA 2022 afviger de med 1,05·10⁻⁹, langt ud over hvad nogen vægt kan måle.
I tekniske tabeller møder man kg/kmol og lb/lb-mol. Tallet er det samme som for g/mol: et kilomol er tusind gange større end et mol, og et kilogram ligeså. Et pound-mol er 453,59 mol.
03 · Størrelsesordener
04 · Måleinstrumenter
05 · Skriveregler
06 · Naboenheder
07 · Historisk afsnit
Et grundstofs atommasse afhænger af, hvor prøven er taget. Brint fra havvand og fra naturgas indeholder forskellige andele deuterium. Derfor angiver CIAAW et interval for brint, 1,007 84–1,008 11, og i beregninger bruger man den konventionelle værdi 1,008. Af samme grund er vands molmasse kun nøjagtig til femte ciffer.
Selve skalaen hviler på kulstof-12. Indtil 2019 var M(¹²C) per definition præcis 12 g/mol. Siden molet blev defineret via Avogadros tal, er værdien blevet målt: ifølge CODATA 2022 er den 12,000 000 012 6 g/mol med en usikkerhed på 3,7·10⁻⁹ g/mol. En kemiker vil ikke mærke forskellen.
Katalog over størrelser
hele registret →SI-systemets syv grundenheder
En dråbe syre ændrer saftens farve, salt farver flammen, vand fryser ved et bank. Under dem alle Simetriums ark, efter fagområde og alfabetisk.
Åbn registret →