Полированный шар из кремния отражает свет, по нему скользит блик. Внутри видна решётка атомов, она чуть дышит. Сквозь шар проступают буквы mol. Справа на чашку весов опускается горстка графита, весы показывают 12,000 g и вспыхивают. Сверху мигает табло с числом частиц.
Паспорт величины
базовая единица СИред. 2026-10Моль mol
Основная единица СИ · величина: количество вещества — число частиц, сосчитанное дюжинами в 6·10²³
Шар, в котором пересчитали атомы
В 2011 году метрологи нескольких стран выточили шар из кремния весом ровно килограмм. Он круглый с точностью до нескольких десятков нанометров. Измерив его диаметр и шаг кристаллической решётки, они сосчитали в нём атомы. Так получили самое точное значение постоянной Авогадро.
Атомы слишком малы, чтобы считать их поштучно. Химик берёт их порциями. Одна порция — моль — это ровно 6,022 140 76·10²³ частиц. Число выбрано так, что моль атомов углерода-12 весит 12 граммов. Поэтому массу моля любого вещества легко прочесть в таблице Менделеева.
Моль воды — 18 граммов, это неполная столовая ложка. Моль поваренной соли — 58 граммов. Моль любого газа при комнатной температуре занимает около 24,8 литра, примерно ведро и половину ещё одного.
Обозначение моля — mol, три строчные буквы, без точки и без окончаний: «5 mol». Количество вещества пишут строчной n. Постоянную Авогадро — N_A, молярную массу — прописной M.
Моль — это число частиц, а не масса. Моль водорода весит 2 g, моль золота — 197 g, а частиц в них поровну. Не путать с молярностью M — молями на литр раствора, и с «граммом-молекулой» — старым названием той же массы.
01 · Определение
число · масса · объём газаМоль — это счёт, а не вес. Как дюжина — двенадцать штук, так моль — 6,022 140 76·10²³ штук. Штуками могут быть атомы, молекулы, ионы или электроны, и их всегда называют: моль атомов кислорода и моль молекул кислорода — разные количества.
Чтобы отмерить моль на весах, нужна молярная масса — масса одного моля. Она равна относительной атомной или молекулярной массе в граммах. Углерод — 12,011 g/mol, вода — 18,015 g/mol. Делим массу пробы на молярную массу и получаем число молей.
С 2019 года моль определён числом: постоянная Авогадро задана точно, без погрешности. А то, что моль углерода-12 весит 12 граммов, стало не определением, а измеренным фактом — очень точным, но уже не точным по договорённости.
Сколько частиц на чашке весов
Слева — аналитические весы со стеклянной витриной. Выберите вещество и задайте массу: весы покажут граммы, а счётчик — моли и число частиц. В лупе справа видна горсть частиц, увеличенная так, что видны отдельные атомы. «Отмерить моль» насыпает ровно один моль. Для газа весы заменяет шприц: объём моля растёт с температурой. Синим показана масса и весы, бирюзовым — количество вещества, малиновым — частицы. Внизу три вида. «Масса и моли» — прямая m = n·M для разных веществ. «Частицы» — сколько штук в разных количествах, по логарифму. «Газ» — объём моля в зависимости от температуры.
Моль песчинок покрыл бы материк
Если бы каждая частица моля была песчинкой размером в миллиметр, моль песка занял бы 6·10¹⁴ кубических метров. Таким слоем можно засыпать всю Северную Америку на глубину в несколько десятков метров. А в 18 граммах воды — в глотке — столько же молекул.
02 · Пересчёт
масса · частицы · растворыИз граммов в моли и в штуки
Введите массу, моли или число частиц. Первая вкладка пересчитает их для выбранного в сцене вещества. Вторая собирает молярные массы. Третья — концентрации растворов в молях на литр.
| {k} | {v} | {note} |
Моль удобен тем, что прячет огромное число. В одной клетке молекул белка — порядка аттомоля, в океанах воды — около 7·10²² моль. Один и тот же счёт покрывает от единиц молекул до целой планеты, а химик работает в середине — с миллимолями и молями.
04 · Приборы измерения
весы · бюретка · кремниевый шар · масс-спектрометрМоли не считают — их взвешивают и титруют
{title}
{text}
05 · Правила записи
mol · какие частицыПишут, моль чего
Символ моля не склоняется и не сокращается. Рядом с количеством называют частицы: моль атомов, молекул или ионов. Молярную массу пишут в граммах на моль, концентрацию — в молях на литр.
У символа нет множественного числа. Молярная масса без «/mol» превращается в массу. M уже означает моль на литр, «/L» лишнее. Приставку пишут строчной, а символ — без прописных. У постоянной Авогадро есть единица mol⁻¹. «Моль кислорода» неоднозначно: атомов или молекул O₂ — разница вдвое.
06 · Соседние единицы
химияТот же шар кремния — и для килограмма.
mol/LМоли в литре раствора.
katМоль в секунду — активность фермента.
07 · Исторический раздел
архив · от гипотезы Авогадро до точного числаКак сосчитали невидимое
{title}
{text}
Моль стал точным, а 12 граммов — нет
До 2019 года моль определяли как количество атомов в 12 граммах углерода-12. Масса была точной, а число Авогадро — измеренным, с погрешностью. Теперь наоборот: число зафиксировано, а молярная масса углерода-12 стала измеренной. Она равна 12 граммам на моль с относительной погрешностью около 4·10⁻¹⁰.
Для химика разницы нет: в таблицах молярные массы не изменились. Но для метрологии это важно. Моль больше не зависит от килограмма и от конкретного изотопа. Чтобы отмерить моль, не обязательно взвешивать — можно сосчитать.
Справа — две чаши. На старом определении моль привязан к гирьке в 12 граммов. На новом гирька та же, но рядом с ней счётчик, и главным стал он.
Каталог величин
Вещество и химия · 12 паспортов
Указатель · все величины на одной страницеЛаборатория у входа в указательКапля кислоты меняет цвет сока, соль красит пламя, вода замерзает от стука. Под ними — все листы Simetrium по дисциплинам и по алфавиту.Открыть указатель →
