Gram per mol
För att ta 6,022·10²³ vattenmolekyler räknar en kemist inte dem. Han väger upp 18,015 g. Det talet är molmassan: hur många gram en mol av ett ämne väger. För koksalt är den 58,44 g/mol, för socker 342,3, för hemoglobin omkring 64 500.
Molmassan summeras ur atommassorna enligt molekylens formel. Atommassorna mäts med en masspektrometer: en magnet sorterar jonerna efter massa, och tunga joner flyger i en flackare båge. SI-enheten är kg/mol, men i laboratoriet skriver man g/mol. Då blir talet detsamma som molekylens massa i dalton.
| Beteckning | g/mol · i SI kg/mol |
| Definition | M = m / n — ämnets massa delad med dess substansmängd |
| Referensvärden | M(¹²C) = 12,000 000 012 6 g/mol · M_u = 1,000 000 001 05 g/mol |
| Infördes | gramatomvikter — sedan artonhundratalet · kg/mol — sedan molen kom in i SI, 1971 |
| Standarder | ISO 80000-9 · IUPAC Green Book · CIAAW 2021 |
| Typiska värden | 18,015 g/mol — vatten · 180,16 — glukos · 64 500 — hemoglobin |
01 · Definition
Massan av en mol
Ta ett ämne och dela dess massa med substansmängden i mol. Då får du molmassan M. För ett rent ämne är den konstant. 9 g vatten är 0,5 mol, 36 g är 2 mol, och kvoten är alltid 18,015 g/mol.
Den räknas ut ur molekylens formel. Varje grundämnes atommassa hämtas ur IUPAC:s tabell, multipliceras med antalet atomer och summeras. Atommassorna är medelvärden över den naturliga blandningen av isotoper. Därför har klor 35,45 och inte ett heltal.
Bygg en molekyl och väg en mol
Kulorna är molekylens atomer, och deras storlek växer med atommassan. Remsan under dem visar samma massa i delar: hur stor andel av molmassan som faller på varje grundämne. Svart är kol, blått väte, grönt kväve, karmosinrött syre, grått klor.
Vad som flyger in i spektrometern
Varje cell visar skelettformeln för ett ämne från försöket. Hörn och linjeändar är kolatomer, väteatomerna på dem ritas inte ut, ett dubbelstreck är en dubbelbindning. Kväve är markerat i grönt, syre i karmosinrött. Det gröna talet under formeln är molmassan i g/mol. I mitten sitter koffein: en blå gnista löper runt dess ringar.
En magnet sorterar joner efter massa
I mitten finns en masspektrometer i genomskärning. Ämnets ånga kommer in i källan, en glödande tråd slår ut elektroner ur molekylerna, och spänningen U accelererar jonerna. I magnetfältet B flyger en jon i en båge med radien r = √(2mU/e) / B: ju tyngre jon, desto flackare båge. De blå streckade linjerna är strålar av joner med olika massa; deras ljusstyrka visar andelen sådana molekyler i naturen. Strålarnas spridning är förstorad 8 gånger i bilden, annars skulle närliggande massor smälta samman till en båge. Bara den stråle vars radie är exakt 200 mm når kollektorns spalt, och kollektorn lyser karmosinrött. Fältet ändras långsamt, och på skärmen till höger ritas spektret upp som en karmosinröd linje; det blå strecket är massan som står vid spalten just nu. Under skärmen står en våg: på den läggs exakt en mol av ämnet. Panelen till vänster visar molmassan och instrumentets läge. Ett klick på spektrometern ställer fältet på den högsta toppen, ett klick på vågen lägger på en mol. Om ingenting rörs på 20 s körs försöken av sig själva.
—
02 · Omräkning
| {n} | {v} | {note} |
Dalton och g/mol ger samma tal, men det är olika storheter. Dalton är massan av en molekyl, g/mol är massan av en mol. Sedan 2019 sammanfaller talen inte exakt: enligt CODATA 2022 skiljer de sig med 1,05·10⁻⁹, långt bortom vad någon våg kan mäta.
I tekniska tabeller förekommer kg/kmol och lb/lb-mol. Talet är detsamma som för g/mol: en kilomol är tusen gånger större än en mol, och ett kilogram likaså. En pound-mol är 453,59 mol.
03 · Storleksordningar
04 · Mätinstrument
05 · Skrivregler
06 · Grannenheter
07 · Historisk del
Ett grundämnes atommassa beror på var provet är taget. Väte ur havsvatten och ur naturgas innehåller olika andel deuterium. Därför anger CIAAW ett intervall för väte, 1,007 84–1,008 11, och i beräkningar används det konventionella värdet 1,008. Därför är vattnets molmassa exakt bara till femte siffran.
Själva skalan vilar på kol-12. Fram till 2019 var M(¹²C) exakt 12 g/mol per definition. Sedan molen definierades via Avogadros tal mäts värdet: enligt CODATA 2022 är det 12,000 000 012 6 g/mol med en osäkerhet på 3,7·10⁻⁹ g/mol. En kemist märker inte skillnaden.
Storhetskatalog
hela registret →SI-systemets sju grundenheter
En droppe syra ändrar saftens färg, salt färgar lågan, vatten fryser av en knackning. Under dem alla Simetriums blad, efter ämnesområde och i bokstavsordning.
Öppna registret →