Gam trên mol
Để lấy 6,022·10²³ phân tử nước, nhà hóa học không đếm chúng. Chỉ cần cân 18,015 g. Con số đó chính là khối lượng mol: một mol chất nặng bao nhiêu gam. Với muối là 58,44 g/mol, với đường 342,3, với hemoglobin khoảng 64 500.
Khối lượng mol được cộng từ các khối lượng nguyên tử theo công thức phân tử. Khối lượng nguyên tử được đo bằng khối phổ kế: nam châm tách các ion theo khối lượng, ion nặng bay theo cung thoải hơn. Đơn vị SI là kg/mol, nhưng trong phòng thí nghiệm người ta viết g/mol. Như vậy con số trùng với khối lượng phân tử tính bằng dalton.
| Ký hiệu | g/mol · trong SI kg/mol |
| Định nghĩa | M = m / n — khối lượng chất chia cho lượng chất |
| Giá trị tham chiếu | M(¹²C) = 12,000 000 012 6 g/mol · M_u = 1,000 000 001 05 g/mol |
| Đưa vào | nguyên tử gam — từ thế kỷ XIX · kg/mol — từ khi mol được đưa vào SI, 1971 |
| Tiêu chuẩn | ISO 80000-9 · IUPAC Green Book · CIAAW 2021 |
| Giá trị điển hình | 18,015 g/mol — nước · 180,16 — glucose · 64 500 — hemoglobin |
01 · Định nghĩa
Khối lượng của một mol
Lấy một chất và chia khối lượng của nó cho lượng chất tính bằng mol. Ta được khối lượng mol M. Với chất tinh khiết, giá trị này không đổi. 9 g nước là 0,5 mol, 36 g là 2 mol, còn tỉ số luôn là 18,015 g/mol.
Khối lượng mol được tính theo công thức phân tử. Khối lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố lấy từ bảng của IUPAC, nhân với số nguyên tử rồi cộng lại. Khối lượng nguyên tử là giá trị trung bình theo hỗn hợp đồng vị tự nhiên. Vì thế clo có 35,45 chứ không phải số nguyên.
Ghép phân tử và cân một mol
Các viên bi là nguyên tử của phân tử, kích thước tăng theo khối lượng nguyên tử. Dải bên dưới chia cùng khối lượng đó thành từng phần: mỗi nguyên tố chiếm bao nhiêu trong khối lượng mol. Đen là cacbon, xanh lam là hiđro, xanh lục là nitơ, đỏ thẫm là oxi, xám là clo.
Cái gì bay vào khối phổ kế
Mỗi ô chứa công thức khung của một chất trong thí nghiệm. Các góc và đầu đoạn thẳng là nguyên tử cacbon, hiđro gắn với chúng không được vẽ, nét đôi là liên kết đôi. Nitơ được đánh dấu màu xanh lục, oxi màu đỏ thẫm. Số xanh lục dưới công thức là khối lượng mol tính bằng g/mol. Ở giữa là cafein: một tia lửa xanh lam chạy quanh các vòng của nó.
Nam châm tách ion theo khối lượng
Ở giữa là mặt cắt của khối phổ kế. Hơi của chất đi vào nguồn ion, sợi đốt nóng đỏ bứt electron khỏi phân tử, hiệu điện thế U gia tốc các ion. Trong từ trường B, ion bay theo cung có bán kính r = √(2mU/e) / B: càng nặng, cung càng thoải. Các đường đứt nét xanh lam là chùm ion có khối lượng khác nhau, độ sáng là tỉ lệ của loại phân tử đó trong tự nhiên. Độ tách của các chùm trên hình được phóng to 8 lần, nếu không các khối lượng kề nhau sẽ hòa thành một cung. Chỉ chùm có bán kính đúng 200 mm mới lọt vào khe bộ thu, và bộ thu sáng lên màu đỏ thẫm. Từ trường thay đổi chậm, màn hình bên phải ghi phổ bằng đường đỏ thẫm, vạch xanh lam là khối lượng đang ở khe lúc này. Dưới màn hình là cái cân: trên đó đặt đúng một mol chất. Bảng điều khiển bên trái hiển thị khối lượng mol và chế độ của máy. Nhấp vào khối phổ kế để đặt từ trường vào đỉnh cao nhất, nhấp vào cân để đặt một mol lên. Nếu không chạm vào gì trong 20 s, các thí nghiệm sẽ tự chạy.
—
02 · Quy đổi
| {n} | {v} | {note} |
Dalton và g/mol cho cùng một con số, nhưng là hai đại lượng khác nhau. Dalton là khối lượng của một phân tử, g/mol là khối lượng của một mol. Từ năm 2019, hai con số không còn trùng nhau chính xác: theo CODATA 2022 chúng lệch nhau 1,05·10⁻⁹, vượt xa khả năng của mọi chiếc cân.
Trong các bảng kỹ thuật có kg/kmol và lb/lb-mol. Con số của chúng giống như với g/mol: kilômol lớn hơn mol một nghìn lần, và kilôgam cũng vậy. Một pound-mol là 453,59 mol.
03 · Bậc độ lớn
04 · Dụng cụ đo
05 · Quy tắc viết
06 · Các đơn vị lân cận
07 · Phần lịch sử
Khối lượng nguyên tử của một nguyên tố phụ thuộc vào nơi lấy mẫu. Hiđro từ nước biển và từ khí thiên nhiên chứa tỉ lệ đơteri khác nhau. Vì thế CIAAW cho hiđro một khoảng 1,007 84—1,008 11, còn khi tính toán dùng giá trị quy ước 1,008. Do đó khối lượng mol của nước chỉ chính xác đến chữ số thứ năm.
Bản thân thang đo dựa trên cacbon-12. Trước năm 2019, M(¹²C) đúng bằng 12 g/mol theo định nghĩa. Từ khi mol được định nghĩa qua số Avogadro, giá trị này phải đo: theo CODATA 2022 là 12,000 000 012 6 g/mol với độ bất định 3,7·10⁻⁹ g/mol. Nhà hóa học sẽ không nhận ra sự khác biệt.
Danh mục đại lượng
toàn bộ chỉ mục →Bảy đơn vị cơ sở của SI
Một giọt axit đổi màu nước ép, muối nhuộm màu ngọn lửa, nước đóng băng sau một cú gõ. Bên dưới là mọi trang của Simetrium, theo ngành và theo thứ tự chữ cái.
Mở chỉ mục →