Mol là gì?

Mole (ký hiệu: mol) là đơn vị đo lường cơ bản trong Hệ Đơn vị Quốc tế (SI) dùng để đo lượng chất là đại lượng tỉ lệ với số hạt cơ bản của một chất.

Một mol được xác định chính xác là tập hợp của 6.02214076 × 10²³ hạt cơ bản (xấp xỉ 602 sextillion hoặc 602 tỷ tỷ hạt).

Những hạt cơ bản này có thể là nguyên tử, phân tử, ion, cặp ion hoặc các hạt khác tùy thuộc vào bản chất của chất được xét.

Số hạt trong một mol được gọi là số Avogadro (ký hiệu N₀).

Giá trị số học của hằng số Avogadro (ký hiệu Nₐ) có đơn vị là mol⁻¹, và biểu thị số hạt có trong một mol chất.

Mối quan hệ giữa mol, số Avogadro, và hằng số Avogadro có thể được biểu diễn bằng công thức sau:

N = n x Nₐ ​

Trong đó:

• N là số hạt (nguyên tử, phân tử, v.v.)
• n là số mol
• Nₐ = 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹ là hằng số Avogadro

Giá trị hiện tại của mol trong Hệ Đơn vị Quốc tế (SI) được dựa trên định nghĩa lịch sử của mol là lượng chất có số hạt bằng với số nguyên tử trong 12 gam cacbon-12 (¹²C).

Về mặt khái niệm, mol tương tự như khái niệm “chục” (dozen) hay các nhóm quy ước khác dùng để mô tả tập hợp các vật thể giống nhau. Vì các vật thể ở cấp độ nguyên tử hoặc phân tử rất nhỏ và số lượng khổng lồ, nên việc sử dụng mol giúp việc tính toán và thí nghiệm trở nên thuận tiện và dễ hiểu hơn.

Mol được sử dụng rộng rãi trong hóa học như một cách thuận tiện để biểu thị lượng chất phản ứng và lượng sản phẩm trong các phản ứng hóa học.

Ví dụ, phương trình phản ứng:

2H₂ + O₂ → 2H₂O

Có thể hiểu là: Cứ 2 mol khí hiđro (H₂) phản ứng với 1 mol khí oxi (O₂) thì sẽ tạo ra 2 mol nước (H₂O).

Ngoài ra, nồng độ dung dịch thường được biểu diễn bằng nồng độ mol (molarity), được định nghĩa là lượng chất tan trên một đơn vị thể tích dung dịch, với đơn vị phổ biến là mol trên lít (mol/L).

Khái niệm

Dưới dạng một tập hợp

Về mặt khái niệm, mol tương tự như các từ “cặp” (pair) hoặc “chục” (dozen). Những từ này mô tả một nhóm các vật thể giống hệt nhau  tức là mô tả tập hợp của chính các vật thể, chứ không phải các con số 2 hay 12.

Điều đặc biệt của mol nằm ở chỗ số lượng phần tử trong tập hợp  được xác định bởi số Avogadro là một con số cực kỳ lớn.

Để mol trở thành một đơn vị có ý nghĩa trong thực tiễn, nó cần mô tả một lượng chất chứa số nguyên tử hoặc hạt cơ bản đủ lớn để có thể thao tác trong phòng thí nghiệm hóa học thông thường.

Bởi vì nguyên tử có kích thước cực nhỏ, nên phải có hàng nghìn tỷ tỷ nguyên tử mới tạo thành một khối lượng đủ lớn để con người có thể làm việc với.

Mối quan hệ với hằng số Avogadro

Số lượng hạt (ký hiệu N) trong một mol chất bằng với số Avogadro (ký hiệu N₀) — một đại lượng không thứ nguyên.

Hằng số Avogadro (ký hiệu Nₐ) được xác định bằng số Avogadro nhân với đơn vị nghịch đảo của mol (mol⁻¹), tức là:

Nₐ=N₀/mol

Tỷ lệ

n=Nₐ/N₀

Biểu thị lượng chất, có đơn vị là mol. Hằng số Avogadro được xác định bằng cách đo số nguyên tử silic-28 (²⁸Si) trong một mẫu tinh thể đơn, giúp xác định chính xác số hạt tương ứng với một mol chất.

Đơn vị Mol trong hệ thống đơn vị quốc tế SI

Bội số SI cho mole (mol)