تم تقديم مصطلح المول لأول مرة في عام 1900 من قبل أوستوالد في كتب الكيمياء الخاصة به، وقد عرّفها في الأصل على أنها “الوزن الجزيئي لمادةٍ ما مقاسة بالغرام” ، لكنه وضح لاحقًا أن “كمية أي غازٍ يشغل حجمًا يبلغ 22414 مل في الظروف العادية تسمى مولًا واحدًا”.

تعريف المول

يعبر المول عن عددٍ كبيرٍ جدًا من الوحدات، ويمثل بالتحديد 6.02214076 × 10^23 وحدةً، وقد تم اختيار هذا الرقم في عام 2018 من قبل المؤتمر العام للأوزان والمقاييس ليكون تعريفًا للمول من أجل النظام الدولي للوحدات (SI) وذلك ابتداءً من 20 أيار 2019.

تم تعريف المول سابقًا على أنه عدد الذرات التي تم تحديدها تجريبيًّا في 12 غرام من الكربون-12، يحمل عدد الوحدات في المول أيضًا اسم عدد أفوغادرو أو ثابت أفوغادرو وذلك تكريمًا للفيزيائي الإيطالي أميديو أفوغادرو (1776-1856).

اقترح أفوغادرو أن تحتوي كمياتٍ متساويةً من الغازات في نفس الظروف على نفس العدد من الجزيئات، وهي فرضيةٌ أثبتت فائدتها في تحديد الأوزان الذرية والجزيئية والتي أدت بالنهاية إلى مفهوم المول.

عدد الذرات أو الجزيئات الأخرى في المول هو نفسه بالنسبة لجميع المواد، ويرتبط مفهوم المول بكتلة أحد العناصر بالطريقة التالية؛ يحتوي واحد مول من ذرات الكربون-12 على 6.02214076 × 10^23 ذرةً ويحتوي على كتلةٍ تقدر بـ12 جرام. بالمقارنة، يحتوي واحد مول من عنصر الأوكسجين بحكم تعريفه على نفس عدد الذرات الموجودة في الكربون-12، لكن هذا المول الواحد من الأوكسجين لديه كتلةٌ قدرها 15.999 جرام. لذلك فإن الأوكسجين يحتوي على كمية كتلة أكبر من الكربون، يمكن تطبيق هذا المنطق أيضًا على الأوزان الجزيئية أو المعادلات الكيميائية.1

كتلة المول (الكتلة المولية)

“المواد تأخذ حيزًا من الفراغ ولها كتلةٌ”. غالبًا ما تحتاج الجزيئات التي تتكون منها المواد إلى أن يتم قياسها في التجارب، ومن المهم أن تكون هذه القياسات دقيقةً. ولكن كيف يمكننا قياس شيءٍ صغيرٍ جدًا بطريقةٍ دقيقةٍ؟ كيف يمكننا قياس الجزيئات بالعادة؟ نستخدم في مختبر العلوم أداةً تسمى أداة التوازن التحليلي لإجراء هذه القياسات مستعملين واحدة الغرام.

يمكن للعلماء من خلال الحسابات الدقيقة أن يقوموا بتحديد عدد المولات التي ستحتاج إليها مختلف أنواع التفاعلات الكيميائية، إذ إنّ المول هو وحدة القياس التي ستساعدنا على مقارنة جزيئات أي مادةٍ معينةٍ وكتلتها. إذا علمنا بالفعل عدد المولات اللازمة، يمكننا استخدام مفهوم الكتلة المولية لحساب عدد غرامات المادة المطلوبة، ذلك أنّ الكتلة المولية والمعروفة أيضًا باسم الوزن الجزيئي، هي مجموع الكتلة الكلية لجميع الذرات التي تشكل مولًا واحدًا لجزيءٍ معينٍ، وإنّ الوحدة المستخدمة للقياس هي غرام واحد لكل مول.2

التركيز المولي

التركيز المولي أو ما يعرف أيضًا باسم المولية، هو وسيلةٌ للتعبير عن تركيز المذيب في المحلول، ويقيس كمية المادة لكل وحدة حجم، ويعبر تحديدًا عن المول الواحد من المادة لكل لتر من المحلول. الرمز هو M أو mol / L.

تعتبر المولية واحدةً من أكثر الوحدات المستخدمة في المختبر إذ يتم استخدامها بشكلٍ روتينيٍّ، ويتم التعبير عن جميع المحاليل المستخدمة لإعداد المواد الكيميائية أو للاستخدامات الأخرى تقريبًا بوحدات التركيز المولي. يتم استخدامها أيضًا في كثيرٍ من الأحيان للتعبير عن كمية المواد في التحاليل الكيميائية الفيزيائية، وخاصةً في الصناعات الغذائية والصيدلانية.3

الكسر المولي

الكسر المولي عبارةٌ عن وحدة تركيز، ويتم تعريفها على أنها مساويةٌ لعدد مولات مكونٍ ما مقسومًا على إجمالي عدد مولات المحلول. ولأنها نسبةٌ، فإن كسر أو نسبة المول للمكوّن عبارة عن تعبيرٍ رقميٍّ بدون واحدة، فنأخذ الكسر المولي لجميع مكونات المحلول، ومن ثم نضيفها معًا وبذا يساوي المجموع 1.

  • مثال على الكسر المولي

في محلولٍ مكونٍ من 1 مول بنزين و2 مول من رباعي كلوريد الكربون و7 مول من الأسيتون، يكون الكسر المولي من الأسيتون هو 0.7، يتم تحديد ذلك عن طريق إضافة عدد مولات الأسيتون في المحلول وتقسيم القيمة على إجمالي عدد مولات مكونات المحلول:

  • عدد المولات من الأسيتون: 7 مول.
  • إجمالي عدد المول أو المولات في المحلول = 1 مول (بنزين) + 2 مول (رابع كلوريد الكربون) + 7 مول (الأسيتون).
  • إجمالي عدد المولات في المحاليل = 10 مول.
  • الكسر المولي من الأسيتون = عدد مولات الأسيتون/محلول المولات الكلي.
  • الكسر المولي من الأسيتون = 7/10.
  • الكسر المولي من الأسيتون = 0.7.
  • وبشكلٍ مماثلٍ فإن الكسر المولي من البنزين سيكون 1/10 أو 0.1 والكسر المولي من رباعي كلوريد الكربون سيكون 2/10 أو 0.2.4

المراجع