Ja saps que les reaccions químiques tenen lloc mentre hi hagi els reactius. Quan un dels reactius s’esgota, s’atura la reacció. Se’n diu reactiu limitant.
Fixa’t ara en la imatge de sota, que representa una reacció. Són igual de pesants, els àtoms que hi participen? Què passarà si posem un 1 gr de N2 i un 1 gr de H2? Tindrem 2 gr de NH3? Perquè?
Si llegim la reacció química que tenim aquí representada, direm: 1 molècula de nitrogen reacciona amb 3 molècules d'hidrogen, produint 2 molècules d'amoníac.
Per tant, la proporció en la que reaccionen el nitrogen i l'hidrogen és 1 a 3. Ara bé, estem parlant a nivell de nombre de molècules o de partícules, no de quantitat de massa.
Com que els diferents àtoms pesen diferent, 1 gr de N2 no conté el mateix nombre d’àtoms que 1 gr de H2. Perquè una reacció funcioni bé (no hi hagi cap reactiu limitant) convé que posem quantitats de massa (grams) que siguin equivalents en el nombre d’àtoms. Per a fer-ho, usem un terme que es diu Mol.
1 mol conté 6,023 x 1023 partícules
(àtoms o molècules)
En qualsevol quantitat de substància hi ha un nombre enormement gran d'àtoms, ions o molècules. Per simplificar els càlculs, els químics han adoptat una unitat més gran que l'àtom, l'ió o la molècula. Aquesta unitat és el mol i permet comparar quantitats de diferents elements o compostos de forma molt senzilla.
Un mol és la quantitat de substància que conté 6,022·1023 partícules (àtoms, ions o molècules). Aquest nombre (6,022·1023) és el nombre d'Avogadro i es representa per NAV.
Per a igualar una reacció utilitzarem els coeficients estequiomètrics, i això implica igualar el nombre de mols.
Així, la reacció anterior, també es pot llegir de la següent manera: 1 mol de molècules de nitrogen reaccionen amb 3 mol d'hidrogen, produint 2 mol de molècules d'amoníac.
La massa d'un mol d'àtoms coincideix amb la massa atòmica expressada en grams.
massa atòmica de l'oxigen = 16 u massa d'1 mol d'àtoms d'oxigen= 16 g
La massa d'un mol de molècules coincideix amb la massa molecular expressada en grams.
massa molecular de l'aigua = 18 u massa d'1 mol de molecules d'aigua= 18 g
Aigua (H2O)= 2 at H + 1 at O= 2·1u +1·16u = 18 u
Per saber el nombre de mols d’una substància en dividim el nombre de grams per la seva massa molar atòmica o molar molecular.
Per saber la concentració en Mols, dividim el nombre de mols per el volum (L) en què estan distribuïts. La concentració en Mols per litre, s'anomena Molaritat, i s'indica amb la lletra M. Per exemple: 1 mol/L o bé 1 M.
Exercicis de pràctica:
Un got conté 72 g d'aigua. Quants mols d'aigua són?
Masses atòmiques: H = 1; O = 16
Una cullerada de sal conté 11,7 g de clorur de sodi (NaCl). Quants mols són? Quants ions de sodi (Na+) i clorur (Cl-) hi ha?
Masses atòmiques: Na = 23; Cl = 35,5
NAV = 6,022 · 1023 mol-1
Quants àtoms hi ha en 16 g de sofre?
Massa atòmica: S = 32
NAV = 6,022 · 1023 mol-1
Quants mols i quantes molècules hi ha en 100 g de sucre, sacarosa (C12H22O11)?
Masses atòmiques: C = 12; H = 1; O = 16
NAV = 6,023 · 1023 mol-1
Quants grs de N2 i de H2 Calen per obtenir 2 gr de NH3?
Reacció: N2 + 3 H2 à 2 NH3
Massa atòmica N=14
Massa atòmica H=1
Observa l'etiqueta i indica quants ions sodi (Na+) conté una garrafa de 5 L d'aigua com la de l'etiqueta?
Massa atòmica: Na = 23
NAV = 6,022 · 1023 mol-1
Exercicis extrets de: http://www.edu365.cat/eso/muds/ciencies/problemes/mol/mol_e.htm