Mol Kavramı

Mol kelimesi Latincede büyük yığın anlamındadır. Mol kavramı, çok büyük sayıları ifade etmekte kullanılan trilyon ve katrilyona benzemekle beraber onlardan çok daha büyük bir miktar birimidir. Nasıl ki tek tek sayılar yerine düzine ifadesini kullanmak, sayım işleminde kolaylık sağlıyorsa kimyada da atomların sayımı için mol ifadesi birim olarak kolaylık sağlar. Mol kavramı bilimsel olarak karbon ¹²C izotopunun atomlarıyla tanımlanmış olsa da her tür kimyasal için geçerli bir kavramdır.

Mol Kavramının Tarihçesi

Kimyacılar Dalton’dan başlayarak bağıl sayıların kullanımının önemini kavramaya başladılar. Bir azot molekülü oluşurken bir tane azot, üç tane hidrojen atomu birleşir şeklinde ifade ettiler. Benzer şekilde atom ve molekül miktarını belirtmek için de mol kavramını kullandılar. Örneğin; Karbon elementinin bağıl atom kütlesi kadar gram elemente 1 mol element dediler. Bu sebeple 12 gram karbon-12 izotopunun içerdiği atom sayısı oluslararası birim (SI) sistemine göre 1 moldür.

1 mol denildiği zaman 602.000.000.000.000.000.000.000 tane veya daha kısa olarak 6,02×10²³ sayısıyla ifade edilir. Bu sayıya Avogadro sayısı adı verilir ve N_A ile gösterilir. Mol, herhangi bir maddenin Avogadro sayısı (6,02×10²³ ) kadar tanecik (atom, molekül, formül birim, iyon ) içeren miktarına denir.

İki ayrı atom yerine kuş tüyüyle taş düşünelim 6,02.10²³ tane kuş tüyünü toplayıp bir yığın yapalım. Ayrı bir yerde de yine 6,02.10²³ tane taşı toplayıp yığalım. Her iki tarafta da eşit sayıda kuş tüyü ve taş bulunacaktır. Yani 1 mol kuş tüyü ve 1 mol taş elde etmiş oluruz. Her iki yığın ayrı ayrı tartıldığında aralarında büyük bir ağırlık farkı olduğu görülür çünkü bir tek taş, bir tek kuş tüyünden çok daha ağır olduğundan taş yığını, kuş tüyü yığınından çok daha ağır olacaktır. Yani mol sayısı cisimlerin ağırlığı için kullanılan bir birim değildir.

Mol belirtilirken molün ait olduğu nesne mutlaka belirtilmelidir. Aşağıda bu ifadeye ait örnekler verilmiştir;

6,02.10²³ tane kuş tüyü = 1 mol kuş tüyü
6,02.10²³ tane çelik bilye= 1 mol çelik bilye
6,02.10²³ tane elma= 1 mol elma
6,02.10²³ tane Hidrojen atomu = 1 mol hidrojen atomu
6,02.10²³ tane Azot molekülü= 1 mol azot molekülü
6,02.10²³ tane Gümüş molekülü =1 mol gümüş iyonu
6,02.10²³ tane BaCl₂ molekülü =1 mol BaCl₂ molekülü

N tane tanecik içeren bir madde örneğinin mol olarak eş değeri (n), tanecik sayısının(N), Avogadro Sayısına (N_A) bölünmesiyle bulunur. Formülle ifade edecek olursak;

şeklinde ifade edebiliriz.

Bağıl Atom Kütlesi

Bir tane atomun kütlesi mutlak olarak ölçülemediğinden bir atomun referans olarak seçilen başka bir atomun kütlesinden kaç kat ağır olduğunu gösteren sayıta bağıl atom kütlesi denir.

Atom Kütlesi

1 mol ¹²C izotopu yani 6,02×10²³ tane ¹²C izotopu tartıldığında 12 gram gelmiştir. Tek bir ¹²C izotopu ise 1,9926.10^-23 gramdır.

1,9926.10^-23 gram . 6,02.10²³ = 12 gramdır.

¹²C izotopunun atom kütlesi 12 kabul edilmiş ve bunun 1/12’sine 1 atomik kütle birimi(akb) denmiştir. Örneğin hidrojen atomunun kütlesi 1,67×10^-24 gramdır fakat bu kadar küçük sayıyla hesaplama yapmak pratik değildir. Bu nedenle atomların kütleleri belirtilirken birim olarak gram değil, atomik kütle birimi (akb) kullanılır.

Atomik kütle birimi de çok küçük bir birim olduğundan maddelerin kütleleriyle ilgilenirken tek bir atomun ya da molekülün kütlesi yerine 6,02×10²³ taneciğin (1 mol taneciğin) kütlesini kullanmak daha uygundur.
Bir elementin 1 mol atomunun gram cinsinden kütlesiyle o elementin ortalama atom kütlesi aynı sayıyla ifade edilir.
Örneğin; 1 mol magnezyum atomunun kütlesi 24,3 g, bir magnezyumun ortalama atom kütlesi ise 24,3 akb’dir. Bu 24,3 sayısına magnezyum elementinin atom kütlesi veya atom ağırlığı denir.

Molekül Kütlesi ve Mol Kütlesi

Bir maddenin 1 molünün gram cinsinden kütlesine, o maddenin mol kütlesi denir ve M ile gösterilir. Mol kütlesinin birimi g/mol’dür. Bir elementin bir atomunun gram olarak kütlesi yani gerçek kütlesi;

formülüyle bulunur. Molekül yapılı bir element veya bileşiğinin 1 molünün gram olarak kütlesi de mol kütlesi olarak tanımlanır. Kimyasal hesaplamalarda temel birim; atom için atom kütlesi, moleküller için molekül kütlesi ve formül birimi için formül kütlesi olarak alınır. Örneğin; O2 molekülünün kütlesi 16.2=32 gramdır. Tek bir oksijen atomunun kütlesi ise oksijen molekülünün kütlesinin Avogadro sayısına bölümüyle bulunur.

bağıntısıyla bulunur.

yazılabilir.

Bir maddenin belirli bir kütlesinin kaç mol olduğu , verilen kütlenin, mol kütlesine bölümü ile bulur.

🧪Örnek: Fe:56, S:32, O:16 olduğuna göre Fe₂(SO₄)₃‘ ın mol kütlesi;
2 mol Fe atomu = 2.56=112 g
3 mol S atomu = 3.32 = 96 g
12 mol O atomu = 12.16 =192 g
Fe₂(SO₄)₃ = 400 g/mol bulunur.

🧪Örnek: MgCl₂ ve (NH₄)₃ PO₄ bileşiklerinin mol kütlelerini bulalım;
(Mg:24, Cl:35,5 N:14, H:1, P:31, O:16)
1 mol Mg=1.24 = 24
2 mol Cl = 2.35,5 = 71 bulunur ve sonuç 95 g olur.

🧪Örnek: (NH4)3PO4 içim
3 mol N = 3.14 =42
12 mol H= 12.1=12
1 mol P = 1.31=31
4 mol O= 4.16 =64 sonuçlar toplandığında 149 g olarak bulunur.

İzotop Kavramı ve Elementlerin Mol Kütleleri

Atom numaraları aynı kütle numarası farklı olan atomlara izotop atomlar denir. İzotop atomlarda kütle numarası farklı olmasının sebebi nötron sayıları farkıdır. Hidrojen atomunun izotopları aşağıdaki gibidir.


Hidrojen	Döteryum	Trityum

proton nötron ve elektronun hidrojen ve hidrojen izotopları döteryum ve trityumdaki karşılaştımalı durumları

Atomların kimyasal özellikleri proton ve elektron sayısı ile ilişkilidir.
- Atomun elektron sayısı değiştiğinde kimyasal özellikleri de değişir.
Nötronların kimyasal özelliğe etkisi azdır. Nötronlar fiziksel özellikleri belirler. Bu nedenle izotop atomların kimyasal özellikleri aynı, fiziksel özellikleri farklıdır.

🚨Uyarı: Elektron sayısı farklı olan izotopların fiziksel ve kimyasal özellikleri de farklıdır.

Ortalama Atom Kütlesi

Elementlarin doğada birçok izotopu var olduğu için doğada bolluk yüzdelerinden ve atom kütlelerinden yararlanarak ortalama atom kütleleri (OAK) hesaplanır.

Ortalama Atom Kütlesi

🧪Örnek: X₁ izotopun atom kütlesi 34,9688 akb, doğada bolluk yüzdesi %75,77; X₂ izotopun atom kütlesi 36,9659 akb, doğada bolluk yüzdesi %24,23 olduğuna göre X atomunun ortalama atom kütlesi kaç akb’dir?

OAK=35,5 akb’dir.

🚨Uyarı: Elementlerin atom kütlelerinin tam sayı çıkmayışının nedeni, her bir izotopun kütlesinin kesirli bir sayı olması ve doğada bolluk yüzdelerinin farklı olasıdır.

Mol Hesaplamaları

Bir mol, Avogadro sayısı kadar taneciğin miktarını ifade ettiği için kimyada madde miktarı mol cinsinden ifade edilir. Mol, kimyada en çok kullanılan birim sistemidir.

Kimyasal hesaplamalarda madde miktarı mol birimine dönüştürüldüğünde stokiyometrik işlemler mol türünden yapıldığı için kimyasal hesaplamalara mol hesaplamalrı denir.

Maddenin Miktarının Mol Cinsinden Hesabı

Kütlesi Verilen Maddenin Mol Sayısı

Mol-Kütle hesaplamaları olarak da bilinir.

🧪Örnek: 160 gram Ca kaç moldür ve kaç atom içerir?
– m=160 g M_A=40g/mol ise
– n=4 mol N_A=6,02.10²³ ise N=n.N_A N=4 . 6,02.10²³=2,408.10²⁴ tane atom