Chemisch rekenen/Mol

Een mol is de hoeveelheid stof (materie/antimaterie) van een systeem dat evenveel deeltjes bevat als er atomen zijn in 12 (bij benadering: 12,01) gram koolstof-12. Het aantal deeltjes dat in één mol gaat is gelijk aan N_A, waarin N_A de zogeheten constante van Avogadro (genoemd naar de Italiaan Amedeo Avogadro) is. Deze natuurkundige constante is ongeveer gelijk aan 6,02214 x 10²³ deeltjes per mol.

Deze deeltjes kunnen moleculen of atomen, maar ook ionen of sub-atomaire deeltjes zijn, zoals elektronen. Indien bij gebruik van de mol het type deeltje niet wordt gespecificeerd, zal uit de context volgen welk deeltje wordt bedoeld: moleculaire stoffen bestaan uit moleculen, dus bij 'een mol water' wordt gedoeld op 6,02214 x 10²³ watermoleculen. Natriumchloride (keukenzout) is een zout dat uit natrium- en chloride-ionen bestaat, met formule NaCl. Eén mol natriumchloride bevat dan ook één mol natriumionen en één mol chloride-ionen.

Een mol van een bepaalde stof heeft een massa (in gram) die gelijk is aan de massa van het molecuul of het atoom van die stof uitgedrukt in u. Dit heet de molaire massa. Water heeft bijvoorbeeld een molecuulmassa van 18,016 u, dus een molaire massa van 18,016 g/mol. Ofwel: 1 mol water heeft een massa van 18,016 gram. Een equivalente bewering is dat een mol-deeltje water een massa van 18,016 gram heeft.

Rekenen

Het omrekenen van gram naar mol

Om het aantal mol te berekenen van een hoeveelheid stof gebruikt men de volgende formule:

${\frac {aantal\ gram}{molaire\ massa}}=aantal\ mol$

Voorbeeld:
We willen het aantal mol weten van 12 gram water. De molaire massa van water = $16+1,008*2=18,016$. Veel molaire massa's zijn terug te vinden op internet of in een BINAS.

${\frac {12}{18,016}}=0,666\ mol$

massaconcentratie = aantal g opgeloste stof  : 1 l oplossing

Rekenen aan de concentratie

De concentratie van een opgeloste stof in water wordt vaak uitgedrukt in gram per liter. Een meergebruikte notatie voor de concentratie is de molariteit, het aantal mol per liter oplossing. De molariteit wordt gegeven door de volgende formule:

${\frac {aantal\ mol}{aantal\ liter}}=molariteit$

Voorbeeld:
In een oplossing van 500 milliliter water zit 4 mol natriumchloride (keukenzout) opgelost. Bereken de molariteit.

${\frac {4}{0,5}}=8\ mol/liter$

Als een bepaald zout is opgelost kun je de concentratie van de afzonderlijke ion-soorten berekenen. We nemen als voorbeeld het zout calciumnitraat Ca(NO₃)₂. Je begint altijd met het opstellen van de reactievergelijking als het zout oplost in water. Deze is als volgt:
Ca(NO₃)₂ (s) --> Ca²⁺ (aq) + 2 NO₃^- (aq)
Hieruit is de molverhouding af te leiden. Deze is namelijk als volgt:
Bij het oplossen van 1 mol Ca(NO₃)₂ ontstaat 1 mol Ca²⁺ en 2 mol NO₃^-
Oftewel 1 : 1 : 2
Stel voor dat we een oplossing hebben met een molariteit van 0,2 mol/l. De opgeloste stof is calciumnitraat. Er zit dus 0,2 mol calciumnitraat per liter in. Bij het oplossen van calciumnitraat vallen de ionen uit elkaar en ontstaat dus uit 1 mol calciumnitraat 1 mol calciumionen en 2 mol nitraationen. De molariteit is 0,2 mol/l. De concentratie van de ionen is als volgt (concentratie wordt aangegeven met haken om de ionsoorten):
[Ca²⁺] = 0,2 mol/l
[NO₃^-] = 0,2 mol/l * 2 = 0,4 mol/l

Molair volume

Bij standaardtemperatuur 0,00°C (273K) en standaarddruk (p = p₀ = 1 bar) heeft 1 mol van een gas altijd, ongeacht het soort gas, hetzelfde volume, namelijk 22,4 dm³/mol.

Bij 25°C (298K) en de standaarddruk (p = p₀) is het volume 24,5 dm³/mol.