Ένα κιλό πατάτες, έξι αυγά και δώδεκα αθώα ερωτήματα Η έννοια του mole Ένα κιλό πατάτες, έξι αυγά και δώδεκα αθώα ερωτήματα

Τις πατάτες τις αγοράζουμε με το κιλό και τα αυγά με το κομμάτι Τις πατάτες τις αγοράζουμε με το κιλό και τα αυγά με το κομμάτι. Δεν τα ζυγίζουμε. Μπορούμε να πάρουμε τρία πακέτα των έξι αυγών. Το ίδιο κάνουμε με το κιβώτιο με τις μπύρες, με τις τσίχλες dentyne, ένα πακέτο με δώδεκα όμοιες, ή και με τα πακέτα χαρτιού για τον εκτυπωτή, καθένα έχει πεντακόσια φύλλα χαρτί.

Σε κάθε υλικό αντικείμενο οι φυσικοί και οι χημικοί αποδίδουν μια τιμή μάζας, με κριτήριο την αδράνειά του ( ή και το βάρος του ) και τη μετρούν είτε με το χιλιόγραμμο είτε με το mole. H παλιότερη μονάδα είναι βέβαια το 1 kg, «της Γαλλικής Επανάστασης», η ποσότητα νερού που «χωράει» σε ένα λίτρο. Μπορεί να μετρήσει τη μάζα που έχει ένα οποιοδήποτε αντικείμενο αδιαφορώντας για το «από τι είναι φτιαγμένο», είτε είναι ένα ποτήρι με φραπέ, αέρας, σαμπουάν, πρωτόνιο, κορίτσι, τραπεζομάντηλο, διοξείδιο του άνθρακα ή κατηφές.

Στην αυγή του εικοστού αιώνα έκανε την εμφάνισή του και το mole. Προηγήθηκε η εδραίωση της κάποτε τολμηρής ιδέας ότι η ύλη συγκροτείται από αόρατα κινούμενα σωματίδια.

Η ιδέα που γέννησε την έννοια mole σχετίζεται με έναν συλλογισμό του τύπου « εφόσον τις πατάτες τις πουλάνε με το κιλό και τα αυγά σε πακέτα των έξι», η ποσότητα κάποιου πράγματος μπορεί να μετρηθεί είτε «με τη μάζα του σε kg» είτε «με τον αριθμό των σωματιδίων που το συγκροτούν». Τα σωματίδια βέβαια πρέπει να είναι ΟΜΟΙΑ, το «πράγμα» δηλαδή πρέπει να είναι ΟΥΣΙΑ.

Η έννοια mole αναφέρεται σε ΟΥΣΙΑ Αποτελεί μονάδα μέτρησης της μάζας της (ή της ποσότητάς της) στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (S.I.) και συνιστά μία από τις επτά θεμελιώδεις μονάδες του προφέρεται μολ και συμβολίζεται mol (όπως η μονάδα, λόγου χάρη, Volt, προφέρεται βολτ και συμβολίζεται με V)

Πόσο είναι ένα mole ; Mole λέγεται η ποσότητα ουσίας που περιέχει σωματίδια ισάριθμα με τα άτομα που περιέχονται σε 12 γραμμάρια άνθρακα-12

Τι σωματίδια είναι αυτά ; Σε μια ουσία – χημική ένωση - όπως το νερό θα μπορούσε να είναι μόρια Σε μια ουσία όπως το θείο θα μπορούσε να είναι άτομα. Θα μπορούσε επίσης να είναι και ιόντα

Γιατί όμως διάλεξαν τα « 12 γραμμάρια του άνθρακα » ; H αρχική ιδέα ήταν το mole να οικοδομηθεί ως ένα πακέτο με τα άτομα που περιέχονται σε ένα γραμμάριο υδρογόνου.

Πόσα είναι τα άτομα σε 12 γραμμάρια άνθρακα-12 ; Η μάζα ενός ατόμου άνθρακα-12 είναι 12u (ή 12 amu), άρα η μάζα των ΝΑ ατόμων του θα είναι 12u.ΝΑ και συγχρόνως ίση με 12 g . 12 g = ΝΑ 12u ΝΑ = 1 g/u ή uΝΑ= 1 g

Το ΝΑ είναι δηλαδή ένας αριθμός που μας λέει «πόσο μεγαλύτερη είναι η μάζα ενός γραμμαρίου από τη μάζα 1 u » Στον εικοστό αιώνα η ατομική μονάδα μάζας 1u μετρήθηκε ίση με 1,6605.10-24 g, άρα ΝΑ = 1/1,6605.10-24 ΝΑ = 6,022. 1023

Το ένα mole άνθρακα είναι δηλαδή 12 g. Η μάζα του κάθε ατόμου θείου είναι 32u, άρα ένα mole θείου = ΝΑ.32u = 32 g

Το 32 είναι το μοριακό βάρος ( σχετική μοριακή μάζα) του θείου Το 32 είναι το μοριακό βάρος ( σχετική μοριακή μάζα) του θείου. Μπορούμε λοιπόν σε κάθε περίπτωση να πούμε ότι το mol μιας χημικής ένωσης θα είναι όσο η σχετική μοριακή της μάζα σε ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ ; Ακριβώς.

Τον τεράστιο αριθμό 6,022. 1023 τον προσδιόρισαν τον 20ο αιώνα; Όχι ακριβώς. Οι θεωρητικοί του 19ου αιώνα τον προσδιόρισαν για πρώτη φορά με μεθόδους θερμοδυναμικής και του έδωσαν το όνομα του Ιταλού χημικού Avogadro.

Ο Avogadro δηλαδή υπολόγισε πρώτος τον αριθμό αυτόν; Όχι. Ο Amedeo Avogadro ενδιαφέρθηκε για τον όγκο και για τα αέρια. Το 1811 έκανε μία πρωτοποριακή υπόθεση για τα αόρατα «σωματίδια» - ακόμα δεν είχε αποσαφηνιστεί η διαφορά των εννοιών μόριο και άτομο – οποιουδήποτε αερίου. Διατύπωσε την Υπόθεση ότι σε ίσους ΟΓΚΟΥΣ αερίων ( στις ίδιες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης ) περιέχεται ο ίδιος αριθμός σωματιδίων, ανεξάρτητα από τη χημική τους δομή