Inför ett experiment väger man ofta de ämnen som ska reagera. Men för kemister räcker det inte att bara ange massorna. De måste också känna till förhållandet mellan antalet atomer av de reagerande ämnena.
När man i ett experiment låter järn och svavel reagera och bilda järnsulfid, behövs det lika många järnatomer som svavelatomer. Men eftersom en järnatom och en svavelatom väger så lite blir antalet atomer ohanterbart stort redan vid mycket små mängder kemikalier. Istället beräknar man massan av ett visst antal järnatomer och massan av samma antal svavelatomer. Beräkningen börjar med att man jämför ämnenas atommassor. Atommassan för järn är #55,8 # u och atommassan för svavel #32,1 # u. En järnatom väger alltså nästan dubbelt så mycket som en svavelatom.
Tänk dig nu att du väger upp #55,8 # g järn. Då kommer det att ligga
#\dfrac{{m({\text{järn}})}}{{m({\text{järnatom}})}} = \dfrac{{55,8\;{\text{g}}}}{{(55,8 \cdot 1,6605 \cdot {{10}^{ - 24}})\;{\text{g}}}}# #= 6,022 \cdot 10^{23} # järnatomer på vågen.
Om du väger upp #32,1 # g svavel, ligger det
#\frac{{m({\text{svavel}})}}{{m({\text{svavelatom}})}} = \frac{{32,1\;{\text{g}}}}{{(32,1 \cdot 1,6605 \cdot {{10}^{ - 24}})\;{\text{g}}}}# #= 6,022 \cdot 10^{23} # svavelatomer på vågen.
Det finns alltså lika många järnatomer i #55,8 # g järn som det finns svavelatomer i #32,1 # g svavel.
För att ange hur många partiklar man har av ett ämne använder kemister storheten substansmängd. Den betecknas med # n # och har enheten #1 # mol. Ordet mol kommer från ett latinskt ord som betyder "väldig hop". Substansmängden #1 # mol innehåller den väldiga hopen #6,022 \cdot 10^{23} # formelenheter, oavsett vilket ämne det är fråga om. Du vägde alltså upp #1 # mol järn och #1 # mol svavel.
Substansmängden #1# mol motsvarar #6,022 · 10^{23}# formelenheter.
Antalet formelenheter per mol är en konstant som betecknas # N _{A} # och kallas för Avogadros konstant1 . #N _{A} = 6,022 \cdot 10^{23} # mol #^{-1}.#
Det är inte fel att skriva enheten för Avogadros konstant som "formelenheter/mol", men då formelenheter anger ett "antal" vars enhet är talet #1 # skrivs enheten istället mol#^{-1}.#
|