Moly a Avogadrova konstanta

Úvod k molům jako číslům (vs. molům jako zvířátkům)

Dnes budeme mluvit o něčem, co nejspíš
plete studenty chemie nejvíce.

Přitom je to ale tak jednoduché.

Budeme se zabývat moly.

V chemii to označuje něco jiného než
motýlek pojídající vám svetry ve skříni.

Mol v chemii je v podstatě jen číslo.

Konkrétně 6,02 krát 10 na 23.
Takže je to velice vysoké číslo.

A říká se mu také Avogadrova konstanta.

Možná jednou udělám video o Avogadrovi.

Avogadrova konstanta.

To je vše, co potřebujete vědět.
Mol je jenom číslo.

Existují i komplikovanější definice molu.

Například, dovolte mi zkopírovat
definici z Wikipedie.

Toto je definice molu podle Wikipedie.

A snad na konci tohoto videa pochopíte,
že jsou ty definice rovnocenné.

Pokud ale o molech slyšíte prvně, tohle
dle mého není zrovna jednoduchá definice.

Říká: „Mol je definovaný jako množství
látky v systému,

obsahujícím stejné množství elementárních
jednotek,

jako je počet atomů
v 12 gramech izotopu uhlíku C12.

A já jsem vám zrovna řekl,
že mol je 6,02 krát 10 na 23.

Takže když se vezmeme tu poslední část:

„atomy ve 12 gramech uhlíku C12“

Takže to vlastně znamená,
že když máme 1 mol uhlíku C12…

Takže ve 12 gramech uhlíku
C12 máme 1 mol atomů uhlíku.

A proto je mol dost užitečný.

Můžete prostě jen napsat

1 mol namísto 6,02 krát 10 na 23 atomů
uhlíku ve 12 gramech izotopu uhlíku C12.

A co z toho plyne?
Myslím, jak jinak se to dá využít?

Mluvili jsme o uhlíku, píšou, že je to
množství jakékoliv látky nebo molekuly,

pokud můžete převádět atomové
hmotnostní jednotky na gramy.

To je myslím dost matoucí.

Jak tohle máme použít?

Takže je třeba si uvědomit,
že mol je jen způsob,

jak přepočítat gramy
a atomové hmotnostní jednotky.

Jeden atom uhlíku C12 je co?

Jaké má hmotnostní (neboli nukleonové)
číslo? Je to 12.

Proto se mu říká uhlík C12 a ne uhlík C14.

Takže jeho hmotnost je 12
atomových hmotnostních jednotek.

Takže když máte atom, co má 12 atomových
hmotnostních jednotek a máte jich 1 mol,

tedy 6,02 krát 10 na 23 atomů,

hmotnost všech těchto atomů
dohromady je 12 gramů.

Můžeme na to koukat i tak,

že 1 gram je roven 1 molu atomových
hmotnostních jednotek („amu“).

Napíšu takto „amu“.

Nebo můžete napsat,

že 1 gram je roven 6,02 krát 10 na 23
atomových hmotnostních jednotek.

A proč se toto hodí, je to vlastně
zmíněno i v definici na Wikipedii,

je, že nám to pomáhá
převádět mezi světem atomů,

kde máme atomové hmotnostní jednotky,

a když je někde neutron navíc, musíme
přidat jednu atomovou hmotnostní jednotku,

a převedeme si tento atomický svět do
každodenního, kde počítáme v gramech.

A jen abyste věděli, gram je pořád
docela malá jednotka hmotnosti.

Je to 1/1000 kilogramu.
A kilogram je zhruba 2 libry.

Takže gram je 1/500 libry.
To není moc.

Takže v 1 gramu uhlíku
je strašně moc atomů.

Respektive ve 12 gramech je jich velká
spousta -6,02 krát 10 na 23.

A abychom došli k pointě,
možná jsem o tom měl mluvit u atomu.

Je to obrovské číslo.

A abychom si to trochu představili,

bylo mi řečeno, že do průměru vlasu
-toto je vlas a toto je jeho průměr-

se vejde 1 milion atomů uhlíku.

1 milion uhlíku atomů tady.

Nebo kdybyste si vzali jablko

...

kdybyste vzali jeden atom z jablka…

V jablku je spousta různých druhů atomů,
ale kdybychom jeden z nich vzali

a zvětšili ho na velikost jablka,
potom by to jablko mělo velikost Země.

Takže atom je oproti jablku tak malý,
jako jablko oproti Zemi.

Takže je pro nás samozřejmě těžké
si vůbec představit něco tak malého.

Kdybyste měli třeba
1 gram vodíku.

Kdybyste měli 1 gram vodíku,
znamená to, že máte 1 mol vodíku.

Jak to vím?

Protože atomová hmotnost vodíku je 1.

Takže obecně, když
vezmete jakýkoliv prvek…

Jaká je hmotnost třeba 1 molu hliníku?

Kdybych si vzal 6,02 krát 10 na 23 atomů
hliníku, jaká bude jejich hmotnost?

No, každý ten atom má hmotnostní číslo 13.

Takže je to 13 hmotnostních jednotek
krát 6,02…

No takhle to vlastně psát nebudu,
to by vás jen popletlo.

Jednoduše, pokud máte mol atomu,
vezmete jeho hmotnostní číslo,

tedy jeho nukleonové číslo,

v tomto případě řekněme 27.

Takže pracujeme s hliníkem 27.

Vezmeme jeho hmotnostní číslo
a když ho máte 1 mol,

potom jeho hmotnost bude 27 gramů.

Takže vlastně když máte jeden mol atomu,

jeho hmotnost v gramech
je jeho hmotnostní číslo.

1 mol železa, řekněme železo 56,

existuje samozřejmě spousta izotopů
železa, řekněme ale, že máme železo 56.

Normálně to takto neuslyšíte,

ale teď se bavíme o izotopu železa,
který má hmotnostní číslo 56.

Takže mám 1 mol tohoto atomu
a ten budeme mít hmotnost

- nejsou to těžké počty -

56 gramů.

A když se nad tím zamyslíte,
kolik hmotnostních jednotek to je?

No na každý atom připadá
56 atomových hmotnostních jednotek.

Když máme 1 mol atomů,

bude to 6,02 krát 10 na 23 krát 56
atomových hmotnostních jednotek.

A když to vydělíte počtem atomových
hmotnostních jednotek na gram,

máte 56 gramů.

Ale jednodušší je prostě vzít hmotnostní
číslo, ať je jakékoliv.

Pokud máme 1 mol křemíku, bude mít
hmotnost -ne tíhu,

protože toto platí na jakékoliv planetě-
hmotnost bude 28 gramů.

A co dva moly křemíku?

Řekněme, že křemík má hmotnostní číslo 28.

2 moly křemíku.

Takže 1 mol má hmotnost 28 gramů,

dva moly budou mít hmotnost 56 gramů.

Kdybychom měli třeba 4 moly kyslíku,
jehož hmotnostní číslo je 16,

jaká bude jeho hmotnost?

Je to obrovské množství atomů kyslíku.
Ale jaká bude jeho hmotnost?

No bude to čtyřikrát víc.
1 mol má hmotnost 16 gramů,

takže 4 moly mají 64 gramů.

Je to matoucí, protože
nejsme zvyklí používat slovo

jako mol místo čísla,
ale opravdu je to prostě číslo.

A prostě nám pomáhá snadno přepočítat
atomové hmotnostní jednotky na gramy.

A řeknete si, jak dostanu
určitý počet gramů?

No musím mít 6,02 krát
10 na 23 atomů uhlíku,

aby toto množství uhlíku vážilo 12 gramů.

Tak tohle znamená mol.

Je to jenom číslo.

A doporučuji vám, abyste si trochu
pohráli s tím, o čem jsme se bavili,

protože je velmi důležité si ty moly
zažít, abyste nebyli příště zmatení,

až se budeme bavit o energiích,
kde jsou jednotkami kilojouly na mol,

a o energii potřebné k reakcím
a o podobných věcech.

Takže se opravdu pokuste tomu
co nejlépe porozumět.

A kdyby to nešlo, dejte mi vědět
a já udělám ještě jedno video,

protože je to opravdu důležité.