← Tillbaka till Kapitel 10
10.2 · Avsnitt

Mol och molmassa

Princip Kemi s. 292–296

10.2 · Mol och molmassa
Begreppsbild 10.2: elever diskuterar mol, antal partiklar och molmassa.
Begreppsbild 10.2 Startbilden samlar de missuppfattningar och modellval som avsnittet reder ut.

En enda vattenmolekyl är så liten att den inte kan ses ens i det kraftigaste mikroskop. I ett glas vatten på 200 ml finns det ungefär 6 700 000 000 000 000 000 000 000 molekyler — ett tal med 24 nollor. Det är omöjligt att räkna en och en. Ändå måste kemisten kunna svara på frågan: Hur mycket ämne blandar jag?

Lösningen är att använda en bunt-enhet, precis som man köper ägg i tiotal eller papper i räm. I kemin kallas bunten mol. En mol är alltid exakt lika många partiklar — oavsett om du räknar atomer, molekyler eller joner. Det gör att kemister kan jämföra mängder av olika ämnen på ett rättvist sätt.

Definition — mol. En mol (enhet: mol) är 6,022 × 1023 partiklar. Det talet kallas Avogadros tal och betecknas NA.
NA = 6,022 × 1023 mol−1
Stor insikt

Mol är inte ett mått på massa eller volym — det är ett mått på antal. En mol NaCl och en mol H2O innehåller exakt lika många formelenheter, men har helt olika massa och volym.

Du ska kunna efter detta avsnitt
  1. SOLO 1 Definiera mol och Avogadros tal och identifiera mol som en räkneenhet för partiklar.
  2. SOLO 2 Beräkna molmassa för ett ämne ur periodiska systemet och använda n = m/M för omvandling gram ↔ mol.
  3. SOLO 3 Tillämpa Avogadros lag för att beräkna gasvolymer och koppla molvolym till rumstemperatur kontra STP.
  4. SOLO 4 Generalisera mol-begreppet till nya sammanhang: läkemedel, biokemi eller industriella processer.
1 / 8
10.2 · Mol och molmassa

6,022 × 1023 är ett ofattbart stort tal. Om du räknade en partikel per sekund och inte stannade att sova, äta eller vila, skulle det ta dig ungefär 19 biljoner år — mer än tusen gånger universums ålder. Ändå kan du hålla en mol koksalt i handen.

Mätcylinder av glas med tydliga graderingar.
1 mol vatten Väger 18 g. Ryms i ungefär 18 ml — ungefär en matsked.
Närbild på vita NaCl-kristaller.
1 mol koksalt Väger 58,5 g. En liten näve salt på bordet.
Litet plaströr av Eppendorf-typ med konisk botten.
1 mol gas (O2) Tar upp 24 dm³ vid rumstemperatur — en hink på 24 liter.
Hur man kan tänka — Lösta exempel 10.2.1
Fråga: Hur många molekyler finns det i ett glas vatten (200 g)?

Vi vet att molmassan för vatten är 18 g/mol. Vi vet att 1 mol = 6,022 × 1023 molekyler.

  1. Beräkna antal mol:
    n = m / M = 200 g / 18 g/mol ≈ 11,1 mol
  2. Omvandla till antal molekyler:
    N = n × NA = 11,1 mol × 6,022 × 1023 mol−1
    N ≈ 6,7 × 1024 molekyler
Svar: I ett glas vatten (200 g) finns det ungefär 6,7 × 1024 vattenmolekyler — nästan tio gånger fler än antalet stjärnor i den observerbara universum.

Övning 10.2.A — Avogadros tal

  1. Hur många atomer finns det i 0,5 mol järn (Fe)?
  2. Hur många molekyler finns det i 2 mol koldioxid (CO2)?
  3. Hur många mol natriumjoner (Na+) är 3,011 × 1023 stycken?
  4. En kemist säger att hon har "tre mol kloridjoner". Hur många joner är det?
2 / 8
10.2 · Mol och molmassa

Molmassan M för ett ämne är massan av exakt en mol av det ämnet, uttryckt i gram per mol (g/mol). För grundämnen är molmassan numeriskt lika med atommassan i det periodiska systemet. För en förening summerar du atommassan för alla atomer i formelenheten.

Molmassa M (g/mol). Summa av alla atomers atommassa i en formelenhet.
M(H2O) = 2 × 1,0 + 1 × 16,0 = 18,0 g/mol

Molmassor för vanliga föreningar

FöreningFormelUträkningM (g/mol)
VattenH2O2 × 1,0 + 16,018,0
KoldioxidCO212,0 + 2 × 16,044,0
KoksaltNaCl23,0 + 35,558,5
AmmoniakNH314,0 + 3 × 1,017,0
KalciumkarbonatCaCO340,1 + 12,0 + 3 × 16,0100,1
GlukosC6H12O66 × 12,0 + 12 × 1,0 + 6 × 16,0180,0
Hur man kan tänka — Lösta exempel 10.2.2
Räkna molmassan för glukos, C6H12O6.
  1. Identifiera antal atomer av varje slag: 6 kolatomer, 12 väteatomer, 6 syreatomer.
  2. Slå upp atommassor i PS: C = 12,0; H = 1,0; O = 16,0.
  3. Summera: 6 × 12,0 + 12 × 1,0 + 6 × 16,0 = 72,0 + 12,0 + 96,0 = 180,0 g/mol.
Svar: Molmassan för glukos är 180,0 g/mol. Det betyder att 1 mol glukos väger 180 g — ungefär ett halvt glas socker.

Övning 10.2.B — Beräkna molmassa

  1. Beräkna molmassan för svavelsyra H2SO4. (S = 32,1)
  2. Beräkna molmassan för järn(III)oxid Fe2O3. (Fe = 55,8)
  3. Beräkna molmassan för ättiksyra CH3COOH.
  4. Vilket ämne har ungefär samma molmassa som glukos: (a) NaCl, (b) C4H8O4 eller (c) CO2?
3 / 8
10.2 · Mol och molmassa

Nu har du alla delar du behöver. Sambandet mellan antal mol (n), massa (m) och molmassa (M) uttrycks med en enkel formel:

n = m / M
mol = g ÷ (g/mol)

Enhetskontrollen är ett bra sätt att se att du räknat rätt: g ÷ (g/mol) = g × (mol/g) = mol. Enheten stämmer.

Hur man kan tänka — Lösta exempel 10.2.3
Fråga: Hur många mol är 5,0 g koksalt (NaCl)?
  1. Beräkna molmassan:
    M(NaCl) = 23,0 + 35,5 = 58,5 g/mol
  2. Sätt in i formeln:
    n = m / M = 5,0 g / 58,5 g/mol ≈ 0,085 mol
  3. Enhetskontroll:
    g / (g/mol) = mol ✓
Svar: 5,0 g koksalt motsvarar ungefär 0,085 mol NaCl.
Stensaltklump — ett stycke bergsalt med kristallinisk struktur.
Figur 10.2.2 Koksalt (NaCl) med molmassan 58,5 g/mol. En matsked salt (≈ 5 g) innehåller alltså ungefär 0,085 mol natriumklorid.

Övning 10.2.C — Gram till mol

  1. Hur många mol är 36 g vatten (H2O)?
  2. Hur många mol är 22 g koldioxid (CO2)?
  3. Hur många mol är 0,50 g vätgas (H2)?
  4. En kemist väger upp 17,0 g ammoniak (NH3). Hur många mol är det?
  5. Räkna ut hur många mol 180 g glukos (C6H12O6) är — och kontrollera ditt svar mot tabellen på föregående sida.
4 / 8
10.2 · Mol och molmassa

Ibland vet du hur många mol du vill använda och behöver räkna ut hur många gram det är — till exempel när du förbereder en lösning i labbet. Löser du ut m ur formeln n = m / M får du:

m = n × M
g = mol × (g/mol)
Hur man kan tänka — Lösta exempel 10.2.4
Fråga: Hur mycket väger 0,25 mol socker (glukos, C6H12O6)?
  1. Molmassan:
    M(C6H12O6) = 180,0 g/mol (se sid 3)
  2. Beräkna massan:
    m = n × M = 0,25 mol × 180,0 g/mol = 45,0 g
  3. Enhetskontroll:
    mol × g/mol = g ✓
Svar: 0,25 mol glukos väger 45,0 g — ungefär tre matskedar strösocker.
Stor insikt

Samma formel, tre variabler — om du vet två av dem kan du alltid räkna ut den tredje. n = m / M, m = n × M, och M = m / n. Välj den form du behöver.

Övning 10.2.D — Mol till gram

  1. Hur många gram är 2,0 mol koksalt (NaCl)?
  2. Hur många gram är 0,10 mol koldioxid (CO2)?
  3. Hur många gram är 3,5 mol ammoniak (NH3)?
  4. Du ska lösa upp exakt 0,500 mol kalciumkarbonat (CaCO3) i syra. Hur många gram väger du upp?
  5. En lösning ska innehålla 0,050 mol glukos. Hur många gram glukos mäter du upp?
5 / 8
10.2 · Mol och molmassa

Gaser beter sig annorlunda än fasta ämnen och vätskor: de utvidgar sig tills de fyller sin behållare. Men det finns ett elegant mönster. År 1811 föreslog Amedeo Avogadro att lika volymer av olika gaser, vid samma temperatur och tryck, alltid innehåller lika många molekyler. Det spelar ingen roll om gasen är vätgas, syre eller koldioxid.

Avogadros lag. Vid samma temperatur och tryck innehåller lika stora gasvolymer lika många molekyler. Konsekvensen är att 1 mol av vilken gas som helst tar upp samma volym under samma betingelser.

Vid rumstemperatur (≈ 20 °C, 1 atm): Vm = 24,0 dm³/mol
Vid 0 °C (STP): Vm = 22,4 dm³/mol
Mätcylinder av glas med graderingar.
Molvolym vid rumstemperatur 1 mol gas = 24 dm³ (24 liter) vid 20 °C och 1 atm. Tänk dig en kub med sidan 29 cm.
Plastspruta utan kanyl med graderad skala.
Gasvolym i labbet Vid gasreaktioner kan volymen mätas direkt med spruta eller insamlingskärl — mol räknas sedan via V / 24.
Hur man kan tänka — Lösta exempel 10.2.5
Fråga: Hur stor volym tar 0,5 mol syrgas (O2) vid rumstemperatur?
  1. Använd sambandet: V = n × 24,0 dm³/mol
  2. V = 0,5 mol × 24,0 dm³/mol = 12,0 dm³
Svar: 0,5 mol syrgas tar 12,0 dm³ — ungefär halva luften i en 12-litersbehållare.

Övning 10.2.E — Gasvolymer

  1. Hur stor volym tar 2,0 mol vätgas (H2) vid rumstemperatur?
  2. Hur många mol är 6,0 dm³ koldioxid (CO2) vid rumstemperatur?
  3. Hur stor volym tar 0,25 mol syrgas vid STP (0 °C)?
  4. Varför tar 1 mol CO2 (molmassa 44 g/mol) samma volym som 1 mol H2 (molmassa 2 g/mol) vid samma temperatur och tryck?
6 / 8
10.2 · Mol och molmassa

Paracetamol — ett konkret räkneexempel

Paracetamol har formeln C8H9NO2 och molmassan 151,2 g/mol. En vanlig tablett innehåller 500 mg aktiv substans.

Hur man kan tänka — Lösta exempel 10.2.6
Fråga: Hur många mol paracetamol finns i en tablett (500 mg)?
  1. Omvandla till gram:
    500 mg = 0,500 g
  2. Beräkna mol:
    n = m / M = 0,500 g / 151,2 g/mol ≈ 0,00331 mol
  3. Omvandla till mikromol:
    0,00331 mol = 3 310 µmol
Svar: En tablett med 500 mg paracetamol innehåller ungefär 0,0033 mol, eller 3 310 µmol. Det är ca 2,0 × 1021 molekyler.

Övning 10.2.F — Vardagskemi

  1. En iBuprofentablett innehåller 400 mg ibuprofen (C13H18O2, M = 206,3 g/mol). Hur många mol är det?
  2. En läkare ordinerar 0,050 mol NaCl i en saltlösning. Hur många gram koksalt behövs?
  3. Syre vi andas in är ca 21 % av luften. Vid varje andetag tar du in ungefär 0,5 dm³ luft. Hur många mol O2 andas du in per andetag (vid rumstemperatur)?
7 / 8
10.2 · Mol och molmassa
Mol ↔ massa
n = m / M
mol = g / (g/mol)
Massa ↔ mol
m = n × M
g = mol × (g/mol)
Gasvolym (20 °C)
V = n × 24 dm³
dm³ = mol × dm³/mol
  • Mol är en bunt-enhet: 1 mol = 6,022 × 1023 partiklar (Avogadros tal).
  • Molmassa M (g/mol) — summa av atommassor i formelenheten. Slå upp i periodiska systemet.
  • n = m / M — omvandla gram till mol. Dela massan med molmassan.
  • m = n × M — omvandla mol till gram. Multiplicera mol med molmassan.
  • Avogadros lag: lika volymer gas vid samma T och p innehåller lika många molekyler.
  • 1 mol gas tar 24 dm³ vid rumstemperatur (22,4 dm³ vid 0 °C/STP).
  • Mol används inom medicin, biokemi och industri — alltid när exakta antal molekyler spelar roll.
Kemin handlar till stor del om att räkna — inte enskilda atomer, utan buntar av dem. Mol-begreppet är bryggan mellan det vi kan väga i labbet och de osynliga partiklar som reagerar med varandra.
8 / 8
Princip Kemi — lärobok i kemi med singaporiansk pedagogik. Skapad av Albin Holmqvist.