Introduktion till molbegreppet, beräkningar, reaktioner

1. Från atom och molekyl till mol
och vidare i en reaktion
Christina Hansson

2. Att förstå molbegreppet – och använda det i
formler
• Atomernas storlek
• Atomernas massa
• Molbegreppet
• Formeln för att beräkna massa
• Beräkn massan av svavel
• Att räkna med antal mol – av molekyler
• Bra exempel på betydelsen av att kunna räkna med molbegreppet
• Hur skrivs reaktionsformler?
• En beräkning av produkten
• Sammanfattning

3. En genomsnittsatom är så liten att
mer än en och en halv miljon får
plats på en millimeter.
Skulle atomen i stället varit en
millimeter i diameter, hade samma
antal atomer nått 1,7 km !!!
Diametern är i genomsnitt 6 Å
(6 Ångström, dvs. 6*10-10 m)
Atomernas storlek

4. Atomernas massa
Atomens massa är oerhört liten. Vi kan inte väga varje atom för
sig, likt lösgodisbitar.
Den mängd vi använder är dock ofta i gram eller kilogram,
precis som för godiset. Det blir en väldigt stor mängd atomer!
Atommassan räknas i en särskild
enhet, Universella massenheten (u) :
1 u = 1,660 * 10-27 kg per
definition. Detta = 1,660 * 10-24 g
För varje gram går det alltså detta antal units: 1g / (1,660 *10-24) g/u
= 6,02 * 1023 u.
Vi kan alltså väga och räkna i gram på
samma sätt som u, om vi håller i minnet
att det går 6,02 * 1023 enheter per gram.
Konstanten 6,02 * 1023 kallas för
Avogadros tal.

5. Molbegreppet
Har vi lika många enheter som Avogadros tal anger, kallas antalet 1 mol.
1 mol kolatomer har massan 12 gram, eftersom atommassan är 12 u.
För aluminiumatomer gäller att 1 mol har massan 27 gram, eftersom atommassan är 27 u.

6. Formeln för att beräkna massa
• För alla partiklar/joner/atomer/molekyler, kan vi således beräkna massan
om vi känner till molmassan. Det är inte konstigare än att få totala vikten av
godissvamparna som vikt för varje svamp gånger antal svampar.
• Formel: m (g) = M (g/mol) * n (mol)
• Detta utläses som att totala massan är lika med molmassan multiplicerat
med substansmängden (antal mol). [Observera att man ofta skriver g*mol-1
i stället för snedstreck!]

7. Beräkna massan av svavel (S)
• Ett exempel säger att vi skall väga upp substansmängden 1,50 mol
svavelatomer. [kom ihåg att ange rätt ord efter mätetalet, dvs atomer om det
är mol men g om det är ämnet, till exempel svavel.]
• Hur beräknas massan av svavel (S)? Ja, atommassan måste först vara känd.
Detta finns i tabeller (se boken).
• m = M*n = 32,1 g/mol * 1,50 mol = 48,15 g
• Således skall 48,15 g svavel (S) vägas in om vi vill ha exakt 1,50 mol
svavelatomer.

8. Att räkna med antal mol – av molekyler
Hur mycket vatten finns i 1 dl –
måttet? Kan vi beräkna antalet
mol?
Jadå! Men vi måste först veta hur
formeln ser ut och sedan veta
molmassan för vattenmolekylen,
som ju består av både väte och
syre.
Vattnet har formeln H2O. Dess
molmassa blir då (2*1)+16 g = 18g.
Hur går vi vidare?
Massan av allt vattnet måste
vara känd. Den är c:a 100g
för 1 dl.
Således: n = m/M =
100/18 mol = 5,6 mol .
Formeln m = n*M skrivs om som
n = m/M eftersom vi söker antal
mol.

9. Bra exempel på betydelsen av att kunna räkna
med molbegreppet
Kontrollera angivelsen av natrium: Hur mycket är det? Vi
vet dessutom att detta kommer från koksalt, dvs.
natriumklorid – NaCl. Kan vi beräkna motsvarande massa
koksalt?
Antal mol natrium: nNa = mNa/MNa = 0,35 g / 23,0 g/mol
= 0,015 mol
Molmassa för NaCl = MNaCl = (23,0 + 35,5) g/mol = 58,5
g/mol
mNaCl = MNaCl * nNaCl = (58,5*0,015) g = 0,89 g.
Svaret är nära det som står på förpackningen
(0,9 g). Det kan ha att göra med avrundningsfel.

10. Hur skrivs reaktionsformler?
Anledning att skriva formeln: ett skeende / en reaktion, som
observeras noga för att kunna beskriva det och förstå vad
som händer.
Vätgas leds in i bägaren och antänds. Vad är det som sker?
Vätgas antänds – gasen reagerar med syrgas från luften. En låga
brinner och imma bildas på bägarens insida. Det ser ut som
vatten. Vi kan skriva:
Vätgas + syrgas vatten
2 H2 + O2 H2O
Massan bevaras, dvs vi får alltid samma antal atomer på
reaktant- som produktsida.

11. En beräkning av produkten
• Magnesium är lättantändligt. Antag att vi bränner en viss mängd magnesium, kan vi då
beräkna hur mycket produkt som bildas?
• Reaktion: 2 Mg + O2 2 MgO [Lika många mol av produkten som vi hade
magnesiumatomer från början, däremot krävs endast hälften så många mol syrgasmolekyler.
”en effekt av att syrgas är diatomär”]
• Förhållandet nMgO = nMg [kan skrivas inom parentes – n(MgO) -eller subskript som här]
• Antag 5,40 g Mg: nMgO = nMg = mMg/MMg = 5,40/24,3 mol = 0,2222 mol
• mMgO = MMgO * nMgO = 0,2222 mol * 40,3 g/mol = 8,96 g (avrundas till samma
noggrannhet som den massa vi hade från början, 5,40 g. )

12. Sammanfattning
• Atomer är oerhört små. Vi använder begreppet mol för att få mängder som motsvarar atomers och
molekylers (och joners..etc) massor i gram.
• Konstanten 6,02 * 1023 kallas för Avogadros tal. Det anger hur många formelenheter som finns i en mol.
• Massa räknas som molmassa multiplicerat med antal mol. m = n * M
• I formler anges ämnenas sammansättning. För att få totala molmassan adderas de ingående grundämnenas
molmassor med hänsyn till koefficienter.
• I reaktionsformler anges ämnenas identiteter, sammansättning och vilka reaktanter samt produkter som
finns. Koefficienter framför ämnena anger i vilka proportioner de reagerar.
• Massan bevaras i de kemiska reaktionerna. Det går därför att räkna fram produkter om reaktanter är kända,
både i fråga om koefficienter och massor.