بحث عن الكتلة والمول

الكيمياء

تعرّف الكيمياء بأنّها دراسة لمادة ما، وحول اتحاد المواد أو انفصالها لتشكيل مواد أُخرى وكيفية تفاعل هذه المواد مع الطاقة، كما تُعد الكيمياء جزءًا من الحياة اليومية، وهي واحدة من العلوم الفيزيائية التي تساعد على وصف العالم، كمّا أنّ هناك خمسة فروع رئيسة للكيمياء كل فرع له مجال دراسة خاص به وهي كالأتي: الكيمياء التحليلية، الكيمياء الفيزيائية، الكيمياء العضوية، الكيمياء غير العضوية، الكيمياء الحيوية^[١]، كل مادة سواء أكانت مُنتجة طبيعيًا أو صناعيًا تتكوّن من واحدة أو أكثر من أنواع الذرات والتي تسمى بالعناصر فهي اللبنة الأساسية لأيّ مادة كيميائية^[٢]، وفي هذا المقال بحث عن الكتلة والمول.

بحث عن الكتلة والمول

في بداية البحث عن الكتلة والمول لا بدّ من التطرق إلى تعريف الكتلة والمول حيث تعرّف الكتلة بأنّها الخاصية التي تعكس كمية المادة داخل عينة ما، ودائمًا ما تقاس الكتلة بوحدة الغرام أو الكيلو غرام كما أنّها تُعتبر أيضًا خاصية للمادة تجعلها تميل إلى مقاومة التسارع فكلما زادت كتلة الجسم زادت صعوبة تسريع جسمه^[٣]، أمّا المول فيمكن تعريفه ببساطه على أنّه وحدة قياس، حيث غالبًا ما تحدث التفاعلات الكيميائية عند مستويات معينة لا يكون فيها استخدام الغرامات منطقيًا، فالمول هو كمية لأيّ شيء يمتلك نفس العدد من الجسيمات الموجودة في 12 غرام من الكربون-12 مثلًا، وهذا العدد من الجسميات هو عدد أفوجادرو والذي يساوي تقريبًا 6.02x10^23 تقريبًا^[٤].

ومن السهل كتابة كلمة مول بدلًا من كتابة 6.02x10^23 عند الرغبة في الإشارة إلى رقم كبير من شيء معين، وهذا هو السبب وراء اختراع هذه الوحدة، حيث لا يتم الالتزام عن الحسابات باستخدام وحدة الغرام أو الكيلو غرام وذلك لأنّ المول يوّفر الطريقة المناسبة والسهلة للتحويل بين عدد الذرات أو الجزيئات والغرامات.^[٤]

إن مفهوم المول لمن يبحث عن الكتلة والمول يربط كتلة ذرة واحدة أو جزيء في وحدة الكتلة الذرية، وكتلة مجموعة من عدد كبير من الجزيئات بالغرام، أمّا العدد الكتلي فهو مجموع أعداد البروتونات والنيوترونات الموجودة في نواة الذرة؛ فالعدد الكتلي هو عدد صحيح يساوي تقريبًا القيمة العددية للكتلة الذرية ومع أنّ العدد الكتلي لا يمتلك وحدة إلا أنّ له وحدات تسمى وحدات الكتلة الذرية.^[٥]

ونظرّا لأنّ الجزيء أو الأيون المتعدد الذرات هو مجموعة من الذرات التي ترد في الصيغة الجزيئية أو الأيونية يُمكن حساب متوسط ​​الكتلة الذرية لأي جزيء أو أيونات متعددة الذرات من مركباته بإضافة كتل الذرات المكونة معًا، ويساوي متوسط كتلة أيون أحادي الذرة متوسط كتلة ذرة العنصر وذلك لأن كتلة الإلكترونات صغيرة جدًا لدرجة أنّها غير مهمة في معظم العمليات الحسابية، فهذا لا يساعد كثيرًا الكيميائي الذي يحتاج لمعرفة عدد الذرات أو الجزيئات.^[٥].

وتساوي كتلة الجزيئات للمادة مجموع متوسط الكُتل الذرية الداخلة في تركيب الجزيء، ويتم حساب كتلة الجزيئات للصيغة الكيميائية لمركب ما عن طريق جمع كُتل الذرات للعناصر التي يتكوّن منها المركب، حيث يتم ضرب الكتلة الذرية لكل ذرة عنصر بعدد ذرات هذا العنصر ثم جمعها للكتلة الذرية لذرة العنصر الثاني مضروبة بعدد ذراته وهكذا، وبما أنّ وحدات الكتلة الذرية هي وحدات الكتلة الذرية بالتالي فإنّ وحدة الكتلة الجزيئية هي أيضًا وحدات كتلة ذرية^[٥].

وتنص نظرية دالتون على أنّ كل مركب كيميائي يحتوي على مجموعة معينة من الذرات وأنّ نسب أعداد ذرات العناصر الموجودة عادة ما تكون أعدادًا كاملة صغيرة، حيث كانت مشكلة دالتون وغيره من علماء الكيمياء القُدامى هي اكتشاف العلاقة الكمية بين عدد الذرات في المواد الكيميائية وكتلتها، وبسبب صُغر كتلة الذرات المفردة والتي تترواح بين 10-23 غرام/ذرة لا يقيس الكيميائيين كتلة الذرات أو الجزيئات المفردة، أمّا في المختبر فإنّ كُتل المركبات والعناصر تستخدم من قبل الكيميائيين عادة من الملليغرامات إلى الغرامات بينما في الصناعة يتم شراء المواد الكيميائية وبيعها بالكيلوغرامات والطن، ولتحليل التحويلات التي تحدث بين الذرات أو الجزيئات المفردة في التفاعلات الكيميائية فهي ضرورية للغاية للكيميائيين لمعرفة كم عدد الذرات أو الجزيئات الموجودة في الكميات القابلة للقياس في المختبر أيّ كتلة معينة في العينة الموجودة، والوحدة التي توفر هذا الترابط هي المول، وكلمة مول تعني باللاتينية كومة.^[٥]

وعند كتابة بحث عن الكتلة والمول لابدّ من التطرق للحديث عن الكتلة المولية والتي تعرّف على أنّها الكتلة بالغرام في 1 مول من المادة؛ فـ 1 مول من نظائر الكربون النقي تحتوي على كتلة مقدارها 12 غرام، إذ تكون الكتلة المولية للعناصر هي كتلة مول واحد من ذرات هذا العنصر، أمّا في المركب الجزيئي التساهمي فهي كتلة 1 مول من جزيئات هذا المركب، وفي مركبات الأيونات تساوي كتلة 1مول من وحدات الصيغة، بالتالي فإنّ الكتلة المولية للمادة هي كتلة 6.02x10^23 من الذرات، الجزيئات أو وحدات الصيغة من هذه المادة، وفي كل حالة يكون عدد الغرامات في المول الواحد نفس عدد وحدات الكتلة الذرية التي تصف الكتلة الذرية، الكتلة الجزيئية أو كتلة الصيغة الكيميائية بالترتيب، بالتالي الكتلة المولية لأيّ مادة هي الكتلة الذرية، الكتلة الجزيئية أو كتلة صيغة معينة في الغرام لكل مول.^[٥].

ويُعتبر المول أساس الكيمياء الكمية حيث يوّفر للكيميائيين القدرة على التحويل بين كتلة مادة ما والأعداد الفردية للذرات، الجزيئات أو وحدات الصيغة من هذه المادة، والعكس أيضًا إذ يمكن حساب كتلة مادة ما عن طريق وجود العدد المطلوب من الذرات، الجزيئات أو وحدات الصيغة، فعند التحويل من عدد ذرات المادة إلى كتلة لا يوجد قانون مباشر يربط بين عدد الذرات والكتلة لذلك يتم اتّباع الطريقة الأتية: الكتلة= المول* الكتلة المولية.

المراجع[+]

1. ↑ "What Is Chemistry?", www.livescience.com, Retrieved 22-07-2019. Edited.
2. ↑ "Chemistry", www.britannica.com, Retrieved 22-07-2019. Edited.
3. ↑ "Mass Definition in Chemistry", www.thoughtco.com, Retrieved 22-07-2019. Edited.
4. ^ ^{أ ب} "What Is a Mole in Chemistry?", www.thoughtco.com, Retrieved 22-07-2019. Edited.
5. ^ ^{أ ب ت ث ج ح} "The Mole and Molar Mass", chem.libretexts.org, Retrieved 22-07-2019. Edited.