Mole (unidade)
Mole é a unidade de medida SI usada para medir o número de coisas, geralmente átomos ou moléculas. Uma toupeira de algo é igual a 6,02214078×1023 das mesmas coisas (número Avogadro). Por exemplo, uma toupeira de uva é 6,02214078×1023 de uva.
A medição do número Avogadro foi refinada em 2019 para 6,02214078×1023.
Os cientistas usam este número porque é o número de átomos de carbono em 12 gramas de carbono 12, que é o tipo mais comum de carbono. Qualquer coisa pode ser medida em toupeiras, mas não é prático para a maioria das tarefas porque o valor é tão grande. Por exemplo, uma toupeira de toranjas seria tão grande quanto a terra.
O número não se presta a uma expressão fácil em palavras. O número "casual" mais próximo é um milhão-milhão-milhão, que é 1024.
Como moléculas e átomos diferentes não têm a mesma massa, uma toupeira de uma coisa não pesa o mesmo que uma toupeira de outra coisa. Os átomos e a massa da molécula são medidos em amu. Um amu é igual a uma grama por molécula. Isto significa que se um átomo tem uma massa de um amu, uma molécula desse átomo pesa uma grama.
A matemática com a toupeira
Toupeiras = massa (g) / Massa relativa (gramas por toupeira)
Exemplo: Quantas toupeiras existem em 20 gramas de hidrogênio?
Um valor de 1 pode ser usado para a massa relativa do hidrogênio, embora o valor correto seja um pouco maior. Assim: toupeiras = massa/ massa relativa = 20/1 = 20 toupeiras.
Moles = concentração (mol/dm3) x volume (dm3)
Exemplo: Quantas toupeiras existem em 100cm3 de 0,1M H2SO4?
1 dm3 é o mesmo que 1000 cm3, portanto o valor em centímetros cúbicos precisa ser dividido por 1000. 100/1000 x 0,1 = 0,01 moles.
Uma molécula de metano é feita a partir de um átomo de carbono e quatro átomos de hidrogênio. O carbono tem uma massa de 12.011 u e o hidrogênio tem uma massa de 1.008 u. Isto significa que a massa de uma molécula de metano é 12.011 u + (4 × 1.008u), ou 16.043 u. Isto significa que uma molécula de metano tem uma massa de 16.043 gramas.
Uma toupeira pode ser pensada como duas bolsas de bolas de tamanhos diferentes. Um saco contém 3 bolas de tênis e o outro 3 bolas de futebol. Há o mesmo número de bolas em ambos os sacos, mas a massa das bolas de futebol é muito maior. É uma maneira diferente de medir as coisas. As bolas medem o número de partículas, não a massa. Portanto, ambas as bolsas contêm três toupeiras.
Uma toupeira é simplesmente uma unidade do número de coisas. Outras unidades comuns incluem uma dúzia, ou seja, 12, e uma pontuação, ou seja, 20. Da mesma forma, uma toupeira se refere a uma quantidade específica - sua característica distintiva é que seu número é muito maior do que outras unidades comuns. Tais unidades são tipicamente inventadas quando as unidades existentes não podem descrever algo com facilidade suficiente. Reações químicas tipicamente ocorrem entre moléculas de pesos variáveis, significando que as medidas de massa (como gramas) podem ser enganosas quando comparadas às reações de moléculas individuais. Por outro lado, o uso do número absoluto de átomos/moléculas/leões também seria confuso, pois os números maciços envolvidos tornariam tudo muito fácil de errar um valor ou derrubar um dígito. Como tal, trabalhar com moles permite aos cientistas se referirem a uma quantidade específica de moléculas ou átomos sem recorrer a números excessivamente grandes.
Unidades relacionadas
As unidades SI para concentração molar são mol/m3. Entretanto, a maioria da escrita química usa mol/dm3, ou mol dm-3, que é o mesmo que mol/L. Essas unidades são frequentemente escritas com a letra maiúscula M (pronuncia-se "molar"), algumas vezes precedidas por um prefixo SI, por exemplo, milimoles por litro (mmol/L) ou milimolar (mM), micromoles/litro (µmol/L) ou micromolar (µM), ou nanomoles/L (nmol/L) ou nanomolar (nM).
O rendimento absoluto de uma reação química, na maioria das vezes declarada em toupeiras (chamada de "rendimento molar").
Perguntas e Respostas
P: O que a unidade SI é usada para medir moléculas e átomos?
R: A unidade SI usada para medir moléculas e átomos é a toupeira.
P: Quantas moléculas há em uma toupeira?
R: Uma toupeira contém cerca de 600 septimilhões de moléculas.
P: Por que os cientistas usam este número?
R: Os cientistas usam esse número porque 1 grama de hidrogênio equivale a 1 mole de átomos.
P: Qual é o valor exato de uma toupeira?
R: O valor exato de uma toupeira é 6,02214078×1023, nome dado em homenagem a seu inventor Avogadro.
P: É prático medir a maioria das funções em toupeiras?
R: Não, não é prático medir a maioria das tarefas com toupeiras, porque o valor é tão grande que uma toupeira de toranja teria o tamanho da Terra.
P: Como o senhor mede as diferentes moléculas e átomos?
R: Diferentes moléculas e átomos são medidos em amu (unidades de massa atômica).
P: Como o amu se relaciona com gramas por toupeira? R: Uma ampola é igual a uma grama por toupeira, o que significa que se a massa de um átomo é uma ampola, uma toupeira desse átomo pesa uma grama.
