المول والحسابات الكيميائية

ماذا سنتعلم اليوم؟

1. لماذا نحتاج إلى المول؟
2. المول وعدد أفوجادرو ⁦6.022 × 10²³⁩.
3. الكتلة المولية من الجدول الدوري.
4. التحويل: الكتلة ⇄ عدد المولات ⇄ عدد الجسيمات (مع خريطة تفاعلية).
5. النسبة المئوية بالكتلة للعناصر في المركب.
6. الحسابات الكيميائية من المعادلة الموزونة.
7. أمثلة محلولة، وأخطاء شائعة، واختبار قصير.

الكتل الذرية المستخدمة (مقرّبة): ⁦H = 1, C = 12, N = 14, O = 16, Na = 23, Cl = 35.5, Ca = 40⁩.

لماذا نحتاج إلى المول؟

المول وعدد أفوجادرو

المول (mol): كمية المادة التي تحتوي على عدد أفوجادرو من الجسيمات (ذرات أو جزيئات أو أيونات أو وحدات صيغة).

N_A ⁦= 6.022 × 10²³ mol⁻¹⁩

• ⁦1 mol C⁩ يحتوي على ⁦6.022 × 10²³⁩ ذرة كربون.
• ⁦1 mol H₂O⁩ يحتوي على ⁦6.022 × 10²³⁩ جزيء ماء، وكل جزيء فيه 3 ذرات، فالمجموع ⁦3 × 6.022 × 10²³ = 1.807 × 10²⁴⁩ ذرة.
• ⁦1 mol NaCl⁩ يحتوي على ⁦6.022 × 10²³⁩ وحدة صيغة.

الكتلة المولية

الكتلة المولية (M): كتلة مول واحد من المادة بالغرام، ووحدتها g/mol. تساوي عددياً مجموع الكتل الذرية للعناصر في الصيغة الكيميائية.

الكتل الذرية هنا مقرّبة كما تُستخدم عادةً في المسائل المدرسية؛ استخدم القيم الواردة في كتابك أو في نص السؤال.

خريطة التحويل التفاعلية

n = m ÷ M  ·  m = n × M  ·  N = n × N_A

مثالان محلولان ⁦(1)⁩ و⁦(2)⁩

مثال 1: كم مولاً يوجد في ⁦36 g⁩ من الماء H₂O؟

1. ⁦M(H₂O) = 2 × 1 + 16 = 18 g/mol⁩
2. ⁦n = m ÷ M = 36 ÷ 18 = 2 mol⁩ ⁦n = 2 mol⁩

مثال 2: كم جزيئاً يوجد في ⁦88 g⁩ من CO₂؟

1. ⁦M(CO₂) = 12 + 2 × 16 = 44 g/mol⁩
2. ⁦n = 88 ÷ 44 = 2 mol⁩
3. N = n × N_A ⁦= 2 × 6.022 × 10²³ = 1.2044 × 10²⁴⁩ جزيء ⁦1.2044 × 10²⁴⁩

مثال محلول ⁦(3)⁩: من المولات إلى الكتلة والذرات

مثال 3: ما كتلة ⁦0.25 mol⁩ من كربونات الكالسيوم CaCO₃؟ وكم ذرة أكسجين تحتوي؟

1. ⁦M(CaCO₃) = 40 + 12 + 3 × 16 = 100 g/mol⁩
2. ⁦m = n × M = 0.25 × 100 = 25 g⁩ ⁦m = 25 g⁩
3. كل وحدة صيغة فيها 3 ذرات أكسجين، فعدد مولات ذرات O: ⁦3 × 0.25 = 0.75 mol⁩
4. ⁦N(O) = 0.75 × 6.022 × 10²³ = 4.5165 × 10²³⁩ ذرة ⁦4.5165 × 10²³⁩

النسبة المئوية بالكتلة

% العنصر = (عدد ذراته × كتلته الذرية ÷ الكتلة المولية للمركب) ⁦× 100%⁩

الحسابات من المعادلة الموزونة

المعاملات في المعادلة الموزونة تعطي نسب المولات، لا نسب الكتل.

ثم: m = n × M لإيجاد كتلة المادة المطلوبة. لاحظ حفظ الكتلة: ⁦4 g + 32 g = 36 g⁩.

مثال محلول ⁦(5)⁩: حساب كتلة ناتج

مثال 5: كم غراماً من الماء ينتج عن تفاعل ⁦8 g⁩ من الهيدروجين مع كمية كافية من الأكسجين؟ ⁦2H₂ + O₂ → 2H₂O⁩

1. ⁦M(H₂) = 2 g/mol⁩، فإن ⁦n(H₂) = 8 ÷ 2 = 4 mol⁩
2. النسبة المولية ⁦H₂ : H₂O = 2 : 2⁩، فإن ⁦n(H₂O) = 4 × 2 ÷ 2 = 4 mol⁩
3. ⁦m(H₂O) = 4 × 18 = 72 g⁩ ⁦72 g⁩

تحقّق: يلزم ⁦n(O₂) = 4 × 1 ÷ 2 = 2 mol = 64 g⁩، و⁦8 g + 64 g = 72 g⁩ ✓ (حفظ الكتلة).

أخطاء شائعة

• ✗ إهمال الأرقام السفلية في الصيغة (مثل حساب H₂O على أنها 17). ✓ ⁦2 × 1 + 16 = 18 g/mol⁩.
• ✗ استخدام معاملات المعادلة كنسبة كتل. ✓ المعاملات نسب مولات؛ حوّل إلى مولات أولاً.
• ✗ الحساب من معادلة غير موزونة. ✓ زِن المعادلة قبل أي حساب.
• ✗ الخلط بين الجزيئات والذرات. ✓ ⁦1 mol H₂O⁩ فيه ⁦6.022 × 10²³⁩ جزيء، لكن ⁦1.807 × 10²⁴⁩ ذرة.
• ✗ القسمة بدل الضرب في عدد أفوجادرو. ✓ N = n × N_A، وn = N ÷ N_A.
• ✗ نسيان الوحدات. ✓ اكتب الوحدة في كل خطوة: g ÷ (g/mol) = mol.

الخلاصة

• المول: ⁦6.022 × 10²³⁩ جسيم (عدد أفوجادرو).
• الكتلة المولية M: مجموع الكتل الذرية في الصيغة، بوحدة g/mol.
• التحويلات: n = m ÷ M وN = n × N_A.
• النسبة المئوية بالكتلة: كتلة العنصر في مول من المركب ÷ الكتلة المولية ⁦× 100%⁩.
• الحسابات الكيميائية: كتلة ← مولات ← نسبة المعاملات ← مولات ← كتلة.

انتقل إلى الاختبار القصير