痣（單位）

“ NMOL”在這裡重定向。對於數學技術，請參閱線的方法.
痣
單位系統si
單位物質的量
象徵摩爾

這痣， 象徵摩爾，是物質的量在裡面國際單位體系（SI）。[1][2][3]數量物質的量是衡量多少基本實體給定的物質在物體或樣品中。摩爾被定義為完全包含6.02214076×1023基本實體。根據該物質是什麼，基本實體可能是原子， 一個分子， 一個離子，一個離子對或亞原子粒子例如電子。例如，10摩爾水（一個化學合成物）和10摩爾汞（一個化學元素），儘管兩者俱有不同的體積和不同的質量，但含量相等的物質和汞恰好包含一個原子。

一個摩爾中的基本實體的數量被稱為Avogadro編號，這是大約的數量核子（質子或者中子）一克普通事情。痣的先前定義僅僅是基本實體的數量等於12克的碳12， 最常見的碳的同位素.

該摩爾被廣泛用於化學中，作為表達化學反應的反應物和產物的方便方式。例如，化學方程式2H2+ o2→2H2o可以解釋為每2摩爾二氫（H2）和1摩爾二噁英（o2）反應，2摩爾的水（H2o）形式。這專注解決方案通常由其表達摩爾濃度，定義為每單位溶液的溶解物質的量，通常使用的單位是摩爾升（mol/l）。

期限革蘭氏分子以前用於“分子摩爾”，並且革蘭氏原子對於“原子摩爾”。[4]例如，1摩爾MGBR2是1克MGBR分子2但是3克原子MGBR2.[5][6]

概念

粒子的性質

摩爾對應給定的顆粒計數。[7]通常，計數的顆粒是化學上相同的實體，單獨不同。例如，溶液可能包含一定數量的溶解分子，這些分子或多或少彼此獨立。但是，在固體中，成分顆粒是固定的，並以晶格排列結合，但是它們可以分離而不會失去其化學身份。因此，固體由此類顆粒的一定數量的摩爾組成。在其他情況下，例如鑽石，如果整個晶體本質上是單個分子，則摩爾仍用於表達結合在一起的原子數，而不是分子計數。因此，常見的化學慣例適用於物質組成粒子的定義，在其他情況下，可以指定確切的定義。物質的質量等於其相對原子（或分子）質量乘以摩爾質量常數，幾乎完全是1 g/mol。

摩爾質量

這摩爾質量物質是大量的該物質的樣品物質的量。物質的量作為樣品中的摩爾數量。出於大多數實際目的，用單摩爾表達的摩爾質量的數值與用單位表達的物質的一個分子的平均質量相同道爾頓。例如，摩爾質量為18.015 g/mol。[8]其他方法包括使用摩爾體積或測量電荷.[8]

樣品中物質的摩爾數是通過將樣品的質量除以化合物的摩爾質量來獲得的。例如，100克水約為5.551摩爾的水。[8]

物質的摩爾質量不僅取決於其分子公式，但也要分配同位素其中存在的每個化學元件。例如，摩爾質量鈣40是39.96259098（22）g/mol，而摩爾質量鈣-42是41.95861801（27）g/mol，以及鈣正常的同位素混合物是40.078（4）g/mol.

摩爾濃度

這摩爾濃度， 也被稱為摩爾力，某些物質的解決方案是每單位最終溶液的摩爾數量。在SI中，其標准單元是mol/m3，儘管使用了更實際的單位，例如每升摩爾（mol/l）。

摩爾部分

這摩爾部分或者摩爾分數混合物中的物質（例如溶液）是混合物樣品中化合物的摩爾數，除以所有組件的摩爾數總數。例如，如果20 gNACL溶解在100 g的水中，溶液中兩種物質的量將為（20 g）/（58.443 g/mol）= 0.34221 mol和（100 g）/（18.015 g/mol）= 5.5509 mol;和摩爾分數NACL將會0.34221/（0.34221 + 5.5509）= 0.05807.

在氣體的混合物中，分壓每個組件的摩爾比成正比。

歷史

啟發Avogadro常數的Avogadro

痣的歷史與分子質量，原子質量單位，和Avogadro常數.

第一張標準原子重量由約翰·道爾頓（1766- 1844年）在1805年，基於一個系統，該系統的相對原子質量氫被定義為1。這些相對原子質量是基於化學計量學比例的化學反應和化合物，這一事實極大地幫助了它們的接受：化學家沒有必要訂閱原子理論（當時未經證實的假設）實際使用表。這將導致原子質量（由原子理論的支持者促進）和等效重量（由對手促進，有時與相對原子質量不同），這將持續到整個19世紀的大部分時間。

JönsJacob Berzelius（1779–1848）在確定相對原子質量的準確性方面發揮了作用。他還是第一位使用的化學家氧作為參考其他群眾的標準。氧氣是一個有用的標準，因為與氫不同，它與大多數其他元素形成化合物，尤其是金屬。但是，他選擇將原子質量固定為100的原子質量，但沒有捕捉。

查爾斯·弗雷德里克·格哈特（CharlesFrédéricGerhardt）（1816-56），Henri Victor Regnault（1810–78）和Stanislao Cannizzaro（1826–1910）擴展了Berzelius的作品，解決了化合物的許多未知化學計量法的問題，而原子質量的使用在該化合物時吸引了很大的共識Karlsruhe國會（1860）。該公約已恢復定義氫的原子質量為1，儘管當時測量的精度水平（相對不確定性約為1％） - 這在數值上等同於後來的氧氣標準= 16。隨著分析化學的進步以及對更準確的原子質量測定的需求，將氧作為主要原子量質量標準變得越來越明顯。

名字痣是1897年的德國單位翻譯摩爾，由化學家威廉·奧斯特瓦爾德（Wilhelm Ostwald）1894年德語單詞molekül（分子）。[9][10][11]相關的概念等效質量至少在一個世紀之前就已經使用了。[12]

標準化

發展質譜導致採用氧氣16作為標準物質，代替天然氧。

在1960年代，氧氣16定義被基於碳12的定義取代。摩爾由國際重量和措施局定義為“系統的物質量，其中包含與0.012千克碳12原子的數量數量的數量。”因此，按照這個定義，一摩爾12C有很多確切地12g.[4][7]這四個不同的定義等效於1％以內。

比例基礎比例基礎
關係到12C = 12		相對偏差
來自12C = 12比例
氫的原子質量= 11.00794（7）-0.788％
氧原子質量= 1615.9994（3）+0.00375％
相對原子質量16o = 1615.9949146221（15）+0.0318％

因為道爾頓，通常用於測量的單位原子質量，正好是碳-12原子質量的1/12，這種摩爾的定義是，克中一個摩爾的質量或元素在克上的質量在數值上等於一個分子的平均質量或物質的平均質量在達爾頓（Daltons）中，克（克中的達爾頓人）數量等於摩爾中基本實體的數量。因為質量核子（即質子或者中子）大約是1道爾頓，原子核中的核子構成了其絕大多數質量，該定義還需要一種物質的一摩爾的質量大致等於一種原子或該物質中的核子數量。

由於克的定義與數學上沒有與道爾頓，每摩爾分子的數量n一個（Avogadro常數）必須通過實驗確定。通過尾巴在2010年n一個=6.02214129（27）×1023摩爾-1.[13]在2011年，測量得以完善6.02214078（18）×1023摩爾-1.[14]

摩爾成為第七SI基礎單元1971年，第14 CGPM。[15]

2019年重新定義SI基礎單元

2011年，第24屆會議體重和措施大會（CGPM）同意一項計劃，以進行修訂SI基礎單元定義在不確定的日期。

2018年11月16日，在法國凡爾賽市CGPM的60多個國家的科學家會議之後，所有SI基礎單元均根據物理常數定義。這意味著每個SI單元（包括摩爾）都不會根據任何物理對象來定義，而是由它們定義物理常數從本質上講，這是準確的。[2]

此類更改正式於2019年5月20日正式生效。此類更改後，重新定義了一種“一摩爾”，以完全包含“6.02214076×1023該物質的基本實體。[16][17]

批評

由於它採用了國際單位體系1971年，對摩爾作為一個單位的概念的批評儀表或者第二出現了：

  • 分子的數量等。在給定數量的材料中是固定的無量綱數量這可以簡單地表示為一個數字，而不需要獨特的基本單位；[7][18]
  • Si熱力學摩爾與分析化學無關，並可能為發達經濟體帶來可避免的成本[19]
  • 摩爾不是真正的度量標準（即測量）單位，而是參數單位，物質量為參數基本數量[20]
  • SI將實體數定義為維度一數量，因此忽略了本體論的區別實體和連續數量的單位[21]

在化學方面，自那以來就已經知道普魯斯特明確的法律（1794）對化學物質中每個組件的質量的了解系統不足以定義系統。物質量可以描述為質量除以普魯斯特的“確定比例”，並包含單獨測量質量的信息。如道爾頓的部分壓力定律（1803），質量的測量甚至不是必需的，即可測量物質量（儘管實際上是通常的）。物質數量和其他物理量之間有許多物理關係，最值得注意的是理想的天然氣定律（在1857年首次展示關係的地方）。“ mole”一詞首先在描述這些的教科書中使用依數性.[22]

類似的單位

像化學家一樣，化學工程師廣泛使用單位摩爾，但不同的單位倍數可能更適合工業用途。例如，用於體積的SI單元是立方米，一個比化學實驗室中常用升的單位要大得多。當在工業縮放過程中在KMOL（1000 mol）中表達物質的量時，摩爾力的數值保持不變。

為了方便避免轉換帝國（或者美國習慣單位），一些工程師採用了磅（符號LB-MOL或者lbmol），被定義為12中的實體數量磅的12C.一個lb-mol等於453.59237摩爾，[23]哪個值與一個革蘭氏數相同國際Avoirdupois磅.

在公制系統中，化學工程師曾經使用千克摩爾（符號kg-mol），定義為12公斤的實體數量12c，通常被稱為摩爾克摩爾（符號G-Mol），處理實驗室數據時。[23]

20世紀後期的化學工程實踐開始使用基洛莫爾（kmol），它與千克摩爾相同，但其名稱和符號採用了標準倍數的SI公約，因此，KMOL表示1000 mol。這等同於使用kg而不是g。KMOL的使用不僅是為了“幅度的便利”，而且還使用於建模化學工程系統的方程式相干。例如，除非要使用mol/s的基本Si單位，否則將kg/s的流量轉化為kmol/s只需要分子質量。

植物的溫室和生長室照明有時以每平方米的微摩爾摩爾摩爾摩爾摩爾摩爾摩爾摩爾桿菌的形式表達，其中1 mol光子=6.02×1023光子。[24]一摩爾的光子有時被稱為愛因斯坦.

派生單元和SI倍數

唯一的Si派生的單位具有特殊名稱源自痣的是卡塔爾，定義為每摩爾第二的催化活性。像其他SI單元一樣，也可以通過添加一個公制前綴這使它乘以功率為10：

摩爾的Si倍數（mol）
潛艇倍數
價值SI符號姓名價值SI符號姓名
10-1摩爾DMOL十二烯101摩爾達莫爾decamole
10-2摩爾CMOL厘米102摩爾HMOL刺激性
10-3摩爾mmol毫米103摩爾KMOL基洛莫爾
10-6摩爾µmol微孔106摩爾mmol巨型
10-9摩爾nmol納米爾109摩爾GmolGigamole
10-12摩爾PMOL皮科莫爾1012摩爾TMOL特拉莫爾
10-15摩爾FMOLfemtomole1015摩爾PMOL石油
10-18摩爾阿莫爾阿托托爾1018摩爾EMOL考試
10-21摩爾ZmolZeptomole1021摩爾ZmolZettamole
10-24摩爾YmolYoctomole1024摩爾YmolYottamole
10-27摩爾rmolrontomole1027摩爾rmol羅納爾
10-30摩爾QMOLquotectomole1030摩爾QMOLQuettamole

一個FMOL恰好是602,214,076個分子；無法完全實現Attomole和較小的數量。Yoctomole等於單個分子的0.6左右，在正式實施Yocto-前綴的那一年確實在科學期刊上露面。[25]

痣日

10月23日，在美國表示10/23，有些人認為痣日.[26]這是一個非正式的假期，以紀念化學家中的單位。該日期源自Avogadro編號，大約是6.022×1023。它從上午6:02開始，並於下午6:02結束。或者，一些化學家慶祝6月2日（06/02），6月22日（6/22），或2月6日（06.02），引用常數的6.02或6.022部分。[27][28][29]

也可以看看

參考

  1. ^IUPAC黃金書。IUPAC - mole（M03980）.國際純化學聯盟.doi：10.1351/goldbook.m03980.S2CID 241546445.
  2. ^一個b“關於國際單位體系的修訂 - 國際純和應用化學聯盟”.IUPAC |國際純化學聯盟。 2018年11月16日。檢索3月1日2021.
  3. ^BIPM（2019年5月20日）。“ Mise En Pratique用於Si中的痣的定義”.Bipm.org。檢索2月18日2022.
  4. ^一個b國際重量和措施（2006），國際單位系統（SI）（PDF）（第8版），第114-15頁，ISBN 92-822-2213-6，存檔（PDF）從2021-06-04的原始，檢索2021-12-16
  5. ^王，Yuxing；花束，弗雷德里克；謝金（Ilya）；皮埃爾·圖蒙德（Toulemonde）；Revaz，Bernard；Eisterer，邁克爾；韋伯，哈拉德·W。Hinderer，Joerg；Junod，Alain；等。（2003）。“ MGB的比熱2輻照後”。物理學雜誌：凝結物.15（6）：883–893。arxiv：cond-mat/0208169.Bibcode：2003JPCM ... 15..883W.doi：10.1088/0953-8984/15/6/315.S2CID 16981008.
  6. ^Lortz，R。；王，y。安倍晉三；Meingast，C。；Yu. Paderno；Filippov，V。;Junod，A。;等。（2005）。“超導體ZRB的比熱，磁化率，電阻率和熱膨脹12”。物理。修訂版b.72（2）：024547。arxiv：cond-mat/0502193.Bibcode：2005phrvb..72B4547L.doi：10.1103/physrevb.72.024547.S2CID 38571250.
  7. ^一個bcdeBièvre，保羅；Peiser，H。Steffen（1992）。"“原子量” - 名稱，其歷史，定義和單位”（PDF）.純化學.64（10）：1535–43。doi：10.1351/pac199264101535.
  8. ^一個bc國際重量和措施.意識到痣存檔2008-08-29在Wayback Machine。檢索2008年9月25日。
  9. ^赫爾姆，喬治（1897）。數學化學原理：化學現象的能量學。翻譯。Livingston，J。；摩根，紐約：威利。p。6.
  10. ^一些消息來源將第一次使用日期放在1902年。梅里亞姆 - 威斯特提出存檔2011-11-02在Wayback Machine來自Molekulärgewicht（分子量）。
  11. ^奧斯特瓦爾德，威廉（1893）。手工 - hilfsbuch zurausführungphysiko-chemischer messungen[用於進行理化測量的手冊和輔助書籍]。德國萊比錫：威廉·恩格爾曼（Wilhelm Engelmann）。p。119。來自p。 119：“ nennen wil allgemein das gewicht in Grammen，welches dem molekulargelgulargewicht eines eines gegebenen stoffes numerisch gleich ist，ein mol，所以……”（如果我們通常將其稱為克的重量，它在數值上等於給定物質的分子量，即“ mol”，那麼...）
  12. ^痣，n.8，牛津英語詞典，修訂草案2008年12月
  13. ^physics.nist.gov/存檔2015-06-29在Wayback Machine基本物理常數：Avogadro常數
  14. ^安德烈亞斯（Andreas），伯克（Birk）；等。（2011）。“通過計數A中的原子來確定Avogadro常數28Si Crystal”。物理評論信.106（3）：30801。arxiv：1010.2317.Bibcode：2011 Phrvl.106C0801A.doi：10.1103/physrevlett.106.030801.PMID 21405263.S2CID 18291648.
  15. ^“ BIPM - 第14 CGPM的第3號決議”.www.bipm.org。存檔原本的2017年10月9日。檢索5月1日2018.
  16. ^第106次會議的CIPM報告存檔2018-01-27在Wayback Machine檢索2018年4月7日
  17. ^“重新定義痣”.nist。 2018-10-23。檢索10月24日2018.
  18. ^Barański，Andrzej（2012）。“原子質量單位，阿沃加德羅常數和痣：理解的方式”.化學教育雜誌.89（1）：97–102。Bibcode：2012JCHED..89 ... 97b.doi：10.1021/ED2001957.
  19. ^Price，Gary（2010）。“全球測量系統的失敗。第1部分：化學案例”。認證和質量保證.15（7）：421–427。doi：10.1007/s00769-010-06555-Z.S2CID 95388009.
  20. ^約翰遜，英格瓦（2010）。“計量思維需要參數數量，單位和尺寸”.計量學.47（3）：219–230。Bibcode：2010metro..47..219J.doi：10.1088/0026-1394/47/3/012.S2CID 122242959.
  21. ^庫珀，G。Humphry，S。（2010）。“單位和實體之間的本體論區別”。合成.187（2）：393–401。doi：10.1007/s11229-010-9832-1.S2CID 46532636.
  22. ^分析化學的科學基礎：以基本方式進行治療。Macmillan and Co。，Limited。1900。ol 7204743m.
  23. ^一個bHimmelblau，David（1996）。化學工程的基本原理和計算（6 ed。）。 pp。17–20。ISBN 978-0-13-305798-0.
  24. ^“照明輻射轉換”.存檔從2016年3月11日的原始。檢索3月10日，2016.
  25. ^陳，達陽；等。（1991）。“低成本，高敏感激光誘導的熒光檢測，用於通過毛細管凝膠電泳進行DNA測序”。色譜學雜誌.559（1-2）：237–246。doi：10.1016/0021-9673（91）80074-Q.PMID 1761625.
  26. ^國家痣日基金會的歷史存檔2010-10-23在Wayback Machine.
  27. ^痣節快樂！存檔2014-07-29在Wayback Machine，瑪麗·比格洛（Mary Bigelow）。Scilinks博客，國家科學教師協會。2013年10月17日。
  28. ^什麼是痣的一天？ - 日期以及如何慶祝.存檔2014-07-30在Wikiwix，Anne Marie Helmenstine。about.com。
  29. ^珀斯學校（2013年2月7日），珀爾學校慶祝化學品種的摩爾，劍橋網絡，存檔從2015-02-11的原始，檢索2月11日，2015，AS 6.02對應於2月6日，學校已將日期作為“痣日”。

外部鏈接