Často nás může zajímat, jak mnoho je dané látky. Nejdostupnější k tomu používanou charakteristikou je hmotnost látky. V chemii je však někdy nezbytné znát počet částic (atomů, molekul, iontů, elektronů, ...), který daná látka obsahuje.
Hmotnosti jednotlivých atomů a molekul jsou však o 20 i více řádů menší než hmotnosti látek se kterými se běžně pracuje. Částic je v látce nepředstavitelně mnoho na to, aby prakticky použitelnou jednotkou charakterizující jejich počet v látce (a tím i množství látky) byla jedna částice.
Proto byla zavedena nová veličina – látkové množství n, která umožňuje vyjadřovat množství látky pomocí počtu částic. Za její základní jednotku mol byl zvolen takový soubor částic dané látky, jehož hmotnost v gramech se číselně rovná relativní atomové (resp. molekulové) hmotnosti této látky. Vzhledem k definici relativní molekulové hmotnosti, lze pak definici molu formulovat například následujícími způsoby:
1mol je takové množství látky, které obsahuje tolik částic, kolik je atomů ve 12 gramech nuklidu 12C.
Vzorek látky má látkové množství jeden mol, obsahuje-li právě tolik částic (atomů, molekul, iontů, elektronů aj. – částici je nutno vždy přesně určit), kolik atomů je obsaženo v nuklidu uhlíku 12C o hmotnosti 12 g.
1 mol je množina, která má stejný počet prvků, jako je atomů ve 12 g nuklidu uhlíku 12C.
Někdy jsou používány i dílčí jednotky látkového množství milimol mmol kilomol kmol.
Počet částic v jednom molu jakékoliv látky udává tzv. Avogadrova konstanta NA:
(21) | . |
Výchozí vztah pro Avogadrovu konstantu je následující:
(22) | , |
kde | N | ..... | počet částic látky (atomů, molekul, iontů, elektronů, ...) [–] |
n | ..... | látkové množství dané látky v molech [mol]. |
Odvozené vztahy ze vztahu (22) jsou:
(23) | , |
(24) | , |
kde | N | ..... | počet částic látky (atomů, molekul, iontů, elektronů, ...) [–] |
n | ..... | látkové množství dané látky [mol] | |
NA | ..... | Avogadrova konstanta [mol-1]. |
Důležitý je také správný zápis látkového množství atomů a molekul (2 mol H = 1mol H2). Je nutné rovněž rozlišovat zápisy n(H) a n(H2) – první zápis vyjadřuje látkové množství atomů vodíku, druhý látkové množství molekul vodíku.
Jednotka látkového množství mol dává také do přímé souvislosti počty molekul látek účastnící se chemické reakce se skutečnými počty částic těchto látek. Například chemická rovnice
vyjadřuje:
reakcí dvou molekul vodíku s jednou molekulou kyslíku vzniknou dvě molekuly vody,
reakcí dvou molů (molekul) vodíku s jedním molem (molekul) kyslíku vzniknou dva moly (molekul) vody.
Souvislost mezi počty molekul látek a skutečnými počty částic látek je stejná jako vztah mezi případem 2 a případem 1: skutečné počty částic jsou vždy 6,022⋅1023 násobkem počtu molekul.
Veličiny vztažené na jednotkové látkové množství se označují jako veličiny molární (např. molární hmotnost).
Závěr: 1 mol různých látek obsahuje vždy stejný počet částic, ale liší se hmotností!