من المجهري إلى العياني للسنة الأولى ثانوي: المول وعدد أفوقادرو والكتلة المولية وحجم الغاز والتركيز المولي

يعد درس من المجهري إلى العياني من أصعب دروس الفيزياء في السنة الأولى ثانوي، لكنه يصير سهلا إذا فهمت المفهوم وحفظت القوانين الأساسية وتدربت على تحويل الوحدات. فالتجربة في المخبر تتعامل مع أحجام وكتل (عياني)، أما التفاعل فيحدث بين أفراد مجهرية (ذرات وجزيئات). والمول هو الجسر بينهما. تعرض الصفحة القوانين مع أمثلة، وتنتهي بتمارين.

المول

المول وحدة كمية المادة (رمزها ⁦mol⁩)، وهو كمية المادة التي تحتوي على ⁦6.02 × 10²³⁩ فردا كيميائيا (ذرات أو جزيئات أو شوارد).

• العدد ⁦N_A = 6.02 × 10²³ mol⁻¹⁩ يسمى عدد أفوقادرو (ثابت أفوقادرو).
• نرمز لكمية المادة بـ⁦n⁩.

القانون 1: عدد الأفراد

⁦N = n × N_A⁩

حيث ⁦N⁩ عدد الأفراد الكيميائية.

مثال: كم جزيئا في ⁦2 mol⁩ من الماء؟ ⁦N = 2 × 6.02×10²³ = 1.204×10²⁴⁩.

الكتلة المولية

الكتلة المولية ⁦M⁩ هي كتلة مول واحد من النوع الكيميائي، وحدتها ⁦g/mol⁩.

الكتلة المولية الذرية

تعطى في الجدول الدوري: ⁦M(H) = 1⁩، ⁦M(C) = 12⁩، ⁦M(O) = 16⁩، ⁦M(N) = 14⁩، ⁦M(Na) = 23⁩، ⁦M(Cl) = 35.5⁩ (بوحدة ⁦g/mol⁩).

الكتلة المولية الجزيئية

نجمع الكتل المولية للذرات المكونة:

• ⁦M(H₂O) = 2×1 + 16 = 18 g/mol⁩.
• ⁦M(CO₂) = 12 + 2×16 = 44 g/mol⁩.
• ⁦M(NaCl) = 23 + 35.5 = 58.5 g/mol⁩.

القانون 2: كمية المادة والكتلة

⁦n = m / M⁩

حيث ⁦m⁩ كتلة العينة بالغرام و⁦M⁩ الكتلة المولية.

مثال: كمية المادة في ⁦36 g⁩ من الماء: ⁦n = 36 / 18 = 2 mol⁩.

حجم الغاز

الحجم المولي

الحجم المولي ⁦V_m⁩ هو حجم مول واحد من الغاز في شروط معينة. وفي الشروط النظامية ⁦V_m ≈ 22.4 L/mol⁩، وفي شروط الغرفة (⁦20°C⁩) نحو ⁦24 L/mol⁩.

القانون 3

⁦n = V / V_m⁩

مثال: كم مول في ⁦48 L⁩ من غاز في شروط الغرفة (⁦V_m = 24 L/mol⁩)؟ ⁦n = 48 / 24 = 2 mol⁩.

التركيز المولي

التركيز المولي ⁦C⁩ لنوع كيميائي مذاب هو كمية مادته في لتر واحد من المحلول.

القانون 4

⁦C = n / V⁩ (وحدته ⁦mol/L⁩)

مثال: أذيب ⁦0.5 mol⁩ من الملح في ⁦250 mL⁩ من المحلول:

• ⁦V = 0.25 L⁩.
• ⁦C = 0.5 / 0.25 = 2 mol/L⁩.

العلاقة بالتركيز الكتلي

⁦C = C_m / M⁩

حيث ⁦C_m⁩ التركيز الكتلي بوحدة ⁦g/L⁩.

ملخص القوانين

التحويلات المهمة

مثال شامل

نذيب ⁦5.85 g⁩ من كلورور الصوديوم في الماء ليصير الحجم ⁦500 mL⁩.

• ⁦M(NaCl) = 58.5 g/mol⁩ ← ⁦n = 5.85 / 58.5 = 0.1 mol⁩.
• ⁦V = 0.5 L⁩ ← ⁦C = 0.1 / 0.5 = 0.2 mol/L⁩.
• عدد الأفراد: ⁦N = 0.1 × 6.02×10²³ = 6.02×10²²⁩ وحدة صيغية.

تمارين

1. كم مول في ⁦88 g⁩ من ⁦CO₂⁩؟ (2 mol)
2. ما كتلة ⁦0.5 mol⁩ من ⁦H₂O⁩؟ (9 g)
3. ما تركيز محلول فيه ⁦0.3 mol⁩ في ⁦1.5 L⁩؟ (0.2 mol/L)

نصائح

• حول كل وحدة إلى اللتر والغرام قبل التعويض.
• اكتب القانون أولا ثم عوض.
• راجع الكتل المولية الذرية بانتظام.

أخطاء شائعة

• استعمال المللتر بدل اللتر في التركيز.
• نسيان جمع الذرات في الكتلة المولية للجزيء.
• الخلط بين ⁦m⁩ و⁦M⁩.

الشرح المصوّر

لمن يفضل المتابعة بالصوت والصورة، يقدم الأستاذ لخضر سيف الله في فيديو «الشرح المفصل لجميع قوانين من المجهري إلى العياني مع طريقة تطبيقها وتحويل الوحدات، السنة أولى ثانوي» هذا الدرس في نحو ثلاث وأربعين دقيقة.