23 oktober: Dag van de mol

Een mol is niet alleen een klein diertje onder uw grasmat, maar ook een fysische eenheid en daarmee één van de zeven basiseenheden van het internationale stelsel van eenheden. Het geeft aan hoeveel stof ergens in zit. En dan hebben we het weer niet over uw katoenen trui, maar over materie en antimaterie.

23 oktober is niet zomaar gekozen. Want 1 mol is gelijk aan het aantal deeltjes: 6,02214×10^23. Met de Amerikaanse schrijfwijze maakt dit de tijd 6:02 op 23 oktober dus Mol-Dag. Met mol wordt doorgaans gerefereerd aan Avogadro omdat hij het eerst het verband zag en het nummer dus ontwikkelde. Er is bovendien zelfs een molorganisatie in het leven geroepen.

De mol (meervoud molen) is een van de zeven basiseenheden in het SI, het Internationaal Stelsel van Eenheden. Het is de eenheid voor hoeveelheid stof. De mol is in 1972 toegevoegd aan de basiseenheden van het SI-stelsel. Het gehanteerde symbool is eveneens mol. Een mol is tot 19 mei 2019 gedefinieerd als de hoeveelheid stof (materie/antimaterie) van een systeem dat evenveel deeltjes bevat als er atomen zijn in 12 gram koolstof-12. Vanaf 20 mei 2019 wordt de mol gedefinieerd als de hoeveelheid stof die exact 6,022 140 76×1023 deeltjes bevat. Dit aantal is de vaste numerieke waarde van de constante van Avogadro, Na, wanneer deze uitgedrukt wordt in mol−1. Volgens de herdefinitie van de basiseenheden, waaronder ook een herdefinitie van de mol, zal de mol gaan corresponderen met een aantal deeltjes exact gelijk aan de constante van Avogadro. De constante van Avogadro zal daarbij zo worden gedefinieerd dat de massa van een mol 12C-atomen op het moment van definitie zo groot mogelijke nauwkeurig is. De nauwkeurigheid zal echter eindig zijn en de massa van een mol 12C-atomen zal niet meer per definitie exact 12 gram zijn, maar naarmate de techniek voortschrijdt meetbaar van exact 12 gram gaan verschillen. Het betreffende aantal wordt precies 6,022 140 76 × 1023.

Deze deeltjes kunnen moleculen of atomen, maar ook ionen of subatomaire deeltjes zijn, zoals elektronen. Indien bij gebruik van de mol het type deeltje niet wordt gespecificeerd, zal uit de context volgen welk deeltje wordt bedoeld: moleculaire stoffen bestaan uit moleculen, dus bij ‘een mol water’ wordt gedoeld op ongeveer 6,022 14 × 1023 watermoleculen. Natriumchloride (keukenzout) is een zout met de formule NaCl, dat uit natriumen chloride-ionen bestaat. Eén mol natriumchloride bevat daarom ook één mol natriumionen en één mol chloride-ionen. Een mol van een bepaalde stof heeft een massa (in gram) die gelijk is aan de massa van het molecuul of het atoom van die stof uitgedrukt in u. Dit heet de molaire massa. Water heeft bijvoorbeeld een molecuulmassa van 18,016 u, dus een molaire massa van 18,016 g·mol−1. Ofwel: 1 mol water heeft een massa van 18,016 gram. Een equivalente bewering is dat een gram-deeltje water een massa van 18,016 gram heeft. En omdat 1 mol koolstof-12 per definitie een massa van 12 gram heeft, is de molaire massa van koolstof-12 exact gelijk aan 12 g·mol−1.