Der Maulwurf ist eine Einheit des in der Chemie verwendeten Maßes, um Beträge einer chemischen Substanz auszudrücken, die als ein Betrag einer Substanz definiert ist, die so viele elementare Entitäten enthält (z.B, Atome, Moleküle, Ionen, Elektronen), wie es Atome in 12 Grammen reiner Kohlenstoff 12 (C), das Isotop von Kohlenstoff mit dem Atomgewicht 12 gibt. Das entspricht einem Wert elementarer Entitäten der Substanz. Es ist eine der Grundeinheiten im Internationalen System von Einheiten, und hat das Einheitssymbol mol.

Der Maulwurf wird in der Chemie, statt Einheiten der Masse oder des Volumens als eine günstige Weise weit verwendet, die Beträge von Reaktionspartnern und Produkte von chemischen Reaktionen auszudrücken. Zum Beispiel, die chemische Gleichung 2 H + O  2 HO deuten an, dass 2 mol von dihydrogen und 1 mol von dioxygen reagieren, um 2 mol von Wasser zu bilden. Der Maulwurf kann auch verwendet werden, um die Zahl von Atomen, Ionen oder anderen elementaren Entitäten in einer Probe auszudrücken. Die Konzentration einer Lösung wird durch seinen molarity, die Zahl von Maulwürfen der aufgelösten Substanz pro Liter der Lösung allgemein ausgedrückt.

Die Zahl von Molekülen in einem Maulwurf (bekannt als die Zahl von Avogadro) wird definiert, so dass die Masse eines Maulwurfs einer Substanz, in Grammen ausgedrückt hat, ist dem Mittelmolekulargewicht der Substanz genau gleich. Zum Beispiel ist das Mittelmolekulargewicht von natürlichem Wasser ungefähr 18.015, so ist ein Maulwurf von Wasser ungefähr 18.015 Gramme. Dieses Eigentum vereinfacht beträchtlich viele chemische und physische Berechnung.

Das Namengramm-Molekül wurde früher für im Wesentlichen dasselbe Konzept verwendet. Das Namengramm-Atom (abgekürzter Revolver.) ist für ein zusammenhängendes, aber verschiedenes Konzept, nämlich eine Menge einer Substanz verwendet worden, die die Zahl von Avogadro von Atomen, entweder isoliert oder vereinigt in Molekülen enthält. So, zum Beispiel, ist 1 Maulwurf von MgB 1 Gramm-Molekül von MgB, aber 3 Gramm-Atome von MgB.

Definition und verwandte Konzepte

, der Maulwurf wird durch BIPM definiert, um ein Betrag einer Substanz zu sein, die so viele elementare Entitäten enthält (z.B Atome, Moleküle, Ionen, Elektronen), wie es Atome in 12 Grammen reiner Kohlenstoff 12 (C), das Isotop von Kohlenstoff mit dem Atomgewicht 12 gibt. So, definitionsgemäß, hat ein Maulwurf von reinem C eine Masse von genau 12 g. Es folgt auch aus der Definition, dass X Maulwürfe jeder Substanz dieselbe Zahl von Molekülen wie X Maulwürfe jeder anderen Substanz enthalten werden.

Die Masse pro Maulwurf einer Substanz wird seinen Massen-Mahlzahn genannt. Da die Standardeinheit, für die Masse von Molekülen oder Atomen (der dalton oder die Atommasseneinheit) auszudrücken, als 1/12 der Masse eines C Atoms definiert wird, hieraus folgt dass die Mahlzahn-Masse einer Substanz, die in Grammen pro Maulwurf gemessen ist, seiner atomaren oder molekularen Mittelmasse genau gleich ist, die in daltons gemessen ist; der zum atomaren oder molekularen Mittelgewicht der Substanz sagen soll.

Die Zahl von elementaren Entitäten in einer Probe einer Substanz wird seinen (chemischen) Betrag technisch genannt. Deshalb ist der Maulwurf eine günstige Einheit für diese physische Menge. Man kann den chemischen Betrag einer bekannten Substanz in Maulwürfen bestimmen, indem man die Masse der Probe durch die Mahlzahn-Masse der Substanz teilt. Andere Methoden schließen den Gebrauch des Mahlzahn-Volumens oder das Maß der elektrischen Anklage ein.

Es sollte bemerkt werden, dass die Masse eines Maulwurfs einer Substanz nicht nur von seiner molekularen Formel, sondern auch vom Verhältnis der Isotope jeder Element-Gegenwart darin abhängt. Zum Beispiel ist ein Maulwurf von Kalzium 40 ± Gramme, wohingegen ein Maulwurf von Kalzium 42 ± Gramme ist, und ein Maulwurf von Kalzium mit der normalen Isotopic-Mischung 40.078 ± 0.004 Gramme ist.

Da die Definition des Gramms nicht mathematisch gebunden an diesen der dalton ist, muss die Nummer N von Molekülen in einem Maulwurf (die Zahl von Avogadro) experimentell bestimmt werden. Der Wert, der durch CODATA 2006 angenommen ist, ist N = ±. 2011 wurde das Maß zu ± raffiniert.

Geschichte

Die Geschichte des Maulwurfs wird mit dieser von molekularer Masse, Atommasseneinheit, Zahl von Avogadro und zusammenhängenden Konzepten verflochten.

Der erste Tisch von Atomgewichten wurde von John Dalton (1766-1844) 1805 veröffentlicht, auf einem System gestützt, in dem das Atomgewicht von Wasserstoff als 1 definiert wurde. Diese Atomgewichte haben auf den stochiometrischen Verhältnissen von chemischen Reaktionen und Zusammensetzungen, eine Tatsache basiert, die außerordentlich ihrer Annahme geholfen hat: Es war für einen Chemiker nicht notwendig, die Atomtheorie (eine unbewiesene Hypothese zurzeit) zu unterschreiben, um praktischen Gebrauch der Tische zu machen. Das würde zu etwas Verwirrung zwischen Atomgewichten (gefördert von Befürwortern der Atomtheorie) und gleichwertigen Gewichten führen (gefördert von seinen Gegnern, und der sich manchmal von Atomgewichten durch einen Faktor der ganzen Zahl unterschieden hat), der im Laufe viel vom neunzehnten Jahrhundert dauern würde.

Jöns Jacob Berzelius (1779-1848) war im Entschluss von Atomgewichten zur ständig steigenden Genauigkeit instrumental. Er war auch der erste Chemiker, um Sauerstoff als der Standard zu verwenden, auf den andere Gewichte verwiesen wurden. Sauerstoff ist ein nützlicher Standard als verschieden von Wasserstoff, er bildet Zusammensetzungen mit den meisten anderen Elementen, besonders Metalle. Jedoch hat er beschlossen, das Atomgewicht von Sauerstoff als 100, eine Neuerung zu befestigen, die nicht Anklang gefunden hat.

Charles Frédéric Gerhardt (1816-56), Henri Victor Regnault (1810-78) und Stanislao Cannizzaro (1826-1910) ausgebreitet auf den Arbeiten von Berzelius, viele der Probleme der unbekannten Stöchiometrie von Zusammensetzungen und des Gebrauches von Atomgewichten auflösend, haben eine große Einigkeit zurzeit des Karlsruher Kongresses (1860) angezogen. Die Tagung war zum Definieren des Atomgewichts von Wasserstoff als 1 zurückgekehrt, obwohl am Niveau der Präzision von Maßen damals — Verhältnisunklarheiten von ungefähr 1 % — das zum späteren Standard von Sauerstoff = 16 numerisch gleichwertig war. Jedoch ist die chemische Bequemlichkeit, Sauerstoff als der primäre Atomgewicht-Standard zu haben, jemals offensichtlicher mit Fortschritten in der analytischen Chemie und dem Bedürfnis auf immer genauere Atomgewicht-Entschlüsse geworden.

Entwicklungen in der Massenspektrometrie haben zur Adoption von Sauerstoff 16 als die Standardsubstanz anstatt natürlichen Sauerstoffes geführt. Die aktuelle Definition des Maulwurfs, der auf Kohlenstoff 12 gestützt ist, wurde während der 1960er Jahre genehmigt. Die vier verschiedenen Definitionen waren zu innerhalb von 1 % gleichwertig.

Der Namenmaulwurf ist eine 1897-Übersetzung der deutschen Einheit Mol, der vom Chemiker Wilhelm Ostwald 1894 vom deutschen Wort Molekül (Molekül) ins Leben gerufen ist. Jedoch war das zusammenhängende Konzept der gleichwertigen Masse im Gebrauch mindestens ein Jahrhundert früher gewesen.

Der Maulwurf als eine Einheit

Seit seiner Adoption ins Internationale System von Einheiten hat es mehrere Kritiken des Konzepts des Maulwurfs als eine Einheit wie der Meter oder das zweite gegeben:

• die Zahl von Molekülen, usw. in einem gegebenen Klumpen des Materials ist eine feste ohne Dimension Menge, die einfach als eine Zahl ausgedrückt werden kann, so verlangt seine eigene Grundeinheit nicht;
• das SI ist thermodynamischer Maulwurf für die analytische Chemie irrelevant und verursacht vermeidbare Kosten zu fortgeschrittenen Wirtschaften;
• der Maulwurf ist nicht ein wahrer metrischer (d. h. messend) Einheit, eher ist es eine parametrische Einheit, und der Betrag der Substanz ist eine parametrische Grundmenge;
• die Konzepte des SI Menge 'Betrags der Substanz' und Einheit 'Maulwurf' sind verwirrend und schwierig zu unterrichten.
• das SI definiert Zahlen von Entitäten als Mengen der Dimension ein, und ignoriert so die ontologische Unterscheidung zwischen Entitäten und Einheiten von dauernden Mengen.

In der Chemie ist es seit dem Gesetz von Proust von bestimmten Verhältnissen (1794) bekannt gewesen, dass Kenntnisse der Masse von jedem der Bestandteile in einem chemischen System nicht genügend sind, das System zu definieren. Der Betrag der Substanz kann als Masse beschrieben werden, die durch die "bestimmten Verhältnisse von Proust" geteilt ist, und enthält Information, die vom Maß der Masse allein vermisst wird. Wie demonstriert, durch das Gesetz von Dalton des teilweisen Drucks (1803) ist ein Maß der Masse nicht sogar notwendig, um den Betrag der Substanz zu messen (obwohl in der Praxis es üblich ist). Es gibt viele physische Beziehungen zwischen Betrag der Substanz und anderen physischen Mengen, die bemerkenswerteste, die das ideale Gasgesetz ist (wo die Beziehung zuerst 1857 demonstriert wurde). Der Begriff "Maulwurf" wurde zuerst in einem Lehrbuch gebraucht, das diese colligative Eigenschaften beschreibt.

Andere Einheiten haben "Maulwurf" genannt

Chemotechniker verwenden das Konzept umfassend, aber die Einheit ist für den Industriegebrauch ziemlich klein. Für die Bequemlichkeit im Vermeiden von Konvertierungen haben einige amerikanische Ingenieure den Pfund-Maulwurf angenommen (bemerktes Pfd.-mol oder lbmol), der als die Zahl von Entitäten in 12 Pfd. von C definiert wird. Ein Pfd.-mol ist dem gleich.

Im metrischen System haben Chemotechniker einmal den Kilogramm-Maulwurf verwendet (bemerktes Kg-mol), der als die Zahl von Entitäten in 12 Kg von C definiert wird, und häufig den Maulwurf als der Gramm-Maulwurf gekennzeichnet hat (hat g-mol bemerkt), wenn, sich mit Labordaten befassend. Jedoch soll moderne chemische Technikpraxis den kilomole (kmol) verwenden, der zum Kilogramm-Maulwurf identisch ist, aber dessen Name und Symbol die SI-Tagung für Standardvielfachen von metrischen Einheiten annehmen.

Vorgeschlagene zukünftige Definition

2011 hat die 24 Sitzung der Allgemeinen Konferenz für Gewichte und Maßnahmen (CGPM) einen Plan für eine mögliche Revision der SI-Grundeinheitsdefinitionen an einem bis jetzt unentschiedenen Datum abgestimmt. Dieser Plan, der in der ersten Entschlossenheit der Sitzung hervorgebracht ist, hat einen Vorschlag eingeschlossen, den Maulwurf in einem Weg wiederzudefinieren, der "Avogadro bestechen wird, der unveränderlich ist, um genau 6.022 14X ×10 gleich zu sein, wenn es in der SI-Einheit mol ausgedrückt wird."

Zusammenhängende Einheiten

Die SI-Einheiten für die Mahlzahn-Konzentration sind mol/m. Jedoch verwendet der grösste Teil chemischen Literatur traditionell mol/dm oder mol dm, der dasselbe als mol/L ist. Diese traditionellen Einheiten werden häufig durch einen Großbuchstaben M (ausgesprochener "Mahlzahn") angezeigt, manchmal durch ein SI-Präfix, zum Beispiel, millimoles pro Liter (mmol/L) oder millimolar (Mm), Mikromaulwürfe/Liter (µmol/L) oder Mikromahlzahn (µM), oder nanomoles/L (nmol/L) oder nanomolar (nM) vorangegangen.

Der Urlaub der Einheit

Am 23. Oktober wird Maulwurf-Tag genannt. Es ist ein informeller Urlaub zu Ehren von der Einheit unter Chemikern in Nordamerika. Das Datum wird aus der Zahl von Avogadro abgeleitet, die ungefähr 6.022×10 ist. Es fängt offiziell um 6:02 Uhr an und endet an 6:02 Nachmittags

Siehe auch

• Avogadro unveränderlicher
• Einstein (Einheit)
• Faraday (Einheit)
• Mahlzahn-Konzentration
• Mahlzahn-Volumen
• Maulwurf-Bruchteil
• Stöchiometrie

Außenverbindungen