بحث عن الكتلة والمول

الكتلة هي مقدار ما يحتويه الجسم من مادة، وهي مقدار ثابت لا يتغير بتغير المكان. ووحدة قياس الكتلة هي الكيلوغرام أو الجرام، وأداة قياس الكتلة هو الميزان ذو الكفتين. كما يمكننا إيجاد الكتلة الذرية للعنصر عن طريق استخدام الكتلة الموجودة بالجدول الدوري أو الكتلة الموجودة بجدول الوزن الذري المعروف بجدول الأوزان الذرية، وذلك عن طريق ضرب ذرات العنصر في حجم الكتلة الذرية له. ثم بعد ذلك يتم جمع كل الكتل الموجودة بالجزء المعطي لكي يتم الحصول على كتل المول الجزئية، ويمكن التعبير عن المول بالجرام والكيلو جرام وهما وحدة قياس الكتلة. في هذا المقال نستعرض بحثا عن الكتلة والمول والعلاقة بينهما وقانون الكتلة وأدوات قياسها.

تعريف الكتلة والمول

تعرّف الكتلة بأنّها الخاصية التي تعكس كمية المادة داخل عينة ما، ودائمًا ما تقاس الكتلة بوحدة الغرام أو الكيلو غرام كما أنّها تُعتبر أيضًا خاصية للمادة تجعلها تميل إلى مقاومة التسارع فكلما زادت كتلة الجسم زادت صعوبة تسريع جسمه.

أمّا المول فيمكن تعريفه ببساطه على أنّه وحدة قياس، حيث غالبًا ما تحدث التفاعلات الكيميائية عند مستويات معينة لا يكون فيها استخدام الغرامات منطقيًا، فالمول هو كمية لأيّ شيء يمتلك نفس العدد من الجسيمات الموجودة في 12 غرام من الكربون-12 مثلًا، وهذا العدد من الجسميات هو عدد أفوجادرو والذي يساوي تقريبًا 6.02x10^23 تقريبًا

العلاقة بين الكتلة والمول

إن مفهوم المول لمن يبحث عن الكتلة والمول يربط كتلة ذرة واحدة أو جزيء في وحدة الكتلة الذرية، وكتلة مجموعة من عدد كبير من الجزيئات بالغرام، أمّا العدد الكتلي فهو مجموع أعداد البروتونات والنيوترونات الموجودة في نواة الذرة؛ فالعدد الكتلي هو عدد صحيح يساوي تقريبًا القيمة العددية للكتلة الذرية ومع أنّ العدد الكتلي لا يمتلك وحدة إلا أنّ له وحدات تسمى وحدات الكتلة الذرية.

تعرف الكتلة المولية على أنّها الكتلة بالغرام في 1 مول من المادة؛ فـ 1 مول من نظائر الكربون النقي تحتوي على كتلة مقدارها 12 غرام، إذ تكون الكتلة المولية للعناصر هي كتلة مول واحد من ذرات هذا العنصر، أمّا في المركب الجزيئي التساهمي فهي كتلة 1 مول من جزيئات هذا المركب، وفي مركبات الأيونات تساوي كتلة 1مول من وحدات الصيغة، بالتالي فإنّ الكتلة المولية للمادة هي كتلة 6.02x10^23 من الذرات، الجزيئات أو وحدات الصيغة من هذه المادة، وفي كل حالة يكون عدد الغرامات في المول الواحد نفس عدد وحدات الكتلة الذرية التي تصف الكتلة الذرية، الكتلة الجزيئية أو كتلة الصيغة الكيميائية بالترتيب، بالتالي الكتلة المولية لأيّ مادة هي الكتلة الذرية، الكتلة الجزيئية أو كتلة صيغة معينة في الغرام لكل مول.

قانون الكتلة

تُعرف الكتلة على أنها خاصية من خصائص الجسم الفيزيائية، أو أنها مقدار ما يحويه الجسم من مادة.

هذه الخاصية هي السبب وراء صعوبة تحريك الأجسام، حيث إنها تُسبب ممناعة الجسم للتغير في حالته الحركية (حيث إنه إذا كان ساكناً فإن الكتلة تُعيقه عن الحركة، وإذا كان يتحرك بحركةٍ منتظمة فإنها تكون السبب الذي يمنعه من تغير حالته الحركية) أو بكلماتٍ أكثر دقة فإن الكتلة هي الخاصية التي تمنع الجسم من اكتساب تسارعٍ عند تأثير قوة محصلة ما عليه، حيث إن قانون نيوتن الثاني هو (بصيغته الرياضية الخاصة): القوة المحصلة= الكتلة×التسارع.

وحدة الكتلة في النظام العالمي للوحدات هي الكيلوغرام، ويُعرف الكيلوغرام على أنه كتلة سبيكة أسطوانية من بلاتين-إيريديوم وتؤثر الكتلة أيضاً في مقدار جذب الأجسام لبعضها البعض حيث إن هذا هو ما يُخبرنا به قانون الجذب العام لنيوتن؛ حيث إن مقدار القوة -قوة الجذب- بين أي جسمين ماديين يتناسب طردياً مع كتلة كليهما، وعكسياً مع مربع المسافة بينهما.

اداء قياس الكتلة

الغرام هو الوحدة الأساسيّة والرسمية لقياس الكتلة، ومثال ذلك فقد يكون المشبك الورقي كتلته غرام، ولتر من الماء كتلته كيلوغرام وهكذا.

عُقد مؤتمر للبحث في وحدات القياس المختلفة وتوحيدها في عام 1960م، ومن أهم نتائج هذا المؤتمر كان اعتماد وحدة نيوتن لقياس الوزن، والغرام لقياس الكتلة، ووحدات القياس الرسميّة هي كالتالي:

الطن: يعادل مليون غرام.
الكيلوغرام: يعادل ألف غرام.
الغرام: يعادل غراماً واحداً.
الديسيغرام: يعادل 0.1 غرام.
السنتيغرام: يعادل 0.01 غرام.
الملليغرام: يعادل 0.001 غرام.