Valintakoe A: Tekniikka ja luonnontieteet
Mikä on ainemäärä ja miten se lasketaan?
Ainemäärä n kertoo, kuinka monta hiukkasta aineessa on, ja sen yksikkö on mooli. Yksi mooli sisältää Avogadron vakion verran hiukkasia, noin 6,022 · 10²³. Ainemäärä lasketaan massasta kaavalla n = m/M, missä M on moolimassa grammoina moolia kohti. Esimerkiksi 36 g vettä on 36 g / 18,02 g/mol ≈ 2,0 mol.
Moolimassa lasketaan kemiallisesta kaavasta summaamalla atomien moolimassat alaindeksien mukaan. Veden H₂O moolimassa on 2 · 1,008 + 16,00 ≈ 18,02 g/mol. Sulkeet kerrotaan niiden perässä olevalla alaindeksillä: Ca(OH)₂ sisältää yhden kalsiumin, kaksi happea ja kaksi vetyä.
Ainemäärä on kemian laskujen keskus, koska reaktioyhtälön kertoimet kertovat ainemäärien suhteet eivätkä massojen. Siksi massat muunnetaan ensin ainemääriksi, kertoimien suhde sovelletaan ainemääriin ja lopuksi muunnetaan takaisin massoiksi.
Liuoksissa ainemäärä saadaan konsentraatiosta ja tilavuudesta, n = cV, kun tilavuus on litroina ja konsentraatio yksikössä mol/l. Kaasuille voidaan käyttää ideaalikaasun tilanyhtälöä n = pV/(RT).
Kaava
n = m / M
N = n · Nₐ, missä Nₐ ≈ 6,022 · 10²³ 1/mol
liuos n = cV
Esimerkki
Kuinka monta moolia ja kuinka monta molekyyliä on 11 grammassa hiilidioksidia CO₂? Moolimassat: C 12,01 g/mol ja O 16,00 g/mol.
- Moolimassa: M(CO₂) = 12,01 + 2 · 16,00 = 44,01 g/mol.
- Ainemäärä: n = m/M = 11 g / 44,01 g/mol ≈ 0,25 mol.
- Molekyylien määrä: N = n · Nₐ ≈ 0,2499 mol · 6,022 · 10²³ 1/mol ≈ 1,5 · 10²³.
- Vastaus: noin 0,25 mol eli noin 1,5 · 10²³ molekyyliä.
Tyypillinen virhe
Massa ja moolimassa vaihtavat paikkaa, jolloin jakolasku kääntyy kertolaskuksi. Yksikkö paljastaa virheen: kun grammat jaetaan grammoilla moolia kohti, tulokseksi jää mooleja.
Valintakokeessa A
Valintakokeen A fysiikan ja kemian osiossa oli vuonna 2026 kaksi fysiikan ja kaksi kemian tehtävää, joista hakija valitsi kaksi. Ainemäärä on kemian laskujen perusta, ja sitä tarvitaan stoikiometriassa, liuoksissa ja kaasuissa.
Missä kurssissa tämä opetetaan
SmartVK:n valintakoe A -kurssin luvussa 15: Aineen rakenne ja stoikiometria. Katso kurssin sisältö.
Kysymyksiä
Mitä eroa on moolilla ja moolimassalla?
Mooli on ainemäärän yksikkö samaan tapaan kuin kilogramma on massan yksikkö. Moolimassa on aineen ominaisuus: yhden moolin massa grammoina, esimerkiksi veden 18,02 g/mol. Ainemäärä kertoo, montako moolia näytteessä on, ja se saadaan jakamalla massa moolimassalla.
Mikä on Avogadron vakio?
Avogadron vakio Nₐ on hiukkasten määrä yhdessä moolissa, tarkalleen 6,02214076 · 10²³ hiukkasta moolia kohti. Arvo on kiinnitetty SI-järjestelmän määritelmässä vuodesta 2019. Sen avulla ainemäärä muunnetaan hiukkasten määräksi kaavalla N = n · Nₐ.