Valintakoe B: Lääketiede ja biotieteet
Miten ainemäärä lasketaan massasta?
Ainemäärä n lasketaan jakamalla aineen massa m sen moolimassalla M, eli n = m/M. Ainemäärän yksikkö on mooli, ja yksi mooli sisältää 6,022 · 10²³ hiukkasta. Moolimassa saadaan laskemalla yhteen kaavan atomien atomimassat jaksollisesta järjestelmästä, ja sen yksikkö on g/mol.
Kemiallinen reaktio tapahtuu hiukkasten välillä, mutta laboratoriossa aineet punnitaan. Ainemäärä yhdistää nämä: se kertoo, montako hiukkasta punnitussa määrässä on, mutta kappalemäärän sijaan mooleina.
Reaktioyhtälön kertoimet ovat ainemääräsuhteita, eivät massasuhteita. Siksi stoikiometrisessa laskussa annettu massa muutetaan ensin ainemääräksi, sitten käytetään kertoimia ja lopuksi tulos muutetaan takaisin kysyttyyn suureeseen.
Moolimassa ja molekyylimassa ovat lukuarvoltaan samat, mutta eri yksiköissä. Vesimolekyylin massa on noin 18,02 u, ja vesimoolin massa noin 18,02 g. Avogadron vakion arvo on vuodesta 2019 ollut määritelmän mukaan tarkka luku.
Kaava
n = m / M, N = n · N_A, N_A = 6,022 · 10²³ 1/mol
Esimerkki
Kuinka monta moolia ja kuinka monta molekyyliä on 9,0 grammassa glukoosia (C₆H₁₂O₆)? Atomimassat: C 12,01, H 1,008 ja O 16,00.
- Moolimassa: M = 6 · 12,01 + 12 · 1,008 + 6 · 16,00 = 72,06 + 12,096 + 96,00 ≈ 180,16 g/mol.
- Ainemäärä: n = 9,0 g / 180,16 g/mol ≈ 0,050 mol.
- Molekyylien määrä: N = 0,050 mol · 6,022 · 10²³ 1/mol ≈ 3,0 · 10²² molekyyliä.
Tyypillinen virhe
Tavallinen virhe on käyttää massoja suoraan reaktioyhtälön kertoimien kanssa. Yhtälö 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O ei tarkoita, että 2 grammaa vetyä reagoi 1 gramman kanssa happea, vaan että 2 moolia vetyä reagoi 1 moolin kanssa happea.
Valintakokeessa B
Ainemäärä kuuluu lukion kemiaan, ja valintakoe B arvioi matemaattis-loogista päättelyä. Koejärjestelmässä on vuoden 2026 tietojen mukaan laskin ja kaavaliite, mutta laskun rakenne massasta ainemäärään on osattava itse.
Missä kurssissa tämä opetetaan
SmartVK:n valintakoe B -kurssin luvussa 13: Reaktiot ja stoikiometria. Katso kurssin sisältö.
Kysymyksiä
Mikä on Avogadron vakio?
Avogadron vakio N_A kertoo, montako hiukkasta yhdessä moolissa on: 6,022 · 10²³ hiukkasta moolia kohti. Vuodesta 2019 sen arvo on kiinnitetty tarkaksi luvuksi, ja mooli määritellään sen avulla. Vakio on muuntokerroin ainemäärän ja hiukkasten lukumäärän välillä.
Mistä moolimassa löytyy?
Alkuaineen moolimassa on jaksollisessa järjestelmässä ilmoitettu atomimassa grammoina moolia kohti, esimerkiksi hiilellä 12,01 g/mol. Yhdisteen moolimassa lasketaan kertomalla jokaisen alkuaineen atomimassa sen atomien määrällä kaavassa ja laskemalla tulot yhteen. Vedelle saadaan 2 · 1,008 + 16,00 ≈ 18,02 g/mol.