Kimyanın Uçsuz Bucaksız Birimi: Mol Sayısı
Kimya derslerinden mutlaka hatırlarsınız mol sayısı kavramını. Kimyacılar tüm hesapları bu mol sayısı denen karmaşık sayıyı referans alarak yapar. Hatta tüm elementler, bileşikler hep bu sayıyla bağlantılı oranlarda birbirleriyle tepkime verir ve sonuçta yeni ürünler oluşturur. O yüzden mol sayısı doğanın nasıl çalıştığını anlayabilmek için çok kritik bir role sahiptir. Bugün mol sayısının ne kadar büyük olduğu ve aslında bir atomun ne kadar da küçük olduğu hakkında konuşacağız.
Mol Sayısı Nedir?
Mol sayısı ilk bakışta biraz kafa karıştırıcı gözüküyor olabilir. Ama gerçekte oldukça basit bir konsepttir. Günlük dilde kullandığımız birkaç örneği düşünüp ardından mole geçelim.
Örneğin, bir çift eldiven dediğimizde hepimizin aklına iki tane eldiven gelir. Bu örnekte iki kelimesini kullanmamış olmamıza rağmen çift kelimesiyle durumu kolayca anlarız.
Ya da bir deste dediğimizde aklımıza 10 sayısı gelir. Bir düzine elma dediğimizde 12 tane elmanın varlığı söz konusudur.
Mol sayısı ya da diğer adıyla Avogadro Sayısı da işte tam böyle bir kısaltmadır aslında. Kastettiğimiz sayı ise 6.02×1023’tür. Bu bilimsel gösterime aşina olmayanlar için kısaca açıklayalım. Bu bilimsel gösterim, bize 6.02’nin yanında 23 tane sıfır olduğunu belirtir. Benzer şekilde 1000 yerine 103 yazarak üç tane sıfır olduğunu belirtebiliriz. Daha da açıklayıcı olmak için bu sayının tam halini yazalım:
602000000000000000000000
Bu sayıyının matematiksel adı 602 sekstilyon’dur.
1 mol dediğimizde bu sayı aklımıza gelir. Tıpkı iki çift dediğimizde 4 sayısının aklımıza gelmesi gibi iki mol dediğimizde de mol sayısnın iki ile çarpılmış hali gözümüzde canlanır. Tüm reaksiyon hesapları bu basit kısaltma üzerinden ilerler.
Hayal Gücünün Sınırlarını Zorlamak
Bazen sayıları böyle kağıt üzerinde gösterince ne kadar büyük olduğunu anlayamayabiliyoruz. Şimdi hayal gücümüzün sınırlarını zorlayalım ve bu sayıyı birkaç benzetmeyle canlandırmaya çalışalım.
Dünyadaki tüm insanların günde yaklaşık 7 saat çalışıp aralıksız çalışıp her saniye bir atom saydığını varsayalım. Bu sefer şu anda yeryüzünde yaşayan tüm insanların 1 mol atom sayısına ulaşması yaklaşık 10 milyon yıl alır.
Diğer bir örneğimizi para üzerinden verelim:
Diyelim ki “Kim Molyoner Olmak İster?” yarışmasına katıldınız. Ve tebrikler! Büyük ödül olan 1 mol doları yani 6.02×1023 dolar ödülü kazandınız. Artık para derdiniz kalmadı. Peki, bu parayı ölmeden önce tamamen bitirebilir miydiniz?
Başta da dediğimiz gibi hayal gücünün sınırlarını zorlayalım. Sayısız insan tuttunuz ve herkese para dağıtıyorsunuz. Varsayalım ki her saniye 1 milyar dolar harcıyorsunuz. Yüz yıl bile yaşasanız öldüğünüzde paranızın %99.99’u hala dokunulmamış halde kalacaktır. Peki, her saniye 1 milyar dolar harcadığınız senaryoda bu paranın tamamının bitmesi ne kadar mı sürer:
19 Milyar Yıl!
Bu yüzden hayal etmesi imkansız büyüklükte bir sayıdır Avogadro.
Daha Günlük Yaşamdan Bir Örnek: 1 Mol Su
1 mol su 18.01 mL su demenin başka bir yoludur. 18 mL su da yaklaşık olarak 3.5 çay kaşığı su demektir. Ve evet, az önce hayal etmeye çalıştığımız kadar su molekülü yalnızca 3.5 çay kaşığı suda bulunur. Bir bardak su içtiğiniz zaman vücudunuza giren su molekülü sayısını düşünün. Günden belki de onlarca kez yaptığımız bu sıradan olay bir molekülün aslında ne kadar da küçük olduğunu anlamamız için güzel bir örnek olabilir.
Durun, daha burada da bitmedi. Bir su molekülü 2 Hidrojen ve 1 Oksijen atomlarından oluşur. Yani, bir molekülde 3 tane atom vardır. 3.5 çay kaşığı sudaki atomların sayısını hesaplamak için o devasa mol sayısını 3 ile çarpmamız gerekir.
Sınırları daha da zorlayalım. Her bir Hidrojen atomu 1 elektrondan oluşurken, oksijen atomları 8 elektrondan oluşur. Yani elektron sayısı hakkında bir çıkarım yapmak için bir molde bulduğumuz sayıyı 10 ile çarpabiliriz.
Üstelik su en basit moleküllerden biridir. Çok daha karmaşık ve büyük moleküllerin olduğu bir dünyadır kimya.
Saf maddenin imkansızlığı
Avagadro sayısının uçsuz bucaksızlığı, bütün kimyasal elementlerin her yerde bulunduğu düşüncesinin sağlam bir temele dayandığının delilidir. (Her yerde her elementin en azından birkaç atomunu saptayabiliriz) Avagadro sayısı çok büyük olduğu için, hiçbir yabancı madde içermeyen, mutlak saf bir madde elde etmeye çalışmak mümkün değildir. İşleme yeni yabancı maddeler sokmadan, 602 sekstilyon tane atomun arasından bir yabancı atomu yakalamak imkansızdır.
Hayal gücünün sınırlarına yaptığımız bu yolculuğu burada noktalıyoruz. Umuyoruz ki bu devasa büyüklükteki sayıyı biraz olsun kavramanıza yardımcı olabilmişizdir.
Tek derdimizin bir mol dolar paramızı bitirememek olacağı günlerde tekrardan buluşmak üzere 🙂
Kaynakça ve İleri Okuma
TEDEducation. (2012, September 11). How big is a mole? (not the animal, the other one.) – daniel dulek. Retrieved May 15, 2021, from https://www.youtube.com/watch?v=TEl4jeETVmg
TheWaqasahmed7. (2016, September 04). How big is avogadro’s number. Retrieved May 15, 2021, from https://www.youtube.com/watch?v=oQ_L4wRVUI0
Vlasov, L. N., & Trifonov, D. N. (1977). 107 stories about chemistry. Moscow: Mir.
Kullanılan görsellerin kaynaklarına, görsellerin üzerine tıklayarak ulaşabilirsiniz.
