मोल (इकाई)

मोल (प्रतीक मोल) पदार्थ की मात्रा (प्रतीक एन) के लिए माप की इकाई है: एक मोल में बिल्कुल होता है $6.022$प्राथमिक संस्थाएँ। यह इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (SI) में एक SI आधार इकाई है।

एक-मोल नमूने में कणों की संख्या (प्रतीक एन) एवोगैड्रो संख्या (प्रतीक एन) के बराबर होती है0), एक आयामहीन मात्रा। ऐतिहासिक रूप से, एन0 साधारण पदार्थ के एक ग्राम में न्यूक्लियॉन (प्रोटोन या न्यूट्रॉन) की संख्या का अनुमान लगाता है। अवोगाद्रो स्थिरांक (प्रतीक) NA = N0/mol) में इकाई व्युत्क्रम मोल (मोल) के साथ एवोगैड्रो संख्या द्वारा दिया गया संख्यात्मक गुणक है−1). अनुपात n = N/NA पदार्थ की मात्रा का माप है (इकाई मोल के साथ)।  पदार्थ की प्रकृति के आधार पर, एक प्राथमिक इकाई एक परमाणु, एक अणु, एक आयन, एक आयन युग्म, या एक उपपरमाण्विक कण जैसे प्रोटॉन हो सकती है। उदाहरण के लिए, 10 मोल पानी (एक रासायनिक यौगिक) और 10 मोल पारा (तत्व) (एक रासायनिक तत्व) में समान मात्रा में पदार्थ होते हैं, और दो पदार्थों के होने के बावजूद, पारा में पानी के प्रत्येक अणु के लिए बिल्कुल एक परमाणु होता है अलग-अलग आयतन और अलग-अलग द्रव्यमान।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं के अभिकारकों की मात्रा और उत्पादों की मात्रा को व्यक्त करने के सुविधाजनक तरीके के रूप में रसायन विज्ञान में तिल का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, रासायनिक समीकरण 2H2 + O2 → 2H2O का अर्थ यह निकाला जा सकता है कि प्रत्येक 2 मोल dihydrogen  (H2) और 1 मोल डाइऑक्सीजन (O2) जो प्रतिक्रिया करता है, 2 मोल पानी (H2ओ) फॉर्म। किसी घोल की सांद्रता आमतौर पर उसकी दाढ़ सांद्रता द्वारा व्यक्त की जाती है, जिसे घोल की प्रति इकाई मात्रा में घुले पदार्थ की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिसके लिए आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली इकाई मोल प्रति लीटर (मोल/एल) होती है।

एसआई आधार इकाइयों की 2019 की पुनर्परिभाषा से पहले, मोल को इस प्रकार परिभाषित किया गया था एक प्रणाली के पदार्थ की मात्रा जिसमें 12 ग्राम कार्बन-12 (कार्बन का सबसे आम आइसोटोप) में प्राथमिक इकाइयों की संख्या के बराबर प्राथमिक इकाइयां शामिल हैं। ग्राम-अणु शब्द का उपयोग पहले अणुओं के एक मोल के लिए किया जाता था, और ग्राम-परमाणु का अर्थ परमाणुओं के एक मोल के लिए किया जाता था। उदाहरण के लिए, MgBr2|MgBr का 1 मोल2MgBr का 1 ग्राम-अणु है2 लेकिन MgBr के 3 ग्राम-परमाणु2.

कणों की प्रकृति
मोल कणों की दी गई संख्या से मेल खाता है। आम तौर पर गिने जाने वाले कण रासायनिक रूप से समान इकाइयां होते हैं, व्यक्तिगत रूप से भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, किसी घोल में एक निश्चित संख्या में घुले हुए अणु हो सकते हैं जो कमोबेश एक-दूसरे से स्वतंत्र होते हैं। हालाँकि, किसी ठोस में घटक कण स्थिर होते हैं और एक जाली व्यवस्था में बंधे होते हैं, फिर भी वे अपनी रासायनिक पहचान खोए बिना अलग हो सकते हैं। इस प्रकार ठोस ऐसे कणों के एक निश्चित संख्या में मोल से बना होता है। अन्य मामलों में, जैसे कि हीरा, जहां संपूर्ण क्रिस्टल अनिवार्य रूप से एक ही अणु है, मोल का उपयोग अभी भी अणुओं की गिनती के बजाय एक साथ बंधे परमाणुओं की संख्या को व्यक्त करने के लिए किया जाता है। इस प्रकार, सामान्य रासायनिक परंपराएँ किसी पदार्थ के घटक कणों की परिभाषा पर लागू होती हैं, अन्य मामलों में सटीक परिभाषाएँ निर्दिष्ट की जा सकती हैं। किसी पदार्थ का द्रव्यमान उसके सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान | सापेक्ष परमाणु (या आणविक) द्रव्यमान को दाढ़ द्रव्यमान स्थिरांक से गुणा करने के बराबर होता है, जो लगभग 1 ग्राम/मोल होता है।

मोलर द्रव्यमान
किसी पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान उस पदार्थ के नमूने के द्रव्यमान और उसके पदार्थ की मात्रा का अनुपात है। पदार्थ की मात्रा नमूने में मोल्स की संख्या के रूप में दी गई है। अधिकांश व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए, इकाई ग्राम प्रति मोल के साथ व्यक्त दाढ़ द्रव्यमान का संख्यात्मक मान इकाई डाल्टन (इकाई) के साथ व्यक्त पदार्थ के एक अणु के औसत द्रव्यमान के समान होता है। उदाहरण के लिए, पानी का दाढ़ द्रव्यमान 18.015 ग्राम/मोल है। अन्य तरीकों में दाढ़ की मात्रा  का उपयोग या विद्युत आवेश का माप शामिल है।

किसी नमूने में किसी पदार्थ के मोलों की संख्या नमूने के द्रव्यमान को यौगिक के दाढ़ द्रव्यमान से विभाजित करके प्राप्त की जाती है। उदाहरण के लिए, 100 ग्राम पानी लगभग 5.551 मोल पानी है।

किसी पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान न केवल उसके आणविक सूत्र पर निर्भर करता है, बल्कि उसमें मौजूद प्रत्येक रासायनिक तत्व के समस्थानिकों के वितरण पर भी निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, कैल्शियम-40 का दाढ़ द्रव्यमान है $39.963 g/mol$, जबकि कैल्शियम-42 का दाढ़ द्रव्यमान है $41.959 g/mol$, और कैल्शियम का सामान्य समस्थानिक मिश्रण होता है $40.078 g/mol$.

मोलर सांद्रता
किसी पदार्थ के घोल की मोलर सांद्रता, जिसे मोलरता भी कहा जाता है, अंतिम घोल के आयतन की प्रति इकाई मोल्स की संख्या है। SI में इसकी मानक इकाई mol/मीटर है3, हालाँकि अधिक व्यावहारिक इकाइयाँ, जैसे मोल प्रति लीटर (mol/L) का उपयोग किया जाता है।

मोलर अंश
किसी मिश्रण (जैसे कोई घोल) में किसी पदार्थ का मोलर अंश या मोल अंश मिश्रण के एक नमूने में यौगिक के मोलों की संख्या है, जिसे सभी घटकों के मोलों की कुल संख्या से विभाजित किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि 20 ग्राम को 100 ग्राम पानी में घोला जाता है, घोल में दो पदार्थों की मात्रा होगी (20 ग्राम)/(58.443 ग्राम/मोल) = 0.34221 मोल और (100 ग्राम)/(18.015 ग्राम/मोल) = 5.5509 मोल, क्रमश; और का दाढ़ अंश  होगा 0.34221/(0.34221 + 5.5509) = 0.05807.

गैसों के मिश्रण में, प्रत्येक घटक का आंशिक दबाव उसके दाढ़ अनुपात के समानुपाती होता है।

इतिहास
मोल का इतिहास आणविक द्रव्यमान की इकाइयों और एवोगैड्रो स्थिरांक के साथ जुड़ा हुआ है।

मानक परमाणु भार की पहली तालिका 1805 में जॉन डाल्टन (1766-1844) द्वारा प्रकाशित की गई थी, जो एक प्रणाली पर आधारित थी जिसमें हाइड्रोजन के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान को 1 के रूप में परिभाषित किया गया था। ये सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान रासायनिक प्रतिक्रिया के स्तुईचिओमेटरी अनुपात पर आधारित थे। और यौगिक, एक तथ्य जिसने उनकी स्वीकृति में बहुत सहायता की: तालिकाओं का व्यावहारिक उपयोग करने के लिए एक रसायनज्ञ के लिए परमाणु सिद्धांत (उस समय एक अप्रमाणित परिकल्पना) की सदस्यता लेना आवश्यक नहीं था। इससे परमाणु द्रव्यमान (परमाणु सिद्धांत के समर्थकों द्वारा प्रचारित) और समकक्ष भार (इसके विरोधियों द्वारा प्रचारित और जो कभी-कभी एक पूर्णांक कारक द्वारा सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान से भिन्न होता है) के बीच कुछ भ्रम पैदा होगा, जो उन्नीसवीं सदी के अधिकांश समय तक बना रहेगा।

जोन्स जैकब बर्ज़ेलियस (1779-1848) ने लगातार बढ़ती सटीकता के साथ सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के निर्धारण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई थी। वह पहले रसायनज्ञ भी थे जिन्होंने अन्य द्रव्यमानों को संदर्भित करने के लिए मानक के रूप में ऑक्सीजन का उपयोग किया। ऑक्सीजन एक उपयोगी मानक है, क्योंकि हाइड्रोजन के विपरीत, यह अधिकांश अन्य तत्वों, विशेषकर धातुओं के साथ यौगिक बनाता है। हालाँकि, उन्होंने ऑक्सीजन का परमाणु द्रव्यमान 100 निर्धारित करने का निर्णय लिया, जो पकड़ में नहीं आया।

चार्ल्स फ्रैडरिक गेरहार्ट (1816-56), हेनरी विक्टर रेग्नॉल्ट (1810-78) और स्टैनिस्लॉस कैनिज़ारो  (1826-1910) ने बर्ज़ेलियस के कार्यों का विस्तार किया, जिससे यौगिकों की अज्ञात स्टोइकोमेट्री की कई समस्याओं का समाधान हुआ और परमाणु द्रव्यमान के उपयोग ने लोगों को आकर्षित किया। कार्लज़ूए कांग्रेस (1860) के समय तक बड़ी सर्वसम्मति। सम्मेलन हाइड्रोजन के परमाणु द्रव्यमान को 1 के रूप में परिभाषित करने पर वापस लौट आया था, हालांकि उस समय माप की सटीकता के स्तर पर - लगभग 1% की सापेक्ष अनिश्चितताएं - यह संख्यात्मक रूप से ऑक्सीजन के बाद के मानक = 16 के बराबर थी। हालांकि रासायनिक सुविधा प्राथमिक परमाणु द्रव्यमान मानक के रूप में ऑक्सीजन का होना विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में प्रगति और अधिक सटीक परमाणु द्रव्यमान निर्धारण की आवश्यकता के साथ और अधिक स्पष्ट हो गया है।

मोल नाम जर्मन इकाई मोल का 1897 में किया गया अनुवाद है, जिसे रसायनज्ञ विल्हेम ओस्टवाल्ड ने 1894 में जर्मन शब्द मोलेकुल (अणु) से गढ़ा था।  समतुल्य द्रव्यमान की संबंधित अवधारणा कम से कम एक सदी पहले उपयोग में थी।

मानकीकरण
मास स्पेक्ट्रोमेट्री में विकास के कारण प्राकृतिक ऑक्सीजन के स्थान पर ऑक्सीजन-16 को मानक पदार्थ के रूप में अपनाया गया। 1960 के दशक के दौरान ऑक्सीजन-16 की परिभाषा को कार्बन-12 पर आधारित परिभाषा से बदल दिया गया था। इंटरनेशनल ब्यूरो ऑफ वेट्स एंड मेजर्स द्वारा मोल को एक प्रणाली के पदार्थ की मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया था जिसमें 0.012 किलोग्राम कार्बन -12 में परमाणुओं के बराबर प्राथमिक इकाइयाँ शामिल हैं। इस प्रकार, उस परिभाषा के अनुसार, शुद्ध का एक मोल 12C का द्रव्यमान ठीक 12 ग्राम था। चार अलग-अलग परिभाषाएँ 1% के भीतर के बराबर थीं।

क्योंकि एक डाल्टन (इकाई), जो आमतौर पर परमाणु द्रव्यमान को मापने के लिए उपयोग की जाने वाली इकाई है, कार्बन -12 परमाणु के द्रव्यमान का ठीक 1/12 है, मोल की इस परिभाषा में यह कहा गया है कि किसी यौगिक या तत्व के एक मोल का द्रव्यमान ग्राम में होता है संख्यात्मक रूप से डाल्टन में पदार्थ के एक अणु या परमाणु के औसत द्रव्यमान के बराबर था, और एक ग्राम में डाल्टन की संख्या एक मोल में प्राथमिक संस्थाओं की संख्या के बराबर थी। क्योंकि एक न्यूक्लियॉन (यानी एक प्रोटॉन या न्यूट्रॉन) का द्रव्यमान लगभग 1 डाल्टन होता है और एक परमाणु के नाभिक में न्यूक्लियॉन उसके द्रव्यमान का भारी बहुमत बनाते हैं, इस परिभाषा में यह भी कहा गया है कि किसी पदार्थ के एक मोल का द्रव्यमान लगभग बराबर था उस पदार्थ के एक परमाणु या अणु में न्यूक्लियॉन की संख्या।

चूंकि ग्राम की परिभाषा गणितीय रूप से डाल्टन (इकाई) से बंधी नहीं थी, प्रति मोल अणुओं की संख्या एनA (एवोगैड्रो स्थिरांक) को प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाना था। 2010 में विज्ञान और प्रौद्योगिकी के लिए डेटा समिति द्वारा अपनाया गया प्रयोगात्मक मूल्य है NA = $8$. 2011 में माप को परिष्कृत किया गया $12$. 1971 में 14वें सीजीपीएम द्वारा मोल को सातवीं एसआई आधार इकाई बनाया गया था।

2019 एसआई आधार इकाइयों की पुनर्परिभाषा
2011 में, वजन और माप पर सामान्य सम्मेलन (सीजीपीएम) की 24वीं बैठक में एक अनिश्चित तिथि पर एसआई आधार इकाई परिभाषाओं के संभावित संशोधन की योजना पर सहमति हुई।

16 नवंबर 2018 को, फ्रांस के वर्सेल्स में सीजीपीएम में 60 से अधिक देशों के वैज्ञानिकों की एक बैठक के बाद, सभी एसआई आधार इकाइयों को भौतिक स्थिरांक के संदर्भ में परिभाषित किया गया था। इसका मतलब यह था कि मोल सहित प्रत्येक एसआई इकाई को किसी भी भौतिक वस्तु के संदर्भ में परिभाषित नहीं किया जाएगा, बल्कि उन्हें भौतिक स्थिरांक द्वारा परिभाषित किया जाएगा जो उनकी प्रकृति में सटीक हैं।

इस तरह के बदलाव आधिकारिक तौर पर 20 मई 2019 को लागू हुए। ऐसे बदलावों के बाद, किसी पदार्थ के एक मोल को सटीक रूप से युक्त के रूप में फिर से परिभाषित किया गया $12$ उस पदार्थ की प्राथमिक इकाइयाँ।

आलोचना
1971 में अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली में अपनाए जाने के बाद से, मीटर या दूसरा  जैसी इकाई के रूप में मोल की अवधारणा की कई आलोचनाएँ सामने आई हैं: रसायन विज्ञान में, जोसेफ प्राउस्ट | प्राउस्ट के निश्चित अनुपात के नियम (1794) के बाद से यह ज्ञात है कि रासायनिक प्रणाली (ऊष्मप्रवैगिकी)थर्मोडायनामिक्स) में प्रत्येक घटक के द्रव्यमान का ज्ञान प्रणाली को परिभाषित करने के लिए पर्याप्त नहीं है। पदार्थ की मात्रा को प्राउस्ट के निश्चित अनुपात से विभाजित द्रव्यमान के रूप में वर्णित किया जा सकता है, और इसमें ऐसी जानकारी शामिल है जो अकेले द्रव्यमान के माप से गायब है। जैसा कि जॉन डाल्टन | डाल्टन के आंशिक दबाव के नियम (1803) द्वारा प्रदर्शित किया गया है, पदार्थ की मात्रा को मापने के लिए द्रव्यमान का माप भी आवश्यक नहीं है (हालाँकि व्यवहार में यह सामान्य है)। पदार्थ की मात्रा और अन्य भौतिक मात्राओं के बीच कई भौतिक संबंध हैं, सबसे उल्लेखनीय आदर्श गैस कानून है (जहां संबंध पहली बार 1857 में प्रदर्शित किया गया था)। मोल शब्द का प्रयोग पहली बार एक पाठ्यपुस्तक में किया गया था जिसमें इन सहसंयोजक गुणों का वर्णन किया गया था।
 * सामग्री की एक निश्चित मात्रा में अणुओं आदि की संख्या एक निश्चित आयामहीन मात्रा है जिसे केवल एक संख्या के रूप में व्यक्त किया जा सकता है, इसके लिए किसी विशिष्ट आधार इकाई की आवश्यकता नहीं होती है;
 * एसआई थर्मोडायनामिक मोल विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के लिए अप्रासंगिक है और उन्नत अर्थव्यवस्थाओं के लिए परिहार्य लागत का कारण बन सकता है
 * मोल एक वास्तविक मीट्रिक (यानी मापने) इकाई नहीं है, बल्कि यह एक पैरामीट्रिक इकाई है, और पदार्थ की मात्रा एक पैरामीट्रिक आधार मात्रा है
 * एसआई संस्थाओं की संख्या को आयाम एक की मात्राओं के रूप में परिभाषित करता है, और इस प्रकार संस्थाओं और निरंतर मात्राओं की इकाइयों के बीच ऑन्टोलॉजिकल अंतर को नजरअंदाज करता है

समान इकाइयाँ
रसायनज्ञों की तरह, रासायनिक इंजीनियर बड़े पैमाने पर यूनिट मोल का उपयोग करते हैं, लेकिन विभिन्न यूनिट गुणक औद्योगिक उपयोग के लिए अधिक उपयुक्त हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, आयतन के लिए एसआई इकाई घन मीटर है, जो रासायनिक प्रयोगशाला में आमतौर पर इस्तेमाल होने वाले लीटर से बहुत बड़ी इकाई है। जब औद्योगिक-स्केल प्रक्रियाओं में पदार्थ की मात्रा किमीोल (1000 मोल) में भी व्यक्त की जाती है, तो मोलरिटी का संख्यात्मक मान वही रहता है, जैसा कि $\frac{\text{kmol}}{\text{m}^3}=\frac{1000\text{ mol}}{1000\text{ L}}=\frac{\text{mol}}{\text{L}}$. केमिकल इंजीनियरों ने एक बार किलोग्राम-मोल (संकेतन kg-mol) का उपयोग किया था, जिसे 12 किलोग्राम में इकाइयों की संख्या के रूप में परिभाषित किया गया है। 12सी, और प्रयोगशाला डेटा से निपटने के दौरान अक्सर मोल को ग्राम-मोल (नोटेशन जी-मोल) के रूप में संदर्भित किया जाता है। 20वीं सदी के उत्तरार्ध में केमिकल इंजीनियरिंग अभ्यास में किलोमोल (kmol) का उपयोग किया जाने लगा, जो संख्यात्मक रूप से किलोग्राम-मोल के समान था (2019 तक एसआई आधार इकाइयों की पुनर्परिभाषा तक, जिसने मोल को लगभग बराबर के रूप में फिर से परिभाषित किया था, लेकिन अब सटीक नहीं है) ग्राम-मोल के बराबर, 12 ग्राम में इकाइयों की संख्या के रूप में परिभाषित किया गया है 12सी), लेकिन जिसका नाम और प्रतीक मीट्रिक इकाइयों के मानक गुणकों के लिए एसआई सम्मेलन को अपनाते हैं - इस प्रकार, किमीोल का मतलब 1000 मोल है। यह g के स्थान पर kg के उपयोग के बराबर है। किमीोल का उपयोग न केवल परिमाण सुविधा के लिए है, बल्कि रासायनिक इंजीनियरिंग प्रणालियों के मॉडलिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले समीकरणों को सुसंगतता (माप की इकाइयाँ) भी बनाता है। उदाहरण के लिए, kg/s के प्रवाह दर को kmol/s में बदलने के लिए कारक 1000 के बिना केवल दाढ़ द्रव्यमान की आवश्यकता होती है जब तक कि mol/s की मूल SI इकाई का उपयोग न किया जाए।

इंपीरियल इकाइयों (या संयुक्त राज्य अमेरिका की प्रथागत इकाइयों) में रूपांतरण से बचने की सुविधा के लिए, कुछ इंजीनियरों ने पाउंड-मोल (एलबी-मोल या एलबीएमओएल) को अपनाया, जिसे 12 पाउंड (द्रव्यमान) में इकाइयों की संख्या के रूप में परिभाषित किया गया है। 12सी. एक lb-mol बराबर होता है $15.999$, जो मूल्य एक अंतरराष्ट्रीय अवोइर्डुपोइस पाउंड में ग्राम की संख्या के समान है।

पौधों के लिए ग्रीनहाउस और विकास कक्ष प्रकाश व्यवस्था को कभी-कभी माइक्रोमोल्स प्रति वर्ग मीटर प्रति सेकंड में व्यक्त किया जाता है, जहां 1 मोल फोटॉन = $16$ फोटॉन. अप्रचलित इकाई आइंस्टीन (इकाई) को विभिन्न प्रकार से फोटॉनों के एक मोल में ऊर्जा के रूप में और केवल एक मोल फोटॉनों में ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया गया है।

व्युत्पन्न इकाइयाँ और SI गुणक
मोल से प्राप्त विशेष नामों वाली एकमात्र एसआई व्युत्पन्न इकाई#व्युत्पन्न इकाइयां कतल है, जिसे उत्प्रेरक गतिविधि के प्रति सेकंड एक मोल के रूप में परिभाषित किया गया है। अन्य एसआई इकाइयों की तरह, मोल को भी एक मीट्रिक उपसर्ग जोड़कर संशोधित किया जा सकता है जो इसे 10 की शक्ति से गुणा करता है:

एक फेमटोमोल बिल्कुल 602,214,076 अणुओं के बराबर होता है; एटमोल और छोटी मात्रा का सटीक एहसास नहीं किया जा सकता है। योक्टोमोल, एक व्यक्तिगत अणु के लगभग 0.6 के बराबर, उस वर्ष वैज्ञानिक पत्रिकाओं में दिखाई दिया जब योक्टो-उपसर्ग आधिकारिक तौर पर लागू किया गया था।

मोल दिवस
23 अक्टूबर, जिसे अमेरिका में 10/23 के रूप में दर्शाया जाता है, कुछ लोगों द्वारा तिल दिवस के रूप में मान्यता प्राप्त है। यह रसायनज्ञों के बीच इकाई के सम्मान में एक अनौपचारिक अवकाश है। तारीख अवोगाद्रो संख्या से ली गई है, जो लगभग है $15.995$. यह सुबह 6:02 बजे शुरू होता है और शाम 6:02 बजे समाप्त होता है। वैकल्पिक रूप से, कुछ रसायनज्ञ 2 जून मनाते हैं (06/02), 22 जून (6/22), या 6 फरवरी (06.02), स्थिरांक के 6.02 या 6.022 भाग का संदर्भ।