Джоуль на моль (обозначение: Дж·моль -1 или Дж/моль) — это единица энергии на количество вещества в Международной системе единиц (СИ), где энергия измеряется в джоулях , а количество вещества равно измеряется в молях .
Это также производная единица молярной термодинамической энергии в системе СИ , определяемая как энергия, равная одному джоулю в одном моле вещества. [1] [2] Например, свободная энергия Гиббса соединения в области термохимии часто измеряется в килоджоулях на моль (обозначение: кДж·моль -1 или кДж/моль), при этом 1 кДж = 1000 джоулей. . [3]
Физические величины, измеряемые в Дж·моль -1, обычно описывают количество энергии, передаваемой во время фазовых превращений или химических реакций . Деление по количеству молей облегчает сравнение процессов, в которых задействованы разные количества материала, а также аналогичных процессов, в которых участвуют разные типы материалов. Точное значение такой величины зависит от контекста (о каких веществах идет речь, обстоятельств и т. д.), но единица измерения используется специально для описания определенных существующих явлений, например, в термодинамике это единица измерения, описывающая молярная энергия. [4]
Так как 1 моль = 6,02214076 × 1023 частицы (атомы, молекулы, ионы и т. д.), 1 джоуль на моль равен 1 джоулю, разделенному на 6,02214076×10.23 частицы, ≈1,660539 × 10 -24 джоуля на частицу. Это очень небольшое количество энергии часто выражается в еще более мелких единицах, таких как кДж·моль -1 , из-за типичного порядка величины изменений энергии в химических процессах. Например, теплоты плавления и испарения обычно составляют порядка 10 кДж·моль -1 , энергии связи порядка 100 кДж·моль -1 и энергии ионизации порядка 1000 кДж·моль -1 . [5] По этой причине в области химии принято количественно определять энтальпию реакции в единицах кДж·моль -1 . [6]
Другими единицами, которые иногда используются для описания энергетики реакции, являются килокалории на моль (ккал·моль -1 ), электрон-вольты на частицу (эВ) и волновые числа в обратных сантиметрах (см -1 ). 1 кДж·моль −1 примерно равен 1,04 × 10-2 эВ на частицу, 0,239 ккал·моль -1 или 83,6 см -1 . При комнатной температуре (25 °C или 298,15 К ) 1 кДж·моль -1 примерно равен 0,4034 .