mol stał się częścią międzynarodowego systemu jednostek (SI) w 1971 roku. Obecnie definiowana jest jako ilość substancji, która zawiera tyle Bytów, ile jest w 0,012 kg węgla-12. Ale potrzeba przedefiniowania kilograma była omawiana od dziesięcioleci-między innymi z powodu długotrwałej niestabilności „Le Grand K”, artefaktu, który definiuje kilogram. Po sukcesie definicji metrum z 1983 r., która opiera się na prędkości światła w próżni, Międzynarodowy Komitet Miar i Wag (CIPM) zdecydował, że jest to również odpowiedni czas na przekształcenie definicji wszystkich jednostek bazowych SI w kategoriach najbardziej stabilnych rzeczy znanych naukowcom: stałych fizycznych.

stała Avogadro zostanie użyta do zdefiniowania mola. Od kiedy Jean Perrin otrzymał Nagrodę Nobla za określenie przybliżonej wartości w 1926 roku, postęp w określaniu stałej Avogadro był ogromny. Obecnie najlepsze oszacowanie stałej Avogadro pochodzi z oznaczeń stałej Plancka w Narodowej Radzie Badań Naukowych Kanady: 6.022140772×1023 z niepewnością dziewięciu części w 109. Ta niezwykła precyzja pozwala nam teraz przepisać definicję mola w najbardziej absolutnych terminach. W rzeczywistości mol stanie się jedyną jednostką bazową SI, która jest zdefiniowana niezależnie od innych jednostek.

obecna definicja mola zakłada, że ilość substancji najlepiej jest określić poprzez pomiar masy. Chociaż działa to w przypadku większości pomiarów ilości chemicznych, nie wynika z tego, że definicja mola musi być powiązana z definicją kilograma. Ponadto badania wykazały, że ilość substancji jest często (nieprawidłowo) identyfikowana z masą. Obecna definicja zaciemnia również użyteczność Kreta, a większość podręczników chemii już postrzega Kreta jako ilość substancji zawierającej pewną liczbę Bytów. Dlatego proponowana nowa definicja stwierdza, że: „jeden mol zawiera dokładnie 6,02214076 × 1023 Bytów elementarnych.”Ma to tę zaletę, że jest prostota. Pisząc dla International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), Peter Atkins trafnie zauważył ,że ” nowa definicja tnie sedno znaczenia jednego mola i dlatego należy ją przyjąć, że nie może być już żadnego usprawiedliwienia dla niezrozumienia jej definicji.”

kontrargumenty

mimo to, ta definicja długo się łączyła. Poważne dyskusje na temat redefinicji Kreta rozpoczęły się około 2005 roku, a osiągnięcie konsensusu zajęło około dekady. Nie trzeba dodawać, że nie wszystkim podoba się nowa definicja – a niektóre prominentne głosy twierdziły nawet, że kret powinien być całkowicie usunięty z SI.

około 2010 roku dyskusje koncentrowały się na fundamentalnej kotwicy dla mola: czy Masa molowa węgla-12 powinna pozostać cechą definiującą, czy powinna być stałą Avogadro? Należy zauważyć, że powiązanie mola ze stałą Avogadro nie jest jedyną alternatywą – zauważono inne egzotyczne sposoby definiowania mola. Ciekawą (a może najmniej użyteczną) definicją może być: „Mol to ilość substancji układu, która zawiera tyle elementarnych jednostek, ile atomów w próbce potasu-40, która ma aktywność 10599044s-1. W duchu powyższej definicji Bertram Boltwood i Ernest Rutherford w 1911 roku zastosowali metody oparte na promieniotwórczości do określenia liczby Avogadro.

podkreślono inne problemy. Jeśli jeden mol substancji jest zdefiniowany jako ilość posiadająca określoną liczbę jednostek, dla wielu jest jasne, że liczba ta może być tylko liczbą całkowitą. Dlatego, aby jeszcze bardziej zmaksymalizować jasność definicji, powinniśmy używać jawnych liczb całkowitych (z wypisanymi wszystkimi liczbami). Jest to niepraktyczne dla liczby Avogadro, dlatego niektórzy sugerują bardzo atrakcyjną alternatywę: 844468853 (przy surowszym poziomie dokładności można cieszyć się „binarnym” molem: na ≈ 279 mol–1).

jednym z najciekawszych argumentów przeciwko nowej definicji jest to, że Masa molowa węgla-12 nie będzie już dokładnie 12 g/mol. Zaskoczeniem dla wielu chemików będzie fakt, że w rzeczywistości nie jest to żadna zmiana. W 1980 roku doprecyzowano poprzednią definicję odnoszącą się tylko do atomów niezwiązanych; tworzenie wiązań chemicznych nieznacznie zmniejsza całkowitą masę, co oznacza, że 12 g czystego węgla-12 w laboratorium zawiera nieco więcej niż jeden mol atomów węgla. W tym kontekście nowa definicja Kreta jest bardziej fundamentalna niż obecna.

przemyślenie jednostek

opór wobec opartej na Avogadro definicji mola wynika w dużej mierze z przekonania, że stała Avogadro nie jest uniwersalną stałą fizyki, a jej wartość liczbowa nie ma szczególnego znaczenia fizycznego. Podczas gdy niektóre stałe są rzeczywiście bardziej fundamentalne niż inne, nie należy łączyć „bycia fundamentalnym” z „nieużytecznym”; ostatecznie wiele decyzji dotyczących jednostek odzwierciedla wybory dokonane z praktycznych względów. Dziś mamy zarówno stałe Boltzmanna, jak i Avogadro, ponieważ Termometry wyprzedziły nasze zrozumienie termodynamiki lub mechaniki statystycznej, a chemicy byli w stanie porównać ilości substancji chemicznych przed poznaniem rzeczywistej liczby atomów. SI nie sprowadza się wyłącznie do logicznej konieczności.

podobnie jak w przypadku wielu innych nowych definicji SI, ten nowy mol nie wpłynie na codzienne pomiary – ale prawdopodobnie wpłynie na nasze codzienne rozumienie jednostek miar.

Juris Meija jest przewodniczącym IUPAC commission on isotopic abundances and atomic weights