Tabla de Contenidos
Avogadron luku tai Avogadron vakio (NA ) edustaa hiiliatomien lukumäärää tarkalleen 12 grammassa täysin puhdasta hiili-12-isotooppinäytteestä . Samalla se edustaa yksiköiden lukumäärää 1 moolissa mitä tahansa ainetta ja sen arvo on 6 022 .10 23 mol -1 .
Lyhyesti sanottuna Avogadron luvun ymmärtäminen ja sen käyttäminen kemian laskelmien suorittamiseen on suorin tapa ymmärtää myyrän käsite, joka on keskeinen tälle tieteenalalle. Siksi tässä artikkelissa näytämme vaihe vaiheelta, kuinka ratkaistaan kaksi tyypillistä kemiallista ongelmaa, joihin liittyy Avogadron numeron käyttö.
Aloitamme yksinkertaisella tehtävällä selittääksemme tarvittavat perusteet ja siirrymme sitten monimutkaisempaan ongelmaan, joka sisältää useita erillisiä laskelmia.
ongelma 1
lausunto
Määritä vesimolekyylien lukumäärä tämän nesteen pisarassa tietäen, että se painaa 0,500 g. Tiedot: PA H = 1 amu, PA O = 16 amu.
Ratkaisu
Kuten aina, kun aiomme ratkaista minkä tahansa ongelman, meidän on aloitettava lausunnon analysointi ja asiaankuuluvien tietojen poimiminen. Tässä tapauksessa meillä on vain tieto, että se on vettä, pisaran massa sekä vedyn ja hapen atomipainot .
m vettä = 0,500 g
Veden molekyylikaava on H 2 O, joten sen molekyylipaino on:
Tuntematon on vesimolekyylien lukumäärä, jota edustaa iso kirjain N. Tällä tavalla se eroaa moolien määrästä, jota edustaa pieni kirjain n . Tarkoittaen:
N vesi = ?
Tämän ongelman, kuten myös useimpien Avogadron vakioon liittyvien ongelmien ratkaisemiseksi käytetään hiukkasten määrän ja moolien määrän välistä suhdetta, joka on seuraava:
Tässä nimenomaisessa tapauksessa olemme kiinnostuneita löytämään N, joten meidän on järjestettävä tämä yhtälö uudelleen. Lisäksi on aina suositeltavaa tunnistaa sekä laskettavien moolien määrä että kyseessä olevan aineen, atomin tai ionin sisältämien hiukkasten lukumäärät, jotta vältetään sekaannukset laskettaessa useiden samassa aineessa olevien moolien tai hiukkasten lukumäärää. ongelma (jonka teemme seuraavassa tehtävässä).
Joten kaava, jota käytämme vesihiukkasten määrän löytämiseen, on:
Kuten näet, tarvitsemme vesimoolien määrän laskeaksemme tuntemattoman, jonka haluamme. Onneksi ne voidaan laskea veden massasta seuraavan yhtälön avulla:
Koska meillä on veden molekyylipaino (PM), joka on numeerisesti yhtä suuri kuin sen moolimassa (mutta eri yksiköillä), meillä on jo kaikki, mitä tarvitsemme ongelman ratkaisemiseksi. Voimme ensin laskea moolit ja sitten korvata ne hiukkasten lukumäärän kaavassa tai voimme korvata moolien lausekkeen yllä olevaan yhtälöön ja suorittaa yhden laskelman.
Tässä tapauksessa teemme toisen:
Joten 0,500 g:n vesipisarassa on 1 673,10 22 vesimolekyyliä. Huomaa, että molekyylien lukumäärä, N, on puhdas luku. Eli siinä ei ole yksikköjä. Meidän on sijoitettava yksiköt loppuun sen mukaan, mitä laskemme, tässä tapauksessa vesimolekyylejä.
ongelma 2
lausunto
Määritä sulfaatti-ionien lukumäärä ja happiatomien kokonaismäärä 10 mg : n näytteessä hydratoitua alumiinisulfaattia, jonka kaava on Al 2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O. Suolan moolimassa on 666,42 g.mol -1 .
Ratkaisu
Jälleen haluamme määrittää joukon hiukkasia, mutta tässä tapauksessa kyse ei ole koko yhdisteestä (kuten veden tapauksessa), vaan aineen joistakin osista. Meidän on aloitettava muuttamalla massa grammoiksi, koska meillä on moolimassa grammoina moolia kohden :
Näillä tiedoilla voimme laskea näytteessä olevien suolan molekyylien tai kaavayksiköiden lukumäärän samalla tavalla kuin edellisessä tehtävässä. Mutta tätä emme halua määrittää.
Molekyylikaavasta voimme kuitenkin määrittää yksinkertaiset stoikiometriset suhteet, joiden avulla voimme laskea tarvitsemamme:
Nyt voimme nähdä kaavasta, että jokaista suolan kaavayksikköä kohden on 3 sulfaatti-ionia. Joten voimme muuntaa suolayksiköitä sulfaatti-ioneiksi yksinkertaisesti kertomalla tällä stoikiometrisellä suhteella:
Happiatomien lukumäärää varten meidän on lisättävä kaikki sulfaatti-ioneissa ja vesimolekyyleissä olevat hapet:
Tällä suhteella laskemme näytteen happien määrän kaavayksiköiden lukumäärästä, kuten teimme sulfaatti-ionien kanssa:
Viitteet
Avogadron numero. (2021, 25. kesäkuuta). Haettu osoitteesta https://chem.libretexts.org/@go/page/53765
Avogadron numero ja myyrä. (2021, 3. tammikuuta). Haettu osoitteesta https://bio.libretexts.org/@go/page/8788
Brown, T. (2021). Chemistry: The Central Science (11. painos). Lontoo, Englanti: Pearson Education.
Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS ja Herranz, ZR (2020). Kemia (10. painos). New York City, NY: MCGRAW-HILL.
Myyrä ja Avogadron vakio. (2020, 15. elokuuta). Haettu osoitteesta https://chem.libretexts.org/@go/page/1338
