Menggunakan bilangan Avogadro untuk menghitung jumlah atom dan molekul

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


Bilangan Avogadro, atau konstanta Avogadro (NA ) , mewakili jumlah atom karbon tepat dalam 12 gram sampel isotop karbon-12 yang benar-benar murni . Pada saat yang sama, itu mewakili jumlah unit yang terkandung dalam 1 mol zat apa pun dan memiliki nilai 6.022 .10 23 mol -1 .

Singkatnya, memahami bilangan Avogadro dan mengetahui cara menggunakannya untuk melakukan perhitungan dalam kimia adalah cara paling langsung untuk memahami konsep mol, yang merupakan inti dari cabang ilmu ini. Oleh karena itu, dalam artikel ini, kami akan menunjukkan, langkah demi langkah, cara menyelesaikan dua soal kimia umum yang melibatkan penggunaan bilangan Avogadro.

Kami akan mulai dengan masalah sederhana untuk menjelaskan basis yang diperlukan, dan kemudian beralih ke masalah yang lebih kompleks yang melibatkan beberapa perhitungan terpisah.

masalah 1

penyataan

Tentukan jumlah molekul air dalam setetes cairan ini, dengan mengetahui beratnya 0,500 g. Data: PA H = 1 sma, PA O = 16 sma.

Larutan

Seperti biasa ketika kita akan menyelesaikan masalah apa pun, kita harus mulai dengan menganalisis pernyataan dan mengekstraksi data yang relevan. Dalam hal ini, kami hanya memiliki informasi sebagai fakta bahwa itu adalah air, massa tetesan, dan berat atom hidrogen dan oksigen.

m air = 0,500g

Rumus molekul air adalah H 2 O, jadi berat molekulnya adalah:

Contoh bilangan Avogadro dalam kimia

Yang tidak diketahui adalah jumlah molekul air, yang diwakili oleh huruf kapital N. Dengan cara ini berbeda dari jumlah mol yang diwakili oleh huruf kecil n . Artinya:

N air = ?

Untuk menyelesaikan soal ini, serta sebagian besar soal yang melibatkan konstanta Avogadro, digunakan hubungan antara jumlah partikel dan jumlah mol, yaitu sebagai berikut:

Contoh bilangan Avogadro dalam kimia

Dalam kasus khusus ini, kami tertarik untuk mencari N, jadi kami perlu mengatur ulang persamaan ini. Selain itu, selalu disarankan untuk mengidentifikasi baik jumlah mol yang kita hitung maupun jumlah partikel dengan zat, atom, atau ion tertentu yang bersangkutan, untuk menghindari kebingungan saat menghitung mol atau jumlah partikel dari beberapa zat yang sama. masalah (yang akan kita lakukan di masalah berikutnya).

Jadi, rumus yang akan kita gunakan untuk mencari jumlah partikel air adalah:

Contoh bilangan Avogadro dalam kimia

Seperti yang Anda lihat, untuk menghitung yang tidak diketahui yang kita inginkan, kita membutuhkan jumlah mol air. Untungnya, ini dapat dihitung dari massa air menggunakan persamaan berikut:

Contoh bilangan Avogadro dalam kimia

Karena kita memiliki berat molekul air (PM) yang secara numerik sama dengan massa molarnya (tetapi dengan satuan yang berbeda), maka kita sudah memiliki semua yang kita butuhkan untuk menyelesaikan soal tersebut. Kita dapat menghitung mol terlebih dahulu dan kemudian menggantinya ke dalam rumus jumlah partikel, atau kita dapat mengganti pernyataan mol ke dalam persamaan di atas dan melakukan perhitungan tunggal.

Dalam hal ini, kami akan melakukan yang kedua:

Contoh bilangan Avogadro dalam kimia
Contoh bilangan Avogadro dalam kimia

Jadi, dalam 0,500 g setetes air terdapat 1.673,10 22 molekul air. Perhatikan bahwa jumlah molekul, N, adalah bilangan murni. Artinya, tidak memiliki satuan. Kita harus menempatkan satuan di akhir sesuai dengan apa yang kita hitung, dalam hal ini molekul air.

masalah 2

penyataan

Tentukan jumlah ion sulfat dan jumlah atom oksigen total yang terdapat dalam 10 mg sampel aluminium sulfat terhidrasi yang rumusnya adalah Al 2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O. Massa molar garam tersebut adalah 666,42 g.mol -1 .

Larutan

Sekali lagi kita ingin menentukan sejumlah partikel, tetapi dalam kasus ini bukan keseluruhan senyawa (seperti dalam kasus air) tetapi beberapa bagian dari zat. Kita harus mulai dengan mengubah massa menjadi gram karena kita memiliki massa molar dalam gram per mol :

Contoh bilangan Avogadro dalam kimia
Contoh bilangan Avogadro dalam kimia

Dengan data ini kita dapat menghitung jumlah molekul atau satuan rumus dari garam yang ada dalam sampel dengan cara yang sama seperti yang kita lakukan pada soal sebelumnya. Tapi ini bukan yang ingin kami tentukan.

Namun, dari rumus molekul kita dapat menetapkan hubungan stoikiometri sederhana yang memungkinkan kita menghitung apa yang kita butuhkan:

Contoh bilangan Avogadro dalam kimia
Contoh bilangan Avogadro dalam kimia
Contoh bilangan Avogadro dalam kimia

Sekarang, kita dapat melihat dari rumus bahwa terdapat 3 ion sulfat untuk setiap satuan rumus garam. Jadi kita dapat mengubah satuan garam menjadi ion sulfat hanya dengan mengalikan dengan rasio stoikiometri ini:

Contoh bilangan Avogadro dalam kimia
Contoh bilangan Avogadro dalam kimia

Untuk jumlah atom oksigen, kita perlu menambahkan semua oksigen yang ada dalam ion sulfat dan yang ada dalam molekul air:

Contoh bilangan Avogadro dalam kimia
Contoh bilangan Avogadro dalam kimia

Dengan hubungan ini, kami menghitung jumlah oksigen dalam sampel dari jumlah unit rumus seperti yang kami lakukan dengan ion sulfat:

Contoh bilangan Avogadro dalam kimia
Contoh bilangan Avogadro dalam kimia

Referensi

Nomor Avogadro. (2021, 25 Juni). Diperoleh dari https://chem.libretexts.org/@go/page/53765

Nomor Avogadro dan Mole. (2021, 3 Januari). Diperoleh dari https://bio.libretexts.org/@go/page/8788

Brown, T. (2021). Kimia: Sains Pusat (edisi ke-11). London, Inggris: Pearson Education.

Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Kimia (edisi ke-10). Kota New York, NY: MCGRAW-HILL.

Mole dan Konstanta Avogadro. (2020, 15 Agustus). Diambil dari https://chem.libretexts.org/@go/page/1338

-Iklan-

Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados