História čísla Avogadro, jednotky, ako sa vypočítava, používa

On Avogadro číslo Je to ten, ktorý naznačuje, koľko častíc tvorí mol hmoty. Je zvyčajne označovaný so symbolom n_Do alebo l a má mimoriadnu veľkosť: 6,02,10²³, napísané vo vedeckom zápise; Ak sa nepoužíva, musíte napísať úplné: 6020000000000000000000.

Aby sa zabránilo a uľahčilo jeho použitie, je vhodné odkazovať na číslo Avogadra tým, že ho nazýva mol; Toto je názov, ktorý prijíma jednotku zodpovedajúcu takým časticám (atómy, protóny, neutróny, elektróny atď.). Ak teda tucet zodpovedá 12 jednotkám, mol pokrýva n_Do jednotky, zjednodušenie stechiometrických výpočtov.

Číslo Avogadro napísané vo vedeckom zápise. Zdroj: Phaney [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)]

Matematicky nemusí byť číslo Avogadro najväčšie zo všetkých; Ale mimo oblasti vedy, použite ho na označenie množstva akéhokoľvek objektu by prekročilo hranice ľudskej fantázie.

Napríklad krtek ceruziek by znamenal výrobu 6,02,10²³ jednotky, opúšťajúc pokus o Zem bez vašich rastlinných pľúc. Rovnako ako tento hypotetický príklad, mnoho ďalších oplýva, ktoré umožňujú nahliadnuť do veľkoleposti a použiteľnosti tohto čísla pre astronomické množstvá.

Bez_Do A mol narážajú na prehnané množstvo čohokoľvek, čo je užitočné vo vede? Ako je uvedené priamo na začiatku: Umožňujú „počítanie“ veľmi malých častíc, ktorých počet je neuveriteľne obrovský, dokonca aj v zanedbateľnom množstve hmoty.

Najmenší pokles tekutých domovov miliardy častíc, ako aj najsmiešnejšie množstvo určitej pevnej látky, ktorú je možné zvážiť v určitej rovnováhe.

Aby sa nezdržali vedecké zápisy, krtek prichádza na pomoc, čo naznačuje, koľko, viac alebo menej, má látku alebo zlúčeninu vzhľadom na n_Do. Napríklad 1 g striebra zodpovedá okolo 9,10^-3 mol; Inými slovami_Do (5,6,10^{dvadsaťjeden} Atómy Ag, približne).

[TOC]

História

Inšpirácie Amedeo Avogadro

Niektorí ľudia sa domnievajú, že Avogadroovo číslo bolo konštantné určené Lorenzom Romanom Amedeom Carlom Avogadrom z Quaregny a Cerreta, známeho známeho ako Adee Avogadro; Avšak tento vedec-agate, venovaný štúdiu vlastností plynov a inšpirovaných dielami Daltona a Gay-Lussaca, nebol tým, kto zaviedol N_Do.

Dalton, Amadeo Avogadro sa dozvedel, že masy plynov sú kombinované alebo reagujú v konštantných rozmeroch. Napríklad hmotnosť vodíka úplne reaguje s osemkrát vyšším kyslíkom; Keď taký podiel nebol splnený, jeden z týchto dvoch plynov zostal v nadmernom.

Gay-Lussac sa na druhej strane dozvedel, že objem plynu reaguje udržiavaním pevného vzťahu. Teda dva objemy vodíka reagujú s jedným z kyslíka, čím sa vytvoria dva objemy vody (vo forme pary, vzhľadom na vysoké generované teploty).

Môže vám slúžiť: chrómový oxid (iii): Štruktúra, nomenklatúra, vlastnosti, použitia

Molekulárna hypotéza

V roku 1811 Avogadro kondenzoval svoje myšlienky na formulovanie jeho molekulárnej hypotézy, v ktorej vysvetlil, že vzdialenosť, ktorá oddeľuje plynné molekuly, je konštantná, pokiaľ sa tlak alebo teplota nezmení. Táto vzdialenosť potom definuje objem, ktorý môže plyn obsadzovať v rozšírených bariérach (napríklad balón).

Tak, vzhľadom na hmotnosť plynu a, m_Do, a hmotnosť plynu B, m_B, m_Do a m_B Budú mať rovnaký objem v normálnych podmienkach (t = 0 ° C a p = 1 atm), ak obidva ideálne plyny majú rovnaký počet molekúl; To bola hypotéza, dnes zákon Avogadra.

Z jeho pozorovaní tiež odvodil, že vzťah medzi hustotou plynu, opäť k B, je rovnaký ako vzťah jeho relatívnych molekulárnych hmôt (ρ_Do/ρ_B = M_Do/M_B).

Jeho najväčším úspechom bolo predstaviť výraz „molekula“, ako je v súčasnosti známe. Avogadro ošetrený vodík, kyslík a voda ako molekuly a nie ako atómy.

O päťdesiat rokov neskôr

Myšlienka jeho diatomických molekúl zistila silnú rezistenciu medzi chemikmi devätnásteho storočia. Zatiaľ čo Amadeo Avogadro dal fyzikálne kurzy na univerzite v Turíne, jeho práca nebola veľmi dobre prijatá a pod tieňom experimentov a pozorovaní chemikálií väčšej renomovanej bola jeho hypotéza pochovaná päťdesiat rokov.

Ani príspevok dobre známeho vedca André Ampere, ktorý podporoval Avogadrovu hypotézu, stačil na to, aby to chemikálie vážne zvážili

Nebolo nič iné ako v Karlsruhe Kongrese v Nemecku z roku 1860, že mladý taliansky chemik, Stanislao Cannizzaro, zachránil Avogadrovu prácu v reakcii na chaos kvôli nedostatku atómových hmôt a spoľahlivých a solídnych chemických rovníc.

Narodenie pojmu

Čo je známe podľa „Avogadro Number“, predstavil francúzsky fyzik Jean Baptiste Perrin, takmer o sto rokov neskôr. Určené približné n_Do Rôznymi metódami z jeho práce na Brownovom hnutí.

Čo je a jednotky

Atómový a molekula-gram

Avogadro číslo a mol súvisia; Druhá však existovala pred prvým.

Známa relatívne hmotnosti atómov, atómová hmotnostná jednotka (UMA) bola zavedená ako dvanásť časť atómu izotopu uhlíka 12; Približne, hmotnosť protónu alebo neutrónu. Týmto spôsobom bolo známe, že uhlík bol dvanásťkrát ťažší ako vodík; Čo je rovnocenné povedať, ¹²C váži 12U a ¹H wes 1 u.

Koľko hmoty sa však uma skutočne rovná? Okrem toho, čo by bolo možné zmerať cesto na také malé častice? Potom vzniklo z myšlienky atómového gramu a molekuly, ktoré boli následne nahradené molom. Tieto jednotky pohodlne spojili gram s UMA takto:

Môže vám slúžiť: oxalát amónneho

12 g ¹²C = n · ma

Množstvo atómov N ¹²C, vynásobený jeho atómovou hmotnosťou, dáva numericky identickú hodnotu relatívnej atómovej hmotnosti (12 UMA). Preto 12 g ¹²C bol rovnocenný s atómovým gramom; 16 g z ¹⁶Alebo na atómový spev kyslíka; 16 g Cho₄, Molekula-gram pre metán, a teda s inými prvkami alebo zlúčeninami.

Molárne masy a mol

Atóm-gram a molekula-gram, viac ako jednotky, pozostávali z molárnych hmôt atómov a molekúl.

Definícia Mol je teda: jednotka určená pre počet atómov prítomných v 12 g čistého uhlíka (alebo 0,012 kg). A z toho, n pokračoval v označení ako n_Do.

Číslo Avogadro potom formálne pozostáva z počtu atómov, ktoré tvoria takých 12 g uhlíka 12; A jej jednotkou je mol a jej deriváty (Kmol, MMOL, LB-MOL, atď.).

Molárne hmoty sú molekulárne (alebo atómové) masy exprimované podľa krtkov.

Napríklad molárna hmotnosť O₂ Je 32 g/mol; to znamená, že krtek molekúl kyslíka má hmotnosť 32 g a molekula alebo₂ Má molekulárnu hmotnosť 32 u. Podobne, molárna hmotnosť H je 1 g/mol: jeden mol H má hmotnosť 1 g a atóm H má atómovú hmotnosť 1 U.

Ako sa vypočíta číslo Avogadro

Koľko stojí jeden mol? Aká hodnota robí n_Do takže atómové a molekulárne hmotnosti majú rovnakú numerickú hodnotu ako molárne masy? Aby som to vedel, musí sa vyriešiť nasledujúca rovnica:

12 g ¹²C = n_Do· Ma

Ale MA je 12 Uma.

12 g ¹²C = n_Do· 12um

Ak viete, koľko má Uma hodnota (1 667 10^-24 g), môžete priamo vypočítať n_Do:

N_Do = (12g/2 · 10^-23g)

= 5 998 · 10²³ atómy ¹²C

Je toto číslo rovnaké ako začiatok článku rovnaké? Nie. Zatiaľ čo desatinné miesta hrajú proti, existuje mnoho presnejších výpočtov na určenie n_Do.

Presnejšie metódy merania

Ak je definícia molu predtým známa, najmä jeden mol elektrónov a elektrický náboj, ktorý prenášajú (približne 96500 c/mol), pričom pozná zaťaženie jednotlivého elektrónu (1.602 × 10^-19C), môžete vypočítať n_Do Týmto spôsobom:

N_Do = (96500 c/1.602 × 10^-19C)

= 6.0237203 · 10²³ elektróny

Táto hodnota vyzerá ešte lepšie.

Ďalším spôsobom, ako ho vypočítať, pozostáva z x -rias kryštalografických techník pomocou 1 kg ultra čistej kremíkovej gule. Na tento účel sa používa vzorec:

N_Do = n(V_alebo/V_m)

Kde n Je to počet atómov prítomných v jednotkovej bunke kremíkového skla (n= 8) a v_alebo a v_m sú objemy jednotkovej bunky a moláru. Poznanie premenných pre kremíkový kryštál môžete touto metódou vypočítať číslo Avogadro.

Môže vám slúžiť: Tiocyanát draselný (KSCN): Štruktúra, vlastnosti, použitia

Žiadosti

Číslo Avogadro umožňuje vyjadriť priepastné množstvá elementárnych častíc v jednoduchých gramoch, ktoré sa dajú merať v analytických alebo základných stupniciach. Nielen toto: ak sa atómová vlastnosť vynásobí n_Do, Jeho prejav sa získa v makroskopických mierkach, viditeľné na svete a voľným okom.

Preto a z veľkého dôvodu sa hovorí, že toto číslo funguje ako most medzi mikroskopickým a makroskopickým. Často sa vyskytuje najmä vo fyzikálnom konaní, keď sa snaží spojiť správanie molekúl alebo iónov s správaním ich fyzických fáz (tekutina, sóda alebo tuhá látka).

Vyriešené cvičenia

Vo výpočtoch Oddiel Oddiel Dva príklady cvičení boli riešené pomocou n_Do. Ďalej budú dvaja ďalší vyriešení.

Cvičenie 1

Aká je hmotnosť molekuly H₂Ani?

Ak je známe, že jeho molárne cesto je 18 g/mol, potom mol h molekúl₂Alebo má hmotnosť 18 gramov; Ale otázka sa nazýva individuálna molekula, sama. Na výpočet potom je jeho hmota vyrobená z konverzných faktorov:

(18g/mol h₂O) · (mol h₂O/6,02 · 10²³ H₂O) = 2,99 · 10^-23 G/Molecula H₂Ani

To znamená molekula H₂Alebo má hmotnosť 2,99,10^-23 g.

Cvičenie 2

Koľko kovových atómov Disposio (DY) bude obsahovať kúsok toho istého, ktorého hmotnosť je 26 g?

Atómové cesto disposio je 162,5 U, rovnajúce sa 162,5 g/mol pomocou čísla Avogadro. Opäť sa vykonávajú konverzné faktory:

(26 g) · (mol dy/162,5 g) · (6,02,0²³ atómy dy/mol dy) = 9,63 · 10²² atómy farbiva

Táto hodnota je 0,16 -krát menšia ako n_Do (9,63 · 10²²/6.02 · 10²³), A preto má tento kus 0,16 mólov tenniu (tiež schopný vypočítať s 26/162.5).

Odkazy

1. Wikipedia. (2019). Konštanta Avogadro. Zdroj: In.Wikipedia.orgán
2. Atteberry Jonathan. (2019). Aké je číslo Avogadra? Howstuffwork. Získané z: vedy.Howstuffwork.com
3. Ryan Benoit, Michael Thai, Charlie Wang a Jacob Gomez. (2. mája 2019). Mole a Avogadroova konštanta. Chémia librettexts. Získané z: Chem.Librettexts.orgán
4. Dň. (s.F.). História Avogadra číslo: 6.02 krát 10 až 23^Rd. Získané z: Moleday.orgán
5. HelMestine, Anne Marie, PH.D. (6. januára 2019). Experimentálne stanovenie čísla Avogadra. Zotavené z: Thoughtco.com
6. Tomás Germán. (s.F.). Avogadro číslo. IES Domingo Miral. Získané z: iedmjac.Vzdeláva.Aragón.je
7. Joaquín San Frutos Fernández. (s.F.). AVOGADRO Číslo a koncept mol. Získané z: Encina.pnent.Mec.je
8. Bernardo Herradón. (3. september 2010). Karlsruhe Kongres: 150 rokov. Získané z: Madrimasd.orgán
9. George M. Bodner. (16. februára 2004). Ako bolo stanovené číslo Avogadra? Vedecký Američan. Zotavené z: vedeckého Američana.com