Zgodovina številk Avogadro, enote, kako se izračuna, uporablja

On Številka Avogadro To je tisto, ki označuje, koliko delcev sestavlja mol snovi. Običajno je označen s simbolom n_Do ali l in ima izjemno velikost: 6,02 · 10²³, napisano v znanstvenem zapisu; Če se ne uporabljate, bi morali napisati popolno: 6020000000000000000000.

Da bi se izognili in olajšali njeno uporabo, se je primerno sklicevati na številko Avogadro, tako da jo pokličete Mol; To je ime, ki sprejema enoto, ki ustreza takšnim delcem (atomi, protoni, nevtroni, elektroni itd.). Če torej ducat ustreza 12 enotami, mol pokriva n_Do enote, poenostavljene stehiometrične izračune.

Številka Avogadro, napisana v znanstvenem zapisu. Vir: Phaney [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)]

Matematično številka Avogadro morda ni največja od vseh; Toda zunaj področja znanosti uporabite, da označite količino katerega koli predmeta, bi preseglo meje človeške domišljije.

Na primer, krt svinčnikov bi pomenil izdelavo 6,02 · 10²³ enote, če poskusite zemljo brez rastlinskih pljuč. Tako kot ta hipotetični primer je veliko drugih, ki omogočajo ogled veličastnosti in uporabnosti te številke za astronomske količine.

Brez_Do In mol aludira na pretirane količine česar koli, kar je uporabnost v znanosti? Kot je navedeno prav na začetku: omogočajo "štetje" zelo majhnih delcev, katerih število je neverjetno obsežno tudi v nepomembnih količinah snovi.

Najmanjša kapljica tekočine ima milijarde delcev, pa tudi najbolj smešna količina določene trdne snovi, ki jo je mogoče tehtati v nekem ravnovesju.

Da se ne zateče k znanstvenim zapisom, si mag priskoči na pomoč, kar kaže na to, koliko, bolj ali manj, ima snov ali spojino glede na n_Do. Na primer, 1 g srebra ustreza okoli 9 · 10^-3 mol; Z drugimi besedami_Do (5.6 · 10^enaindvajset Ag atomi, približno).

[TOC]

Zgodovina

Navdihi Amedeo Avogadro

Nekateri verjamejo, da je bilo število Avogadro stalno določeno Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro iz Quaregna in Cerreto, bolj znan kot Amedee Avogadro; Vendar ta znanstvenik, ki se spopada, posvečen preučevanju lastnosti plinov in navdihnjen z dela Daltona in Gay-Lussac, ni bil tisti, ki je predstavil N_Do.

Dalton, Amadeo Avogadro je izvedel, da se mase gase združijo ali reagirajo v stalnih razmerjih. Na primer, masa vodika popolnoma reagira z osemkrat večjimi kisik; Ko takšen delež ni bil izpolnjen, je eden od obeh plinov ostal v presežku.

Gay-Lussac se je na drugi strani naučil, da količine gaze reagirajo z vzdrževanjem fiksnega razmerja. Tako se dva količina vodika reagirata z enim od kisika, da nastane dva volumna vode (v obliki pare, glede na visoke nastale temperature).

Vam lahko služi: krom oksid (iii): struktura, nomenklatura, lastnosti, uporabe

Molekularna hipoteza

Leta 1811 je Avogadro kondenziral svoje ideje, da bi oblikoval svojo molekularno hipotezo, v kateri je pojasnil, da je razdalja, ki ločuje plinaste molekule, konstantna, dokler se tlak ali temperatura ne spreminja. Ta razdalja nato določa količino, ki jo plin lahko zasede v razširljivih ovirah (na primer balon).

Tako glede na maso plina a, m_Do, in masa plina b, m_B, m_Do in m_B V normalnih pogojih bodo imeli enak volumen (t = 0 ° C in p = 1 atm), če imata oba idealna plina enako število molekul; To je bila hipoteza, današnji zakon, Avogadro.

Iz svojih opazovanj je tudi ugotovil, da je odnos med gostoto plina, spet na in B, enak kot pri njegovih relativnih molekulskih masah (ρ_Do/ρ_B = M_Do/M_B).

Njegov največji uspeh je bil uvesti izraz "molekula", kot je trenutno znano. Avogadro obdelani vodik, kisik in vodo kot molekule in ne kot atomi.

Petdeset let kasneje

Ideja o njegovih diatomskih molekulah je našla močno odpornost med kemiki devetnajstega stoletja. Medtem ko je Amadeo Avogadro na Univerzi v Torinu dal fizične tečaje, njegovo delo ni bilo zelo dobro sprejeto in pod senco eksperimentov in opazovanj kemikalij večjih priznanj je bila njegova hipoteza pokopana petdeset let.

Niti prispevek dobro znanega znanstvenika Andréja Ampereja, ki je podpiral hipotezo Avogadro, ni bil dovolj, da bi ga kemikalije resno upoštevali

V kongresu Karlsruhe v Nemčiji leta 1860 ni bilo nič drugega kot mladi italijanski kemik Stanislao Cannizzaro, ki je rešil delo Avogadro kot odgovor na kaos zaradi pomanjkanja atomskih mas in zanesljivih in trdnih kemičnih enačb.

Rojstvo izraza

Kar je znano "Avogadro Number", je uvedel francoski fizik Jean Baptiste Perrin, skoraj sto let pozneje. Določeno približno n_Do Z različnimi metodami od njegovega dela na Brownovem gibanju.

Kaj je in enote

Atom-gram in molekula

Številka Avogadro in mol sta povezana; Vendar je drugi obstajal pred prvim.

Znana relativna masa atomov je bila atomska masna enota (UMA) uvedena kot dvanajstletni del atoma ogljikovega izotopa 12; Približno masa protona ali nevtrona. Na ta način je bilo znano, da je bil ogljik dvanajstkrat težji od vodika; Kaj je enakovredno reči, ¹²C tehta 12U in ¹H wes 1 u.

Vendar, koliko mase je UMA res enaka? Poleg tega bi bilo mogoče meriti testo tako majhnim delcem? Potem je izhajalo iz ideje o atomu in molekule, ki sta jih pozneje nadomestila z mol. Te enote so prikladno povezale gram z UMA na naslednji način:

Vam lahko služi: amonijev oksalat

12 g ¹²C = n · ma

Številni N atomi ¹²C, pomnoženo z atomsko maso, daje številčno identično vrednost relativni atomski masi (12 UMA). Zato je 12 g od ¹²C je bil enakovreden atomu; 16 g od ¹⁶Ali, do atoma kisika; 16 g Cho₄, Molekularni gram za metan in s tem z drugimi elementi ali spojinami.

Molarne mase in mol

Atom-gram in molekulski gram, več kot enote, so sestavljali molarne mase atomov oziroma molekul.

Tako je definicija MOL: enota, določena za število atomov, ki so prisotni v 12 g čistega ogljika (ali 0,012 kg). In njen del je N nadaljeval kot n_Do.

Nato je številka Avogadro formalno sestavljena iz števila atomov, ki sestavljajo takšnih 12 g ogljika 12; In njegova enota je mol in njeni derivati ​​(KMOL, MMOL, LB-MOL itd.).

Molarne mase so molekularne (ali atomske) mase, izražene v skladu z moli.

Na primer molarna masa O₂ Je 32 g/mol; to pomeni, da ima mol molekul kisika maso 32 g in molekulo ali₂ Ima molekulsko maso 32 u. Prav tako je molarna masa H 1 g/mol: en mol H ima maso 1 g, atom H pa ima atomsko maso 1 U.

Kako se izračuna avogadro

Koliko je en mol? Kakšno vrednost ima n_Do tako da imajo atomske in molekularne mase enako številčno vrednost kot molarne mase? Če želite vedeti, je treba rešiti naslednjo enačbo:

12 g ¹²C = n_Do· Ma

Toda ma je 12 uma.

12 g ¹²C = n_Do· 12um

Če veste, koliko je vreden UMA (1.667 10^{-24. 24} g), lahko neposredno izračunate n_Do:

N_Do = (12G/2 · 10^-23G)

= 5.998 · 10²³ atomi ¹²C

Je ta številka enaka začetku članka? Ne. Medtem ko se decimali igrajo proti, obstaja veliko natančnejših izračunov za določitev n_Do.

Natančnejše metode merjenja

Če je definicija mol prej znana, zlasti en mol elektronov in električni naboj, ki ga nosijo (približno 96500 c/mol), poznajo obremenitev posameznega elektrona (1.602 × 10⁻¹⁹C), lahko izračunate n_Do Tudi na ta način:

N_Do = (96500 c/1.602 × 10⁻¹⁹C)

= 6.0237203 · 10²³ elektroni

Ta vrednost je videti še bolje.

Drug način za izračun je sestavljen iz rentgenskih kristalografskih tehnik z uporabo 1 kg ultra čiste silicijeve sfere. Za to se uporablja formula:

N_Do = n(V_ali/V_m)

Kje n To je število atomov, ki so prisotni v enotni celici silicijevega stekla (n= 8) in V_ali in v_m so količine enotne celice in molarja. Če poznate spremenljivke za silicijev kristal, lahko s to metodo izračunate številko Avogadro.

Lahko vam služi: kalijev tiocianat (KSCN): struktura, lastnosti, uporabe

Prijave

Številka AVOGAdro omogoča izražanje brezročnih količin osnovnih delcev v preprostih gramih, ki jih je mogoče izmeriti v analitičnih ali rudimentarnih lestvicah. Ne samo to: če atomsko lastnost pomnoži n_Do, Njegova manifestacija bo pridobljena na makroskopskih lestvicah, vidnih na svetu in s prostim očesom.

Zato in z velikim razlogom pravimo, da ta številka deluje kot most med mikroskopskim in makroskopskim. Pogosto ga najdemo zlasti v fizikalnici, ko poskušate povezati vedenje molekul ali ionov z vedenjem njihovih fizikalnih faz (tekočina, soda ali trdna).

Rešene vaje

V razdelku izračunov sta bili obravnavani dva primera vaj z n_Do. Nato bosta rešena še dva.

Vaja 1

Kaj je masa molekule H₂Tudi?

Če je znano, da je molsko testo 18 g/mol, potem mol molekul H₂Ali ima maso 18 gramov; Toda vprašanje aludira na posamezno molekulo, samo. Za izračun je njegova masa narejena iz pretvorbenih faktorjev:

(18G/mol h₂O) · (mol h₂O/6.02 · 10²³ H₂O) = 2,99 · 10^-23 G/molekula h₂Tudi

To je h molekula₂Ali ima maso 2,99 · 10^-23 g.

Vaja 2

Koliko kovinskih atomov disposio (dy) bo vsebovalo kos istega, katerega masa je 26 g?

Atomsko testo disposio je 162,5 U, enako 162,5 g/mol z uporabo številke Avogadro. Spet se izvajajo faktorji pretvorbe:

(26 g) · (mol dy/162,5G) · (6,02 · 10²³ atomi dy/mol dy) = 9,63 · 10²² atomi dy

Ta vrednost je 0,16 -krat manjša od n_Do (9,63 · 10²²/6.02 · 10²³), Zato ima ta kos 0,16 molov tenija (lahko tudi izračuna z 26/162.5).

Reference

1. Wikipedija. (2019). Avogadro Constant. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org
2. Atteberry Jonathan. (2019). Kaj je številka Avogadro? Kakovostno delo. Okrevano od: znanost.Kakovostno delo.com
3. Ryan Benoit, Michael Thai, Charlie Wang in Jacob Gomez. (02. maja 2019). Konstanta krta in Avogadro. Kemija librettexts. Okrevano od: kem.Librettexts.org
4. Mole dan. (s.F.). Zgodovina številke Avogadro: 6.02 krat 10 do 23^Rd. Okreval od: Moleday.org
5. Čelada, Anne Marie, ph.D. (6. januar 2019). Eksperimentalna določitev številke Avogadro. Okreval od: Thoughtco.com
6. Tomás Germán. (s.F.). Številka Avogadro. Ies Domingo Miral. Okrevano od: IESDMJAC.Educa.Aragon.je
7. Joaquín San Frutos Fernández. (s.F.). Avogadro številka in koncept mol. Okrevano od: encina.pntic.Mec.je
8. Bernardo Herradón. (3. september 2010). Kongres Karlsruhe: 150 let. Okreval od: madrimasd.org
9. George m. Bodner. (16. februar 2004). Kako je bila določena številka Avogadro? Znanstveni ameriški. Okreval od: znanstveni ameriški.com