Kuinka muuntaa rakeet molekyyleiksi

Sisältö

• TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
• Avogadros-numero
• Yhdisteen molekyylipainon löytäminen
• esimerkit
• Molekyylien lukumäärän laskeminen

••• demaerre / iStock / GettyImages

Atomit ja molekyylit ovat äärettömän pieniä, ja mikä tahansa aineen bitti, joka on tarpeeksi suuri punnittavaksi, sisältää niin suuren määrän, että niitä olisi mahdotonta laskea, vaikka voisit nähdä ne. Joten kuinka tutkijat tietävät kuinka monta molekyyliä on tietyssä määrässä tiettyä yhdistettä? Vastaus on, että he luottavat Avogadros-lukuun, joka on atomien lukumäärä yhdisteen moolissa. Niin kauan kuin tiedät yhdisteen kemiallisen kaavan, voit etsiä sitä muodostavien atomien atomipainot ja tiedät yhden moolin painon.Kerro tämä kertoimellasi painollasi ja kerro sitten Avogadros-luvulla - hiukkasten lukumäärä yksikössä, jota kutsutaan mooliksi - löytääksesi näytteestäsi olevien molekyylien lukumäärä.

TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)

Jos tiedät yhdisteen painon grammoina, voit löytää molekyylien lukumäärän etsimällä komponenttiatomien painot, laskemalla kuinka monta moolia sinulla on ja kertomalla se lukumäärä Avogadros-luvulla, joka on 6,02 X 10²³.

Avogadros-numero

Avogadros-numeroa ei ole ottanut käyttöön nimensä, italialainen fyysikko Amadeo Avogadro (1776-1856). Sen sijaan ranskalainen fyysikko Jean Baptiste Perrin ehdotti sitä ensin vuonna 1909. Hän keksi termin määritellessään ensimmäisen lähentämisen tarkkailemalla nesteisiin ja kaasuihin suspendoituneiden mikroskooppisten hiukkasten satunnaisia ​​värähtelyjä. Seuraavat tutkijat, mukaan lukien amerikkalainen fyysikko Robert Millikan, auttoivat tarkentamaan sitä, ja nykyään tutkijat määrittelevät Avogadros-luvun arvoksi 6.02214154 x 10²³ hiukkaset moolia kohti. Olipa aine kiinteässä, kaasumaisessa tai nestemäisessä tilassa, mooli sisältää aina Avogadros-määrän hiukkasia. Se on moolin määritelmä.

Yhdisteen molekyylipainon löytäminen

Jokaisella atomilla on tietty atomimassa, jonka voit etsiä elementtien jaksotaulukosta. Löydät sen numerona aivan elementin nimen alla, ja se annetaan yleensä atomimassayksiköinä. Tämä tarkoittaa yksinkertaisesti, että yksi mooli elementtiä painaa näytetyn määrän grammoina. Esimerkiksi vedyn atomimassa on 1,008. Tämä tarkoittaa, että yksi mooli vetyä painaa 1,008 grammaa.

Molekyylin tai yhdisteen molekyylipainon löytämiseksi sinun on tiedettävä sen kemiallinen kaava. Sen jälkeen voit laskea yksittäisten atomien määrän. Tutkittuaan kunkin elementin atomipainon voit lisätä yhteen kaikki painot saadaksesi yhden moolin painon grammoina.

esimerkit

1. Mikä on vetykaasun molekyylipaino?

Vetykaasu on H-kokoelma₂ molekyylejä, joten kerrotaan atomimassa 2: lla saadaksesi molekyylimassi. Vastaus on, että moolia vetykaasua painaa 2,016 grammaa.

2. Mikä on kalsiumkarbonaatin molekyylipaino?

Kalsiumkarbonaatin kemiallinen kaava on CaCO₃. Kalsiumin atomipaino on 40,078, hiilen 12,011 ja hapen 15999. Kemiallinen kaava sisältää kolme happiatomia, joten kerro happea paino 3: lla ja lisää se kahdelle muulle. Kun teet tämän, löydät yhden moolin kalsiumkarbonaatin painon olevan 100,086 grammaa.

Molekyylien lukumäärän laskeminen

Kun tiedät yhdisteen molekyylipainon, tiedät kuinka paljon kyseisen yhdisteen Avogadros-luku painaa grammoina. Jos haluat löytää näytteessä olevien molekyylien lukumäärän, jaa näytteen paino yhden moolin painolla saadaksesi moolien lukumäärä ja kerro sitten Avogadros-luvulla.

1. Kuinka monta molekyyliä on 50 grammassa vetykaasua (H₂)?

1 moolin H molekyylipaino₂ kaasun määrä on 2,016 grammaa. Jaa tämä grammasi lukumäärään ja kerro kertoimella 6,02 x 10²³ (Avogadros-luku pyöristettynä kahteen desimaaliin). Tulos on (50 grammaa ÷ 2,016 grammaa) X 6,02 x 10²³ = 149,31 X10²³ = 1,49 X 10²⁵ molekyylejä.

2. Kuinka monta kalsiumkarbonaattimolekyyliä on näytteessä, joka painaa 0,25 grammaa?

Yksi mooli kalsiumkarbonaattia painaa 100,086 grammaa, joten 0,25 moolia painaa 0,25 / 100,86 = 0,0025 grammaa. Kerro kertoimella Avogadros-luvulla saadaksesi 0,015 X 10²³ = 1,5 x 10²¹ molekyylit tässä näytteessä.