Tala Avogadros, eða fasti Avogadros (NA ) , táknar fjölda kolefnisatóma í nákvæmlega 12 grömmum af algjörlega hreinu sýni af kolefnis-12 samsætunni . Á sama tíma táknar það fjölda eininga sem er í 1 mól af hvaða efni sem er og hefur gildið 6.022 ,10 23 mól -1 .
Í stuttu máli, skilningur á tölu Avogadros og að vita hvernig á að nota hana til að framkvæma útreikninga í efnafræði er beinasta leiðin til að skilja hugtakið mól, sem er miðlægt í þessari grein vísinda. Þess vegna munum við í þessari grein sýna, skref fyrir skref, hvernig á að leysa tvö dæmigerð efnafræðileg vandamál sem fela í sér notkun Avogadro númersins.
Við byrjum á einföldu vandamáli til að útskýra nauðsynlegar undirstöður og förum síðan yfir í flóknara vandamál sem felur í sér nokkra aðskilda útreikninga.
vandamál 1
yfirlýsingu
Ákvarðu fjölda vatnssameinda í dropa af þessum vökva, vitandi að hann vegur 0.500 g. Gögn: PA H = 1 amu, PA O = 16 amu.
Lausn
Eins og alltaf þegar við ætlum að leysa hvaða vandamál sem er, verðum við að byrja á því að greina yfirlýsinguna og draga úr viðeigandi gögnum. Í þessu tilviki höfum við aðeins sem upplýsingar þá staðreynd að það er vatn, massi dropans og atómþyngd vetnis og súrefnis.
m vatn = 0.500g
Sameindaformúla vatns er H 2 O, þannig að mólþyngd þess er:
Hið óþekkta er fjöldi vatnssameinda, sem er táknaður með stórum staf N. Þannig er það frábrugðið fjölda móla sem er táknað með litlum staf n . Það er að segja:
N vatn = ?
Til að leysa þetta vandamál, sem og flest vandamál sem fela í sér Avogadros fasta, er sambandið milli fjölda agna og fjölda móla notað, sem er eftirfarandi:
Í þessu tiltekna tilviki höfum við áhuga á að finna N, svo við þurfum að endurraða þessari jöfnu. Að auki er alltaf ráðlegt að bera kennsl á bæði fjölda móla sem við erum að reikna út og fjölda agna með viðkomandi efni, atómi eða jóni, til að forðast rugling þegar reiknað er út mól eða fjölda agna af nokkrum efnum í sama vandamál (sem við munum gera í næsta verkefni).
Svo, formúlan sem við munum nota til að finna fjölda vatnsagna verður:
Eins og þú sérð þurfum við fjölda móla af vatni til að reikna út hið óþekkta sem við viljum. Sem betur fer er hægt að reikna þetta út frá massa vatns með því að nota eftirfarandi jöfnu:
Þar sem við höfum mólmassa vatns (PM) sem er tölulega jöfn mólmassa þess (en með mismunandi einingar), þá höfum við nú þegar allt sem við þurfum til að leysa vandamálið. Við getum reiknað mólin fyrst og sett þau síðan í formúluna fyrir fjölda agna, eða við getum skipt út tjáningunni fyrir mól inn í jöfnuna hér að ofan og framkvæmt einn útreikning.
Í þessu tilfelli munum við gera annað:
Þannig að í 0.500 g dropa af vatni eru 1.673.10 22 vatnssameindir. Athugið að fjöldi sameinda, N, er hrein tala. Það er, það hefur engar einingar. Við verðum að setja einingarnar aftast eftir því sem við erum að reikna út, í þessu tilviki, vatnssameindir.
vandamál 2
yfirlýsingu
Ákvarðu fjölda súlfatjóna og fjölda heildar súrefnisatóma sem eru til staðar í 10 mg sýni af vökvuðu álsúlfati með formúluna Al 2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O. Mólmassi saltsins er 666,42 g.mól -1 .
Lausn
Aftur viljum við ákvarða fjölda agna, en í þessu tilfelli er það ekki allt efnasambandið (eins og í tilfelli vatns) heldur sumir hlutar efnisins. Við verðum að byrja á því að umbreyta massanum í grömm þar sem við höfum mólmassann í grömmum á mól :
Með þessum gögnum getum við reiknað út fjölda sameinda eða formúlueininga saltsins sem eru til staðar í sýninu á sama hátt og við gerðum í fyrra dæminu. En þetta er ekki það sem við viljum ákvarða.
Hins vegar, út frá sameindaformúlunni, getum við komið á einföldum stoichiometric samböndum sem gera okkur kleift að reikna út hvað við þurfum:
Núna getum við séð af formúlunni að það eru 3 súlfatjónir fyrir hverja formúlueiningu af salti. Þannig að við getum breytt einingum af salti í súlfatjónir einfaldlega með því að margfalda með þessu stoichiometric hlutfalli:
Fyrir fjölda súrefnisatóma þurfum við að bæta við öllu súrefninu sem er til staðar í súlfatjónunum og þeim sem eru til staðar í vatnssameindunum:
Með þessu sambandi reiknum við fjölda súrefnis í sýninu út frá fjölda formúlueininga eins og við gerðum með súlfatjónir:
Heimildir
Númer Avogadro. (2021, 25. júní). Sótt af https://chem.libretexts.org/@go/page/53765
Númer Avogadro og mól. (2021, 3. janúar). Sótt af https://bio.libretexts.org/@go/page/8788
Brown, T. (2021). Efnafræði: The Central Science (11. útgáfa). London, England: Pearson Education.
Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS og Herranz, ZR (2020). Efnafræði (10. útgáfa). New York City, NY: MCGRAW-HILL.
Mole og Avogadro’s Constant. (2020, 15. ágúst). Sótt af https://chem.libretexts.org/@go/page/1338
