Sejarah nombor Avogadro, unit, bagaimana ia dikira, menggunakan

Dia Nombor avogadro Ia adalah salah satu yang menunjukkan berapa banyak zarah yang membentuk mol bahan. Biasanya ditetapkan dengan simbol n_Ke atau l, dan mempunyai magnitud yang luar biasa: 6.02 · 10²³, ditulis dalam notasi saintifik; Sekiranya tidak digunakan, anda perlu menulis lengkap: 602000000000000000000000.

Untuk mengelakkan dan memudahkan penggunaannya, ia adalah mudah untuk merujuk kepada nombor Avogadro dengan memanggilnya mol; Ini adalah nama yang menerima unit yang sepadan dengan zarah tersebut (atom, proton, neutron, elektron, dll.). Oleh itu, jika sedozen sepadan dengan 12 unit, mol meliputi n_Ke unit, memudahkan pengiraan stoikiometri.

Nombor avogadro yang ditulis dalam notasi saintifik. Sumber: Phaney [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0)]

Secara matematik, nombor Avogadro mungkin bukan yang terbesar dari semua; Tetapi di luar bidang sains, gunakannya untuk menunjukkan jumlah objek akan melebihi had imaginasi manusia.

Sebagai contoh, tahi lalat pensil akan membayangkan pembuatan 6.02 · 10²³ unit, meninggalkan percubaan bumi tanpa paru -paru tumbuhan anda. Seperti contoh hipotesis ini, banyak lagi yang berlimpah, yang membolehkan untuk melihat keindahan dan kebolehgunaan nombor ini untuk kuantiti astronomi.

Tanpa_Ke Dan mol merujuk kepada jumlah yang terlalu tinggi, apakah utiliti dalam sains? Seperti yang dinyatakan tepat pada mulanya: mereka membenarkan "menghitung" zarah yang sangat kecil, yang jumlahnya sangat luas walaupun dalam jumlah perkara yang tidak penting.

Penurunan terkecil dari rumah cecair berbilion zarah, serta jumlah yang paling tidak masuk akal dari pepejal tertentu yang dapat ditimbang dalam beberapa keseimbangan.

Agar tidak menggunakan notasi saintifik, tahi lalat datang untuk membantu, menunjukkan berapa banyak, lebih kurang, ia mempunyai bahan atau kompaun berkenaan dengan n_Ke. Contohnya, 1 g perak sepadan sekitar 9 · 10^-3 mol; Dalam kata lain_Ke (5.6 · 10^{dua puluh satu} Atom ag, kira -kira).

[TOC]

Sejarah

Inspirasi Amedeo Avogadro

Sesetengah orang percaya bahawa nombor Avogadro adalah berterusan yang ditentukan oleh Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro dari Quaregna dan Cerreto, yang lebih dikenali sebagai Amedee Avogadro; Walau bagaimanapun, ahli sains saintis ini, yang didedikasikan untuk mengkaji sifat-sifat gas, dan diilhamkan oleh karya-karya Dalton dan Gay-Lussac, bukan orang yang memperkenalkan N_Ke.

Dalton, Amadeo Avogadro mengetahui bahawa massa gas digabungkan atau bertindak balas dalam perkadaran berterusan. Sebagai contoh, jisim hidrogen bertindak balas sepenuhnya dengan oksigen lapan kali lebih tinggi; Apabila perkadaran seperti itu tidak dipenuhi, salah satu daripada dua gas kekal berlebihan.

Gay-Lussac, sebaliknya, mengetahui bahawa jumlah gas bertindak balas dengan mengekalkan hubungan tetap. Oleh itu, dua jilid hidrogen bertindak balas dengan salah satu oksigen untuk menghasilkan dua jilid air (dalam bentuk stim, memandangkan suhu tinggi dihasilkan).

Boleh melayani anda: Chrome Oxide (III): Struktur, Tatanama, Hartanah, Kegunaan

Hipotesis molekul

Pada tahun 1811 Avogadro memendekkan ideanya untuk merumuskan hipotesis molekulnya, di mana beliau menjelaskan bahawa jarak yang memisahkan molekul gas adalah malar selagi tekanan atau suhu tidak berubah. Jarak ini, kemudian, mentakrifkan kelantangan bahawa gas boleh diduduki dalam halangan yang boleh diperkembangkan (balon, sebagai contoh).

Oleh itu, diberi jisim gas a, m_Ke, dan jisim gas b, m_B, m_Ke dan m_B Mereka akan mempunyai jumlah yang sama dalam keadaan normal (t = 0ºC, dan p = 1 atm) jika kedua -dua gas ideal mempunyai bilangan molekul yang sama; Ini adalah hipotesis, undang -undang hari ini, Avogadro.

Dari pemerhatiannya, dia juga menyimpulkan bahawa hubungan antara kepadatan gas, sekali lagi ke dan b, adalah sama dengan massa molekul relatifnya (ρ_Ke/ρ_B = M_Ke/M_B).

Kejayaan terbesarnya ialah memperkenalkan istilah 'molekul' seperti yang kini dikenali. Avogadro dirawat hidrogen, oksigen dan air sebagai molekul dan bukan sebagai atom.

Lima puluh tahun kemudian

Idea molekul diatomiknya mendapati rintangan yang kuat di kalangan ahli kimia abad kesembilan belas. Walaupun Amadeo Avogadro memberikan kelas fizik di University of Turin, karyanya tidak diterima dengan baik dan, di bawah bayang -bayang eksperimen dan pemerhatian bahan kimia yang terkenal, hipotesisnya dikebumikan selama lima puluh tahun.

Tidak juga sumbangan saintis yang terkenal André Ampere, yang menyokong hipotesis Avogadro, sudah cukup untuk bahan kimia untuk mempertimbangkannya dengan serius

Tidak lain hanyalah di Kongres Karlsruhe, Jerman pada tahun 1860, bahawa ahli kimia Itali muda, Stanislao Cannizzaro, menyelamatkan kerja Avogadro sebagai tindak balas kepada kekacauan kerana kekurangan massa atom dan persamaan kimia yang boleh dipercayai dan pepejal dan pepejal dan pepejal.

Kelahiran istilah

Apa yang dikenali oleh 'Nombor Avogadro' diperkenalkan oleh ahli fizik Perancis Jean Baptiste Perrin, hampir seratus tahun kemudian. Ditentukan anggaran n_Ke Melalui kaedah yang berbeza dari karyanya pada pergerakan Brownian.

Apa itu dan unit

Atom-gram dan molekul-gram

Nombor Avogadro dan mol berkaitan; Walau bagaimanapun, yang kedua wujud sebelum yang pertama.

Dikenali jisim atom relatif, unit jisim atom (UMA) diperkenalkan sebagai dua belas bahagian atom isotop karbon 12; Kira -kira, jisim proton atau neutron. Dengan cara ini, diketahui bahawa karbon adalah dua belas kali lebih berat daripada hidrogen; Apa yang setara dengan mengatakan, ¹²C berat 12u, dan ¹H wes 1 u.

Namun, berapa banyak jisim yang sama dengan UMA? Di samping itu, apa yang mungkin untuk mengukur doh ke zarah -zarah kecil seperti itu? Kemudian ia timbul dari idea atom-gram dan molekul-gram, yang kemudiannya digantikan oleh mol. Unit -unit ini dengan mudah menghubungkan gram dengan UMA seperti berikut:

Boleh melayani anda: ammonium oxalate

12 g ¹²C = n · ma

Sebilangan atom N ¹²C, didarab dengan jisim atomnya, memberikan nilai yang sama secara numerik kepada jisim atom relatif (12 UMA). Oleh itu, 12 g dari ¹²C bersamaan dengan gram atom; 16 g dari ¹⁶Atau, kepada atom oksigen; 16 g cho₄, Gram molekul untuk metana, dan dengan itu dengan unsur atau sebatian lain.

Massa molar dan mol

Atom-gram dan molekul-gram, lebih daripada unit, terdiri daripada massa molar atom dan molekul, masing-masing.

Oleh itu, definisi Mol adalah: unit yang ditetapkan untuk bilangan atom yang terdapat dalam 12 g karbon tulen (atau 0.012 kg). Dan untuk bahagiannya, n terus menunjukkan sebagai n_Ke.

Kemudian, nombor Avogadro secara rasmi terdiri daripada bilangan atom yang membentuk 12 g karbon 12; Dan unitnya adalah mol dan derivatifnya (kmol, mmol, lb-mol, dll.).

Massa molar adalah massa molekul (atau atom) yang dinyatakan mengikut tahi lalat.

Sebagai contoh, jisim molar o₂ Ia adalah 32g/mol; iaitu, tahi lalat molekul oksigen mempunyai jisim 32 g, dan molekul atau₂ Ia mempunyai jisim molekul 32 u. Begitu juga, jisim molar h ialah 1g/mol: satu tahi lalat h mempunyai jisim 1 g, dan atom h mempunyai jisim atom 1 u.

Bagaimana nombor avogadro dikira

Berapa mol? Apa nilai n_Ke Jadi jisim atom dan molekul mempunyai nilai berangka yang sama seperti massa molar? Untuk mengetahui, persamaan berikut mesti diselesaikan:

12 g ¹²C = n_Ke· Ma

Tetapi ma adalah 12 ma.

12 g ¹²C = n_Ke· 12um

Sekiranya anda tahu berapa UMA bernilai (1,667 10^-24 g), anda boleh mengira n secara langsung_Ke:

N_Ke = (12g/2 · 10^-23g)

= 5,998 · 10²³ atom ¹²C

Adakah nombor ini sama dengan permulaan artikel yang sama? Tidak. Walaupun perpuluhan bermain, terdapat banyak pengiraan yang lebih tepat untuk menentukan n_Ke.

Kaedah pengukuran yang lebih tepat

Jika definisi mol sebelum ini diketahui, terutamanya satu mol elektron dan caj elektrik yang mereka bawa (kira -kira 96500 c/mol), mengetahui beban elektron individu (1.602 × 10^-19C), anda boleh mengira n_Ke Juga dengan cara ini:

N_Ke = (96500 c/1.602 × 10^-19C)

= 6.0237203 · 10²³ elektron

Nilai ini kelihatan lebih baik.

Cara lain untuk mengira ia terdiri daripada teknik kristalografi x -ray, menggunakan sfera silikon 1 kg ultra tulen. Untuk melakukan ini, formula digunakan:

N_Ke = n(V_atau/V_m)

Di mana n Ia adalah bilangan atom yang terdapat dalam sel unit kaca silikon (n= 8), dan v_atau dan v_m masing -masing adalah jumlah sel unit dan molar. Mengetahui pembolehubah untuk kristal silikon, anda boleh mengira nombor avogadro dengan kaedah ini.

Ia boleh melayani anda: kalium tiocyanate (kscn): struktur, sifat, kegunaan

Aplikasi

Nombor avogadro membolehkan untuk menyatakan jumlah zarah asas yang tidak jelas dalam gram mudah, yang boleh diukur dalam skala analisis atau asas. Bukan sahaja ini: jika harta atom didarabkan oleh n_Ke, manifestasinya akan diperolehi pada skala makroskopik, dapat dilihat di dunia dan dengan mata kasar.

Oleh itu, dan dengan alasan yang baik, dikatakan bahawa nombor ini berfungsi sebagai jambatan antara mikroskopik dan makroskopik. Ia sering dijumpai terutamanya dalam fizikokimia, ketika cuba menghubungkan tingkah laku molekul atau ion dengan fasa fizikal mereka (cecair, soda atau pepejal).

Latihan yang diselesaikan

Dalam pengiraan seksyen dua contoh latihan ditangani menggunakan n_Ke. Seterusnya, dua yang lain akan diselesaikan.

Latihan 1

Berapakah jisim molekul h₂Sama ada?

Sekiranya diketahui bahawa adunan molarnya adalah 18 g/mol, maka mol molekul h₂Atau mempunyai jisim 18 gram; Tetapi persoalannya merujuk kepada molekul individu, bersendirian. Untuk mengira maka jisimnya diperbuat daripada faktor penukaran:

(18g/mol h₂O) · (mol h₂O/6.02 · 10²³ H₂O) = 2.99 · 10^-23 G/molecula h₂Sama ada

Iaitu, molekul h₂Atau ia mempunyai jisim 2.99 · 10^-23 g.

Latihan 2

Berapa banyak atom logam disposio (dy) akan mengandungi sekeping yang sama yang jisimnya adalah 26 g?

Adonan atom disposio adalah 162.5 u, sama dengan 162.5 g/mol menggunakan nombor avogadro. Sekali lagi, faktor penukaran dijalankan:

(26 g) · (mol dy/162.5g) · (6.02 · 10²³ atom dy/mol dy) = 9.63 · 10²² atom dy

Nilai ini 0.16 kali lebih kecil daripada n_Ke (9.63 · 10²²/6.02 · 10²³), Dan oleh itu, sekeping ini mempunyai 0.16 mol Tennium (juga dapat mengira dengan 26/162.5).

Rujukan

1. Wikipedia. (2019). Avogadro Constant. Diperoleh dari: dalam.Wikipedia.org
2. Atteberry Jonathan. (2019). Apa itu nombor Avogadro? Howstuffwork. Pulih dari: sains.Howstuffwork.com
3. Ryan Benoit, Michael Thai, Charlie Wang dan Jacob Gomez. (02 Mei 2019). Mole dan Avogadro tetap. Kimia Librettexts. Pulih dari: chem.Libretxts.org
4. Hari Mol. (s.F.). Sejarah Nombor Avogadro: 6.02 kali 10 hingga 23^Rd. Pulih dari: moleday.org
5. Helmestine, Anne Marie, Ph.D. (6 Januari 2019). Penentuan Eksperimen Nombor Avogadro. Pulih dari: Thoughtco.com
6. Tomás Germán. (s.F.). Nombor avogadro. Ies Domingo Miral. Pulih dari: iesdmjac.Educa.Aragon.adalah
7. Joaquín San Frutos Fernández. (s.F.). Nombor Avogadro dan konsep mol. Pulih dari: Encina.pntic.Mec.adalah
8. Bernardo Herradón. (3 September 2010). Kongres Karlsruhe: 150 tahun. Pulih dari: madrimasd.org
9. George m. Bodner. (16 Februari 2004). Bagaimana nombor Avogadro ditentukan? Scientific American. Pulih dari: Scientific American.com