Pada awal perkembangan teori atom (), A. Avogadro mengemukakan hipotesis mengikut mana, pada suhu dan tekanan yang sama, isipadu gas ideal yang sama mengandungi bilangan molekul yang sama. Kemudian telah ditunjukkan bahawa hipotesis ini adalah akibat yang perlu teori kinetik, dan kini dikenali sebagai undang-undang Avogadro. Ia boleh dirumuskan seperti berikut: satu mol mana-mana gas pada suhu dan tekanan yang sama menduduki isipadu yang sama, di bawah keadaan normal sama. 22,41383 . Kuantiti ini dikenali sebagai isipadu molar gas.
Avogadro sendiri tidak menganggarkan bilangan molekul dalam jumlah tertentu, tetapi dia memahami bahawa ini adalah nilai yang sangat besar. Percubaan pertama untuk mencari bilangan molekul yang menduduki isipadu tertentu telah dibuat pada tahun tersebut J. Loschmidt. Daripada pengiraan Loschmidt ia mengikuti bahawa untuk udara bilangan molekul per unit isipadu ialah 1.81·10 18 cm −3, iaitu kira-kira 15 kali kurang daripada nilai sebenar. Lapan tahun kemudian, Maxwell memberikan anggaran yang lebih hampir "kira-kira 19 juta juta juta" molekul setiap sentimeter padu, atau 1.9 10 19 cm −3. Malah, dalam 1 cm³ gas ideal di keadaan biasa mengandungi 2.68675·10 19 molekul. Kuantiti ini dipanggil nombor Loschmidt (atau pemalar). Sejak itu ia telah dibangunkan nombor besar kaedah bebas untuk menentukan nombor Avogadro. Perjanjian yang sangat baik antara nilai yang diperolehi memberikan bukti kukuh tentang bilangan molekul sebenar.
| Data dalam artikel ini adalah pada Disember 2011. |
Nilai yang diterima secara rasmi untuk nombor Avogadro hari ini diukur pada tahun 2010. Untuk ini, dua sfera yang diperbuat daripada silikon-28 digunakan. Sfera itu diperolehi di Institut Leibniz untuk Kristalografi dan digilap di Pusat Optik Ketepatan Australia dengan begitu lancar sehingga ketinggian tonjolan pada permukaannya tidak melebihi 98 nm. Untuk pengeluaran mereka, silikon-28 ketulenan tinggi digunakan, diasingkan di Institut Kimia Nizhny Novgorod Bahan Ketulenan Tinggi Akademi Sains Rusia daripada silikon tetrafluorida, sangat diperkaya dalam silikon-28, diperolehi di Reka Bentuk Kejuruteraan Mekanikal Pusat Biro di St. Petersburg.
Mempunyai objek yang boleh dikatakan ideal, adalah mungkin untuk mengira dengan ketepatan yang tinggi bilangan atom silikon dalam bola dan dengan itu menentukan nombor Avogadro. Mengikut keputusan yang diperolehi, ia adalah sama dengan 6.02214084(18)×10 23 mol −1 .
Yayasan Wikimedia. 2010.
- (Pemalar Avogadro, simbol L), pemalar sama dengan 6.022231023, sepadan dengan bilangan atom atau molekul yang terkandung dalam satu MOLE bahan ... Kamus ensiklopedia saintifik dan teknikal
Nombor Avogadro- Avogadro konstanta statusas T sritis chemija apibrėžtis Dalelių (atomų, molekulių, jonų) skaičius viename medžiagos molyje, lygus (6.02204 ± 0.000031)·10²³ mol⁻¹. santrumpa(os) Santrumpą žr. Priede. priedas(ai) Grafinis formatas atitikmenys:… … Chemijos terminų aiškinamasi žodynas
Nombor Avogadro- Avogadro konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. pemalar Avogadro; Nombor vok Avogadro. Avogadro Constante, f; Avogadrosche Konstante, f rus. Pemalar Avogadro, f; Nombor Avogadro, n pranc. konstanta d'Avogadro, f; nombre… … Fizikos terminų žodynas
Pemalar Avogadro (nombor Avogadro)- bilangan zarah (atom, molekul, ion) dalam 1 mol bahan (mol ialah jumlah bahan yang mengandungi bilangan zarah yang sama seperti terdapat atom dalam tepat 12 gram isotop karbon 12), dilambangkan dengan simbol N = 6.023 1023. Salah satu daripada ... ... Permulaan sains semula jadi moden
- (Nombor Avogadro), bilangan unsur struktur (atom, molekul, ion atau lain-lain) dalam unit. bilangan va in va (dalam satu jeti). Dinamakan sebagai penghormatan kepada A. Avogadro, NA yang ditetapkan. A.p. ialah salah satu pemalar fizikal asas, penting untuk menentukan kepelbagaian ... Ensiklopedia fizikal
- (Nombor Avogadro; dilambangkan dengan NA), bilangan molekul atau atom dalam 1 mol bahan, NA = 6.022045(31) x 1023 mol 1; nama bernama A. Avogadro... Sains semula jadi. Kamus ensiklopedia
- (Nombor Avogadro), bilangan zarah (atom, molekul, ion) dalam 1 mol dalam va. Ia ditetapkan NA dan bersamaan dengan (6.022045 ... Ensiklopedia kimia
Na = (6.022045±0.000031)*10 23 bilangan molekul dalam mol sebarang bahan atau bilangan atom dalam mol bahan ringkas. Salah satu pemalar asas, dengan bantuannya anda boleh menentukan kuantiti seperti, sebagai contoh, jisim atom atau molekul (lihat... ... Ensiklopedia Collier
Semalam saya berjanji untuk menerangkan perkara ini dalam bahasa yang boleh diakses. Ini penting untuk memahami kimia. Jika anda memahaminya sekali, anda tidak akan melupakannya kemudian.
Kimia mempunyai bahasanya sendiri, seperti mana-mana sains. 2H 2 + O 2 → 2H 2 O - dalam bahasa kimia, rakaman tindak balas pembentukan air daripada bahan ringkas, hidrogen (H) dan oksigen (O). Nombor kecil merujuk kepada bilangan atom (Ia datang selepas simbol unsur kimia), yang besar - kepada bilangan molekul. Daripada persamaan itu jelas bahawa dua molekul hidrogen bergabung dengan satu molekul oksigen dan akibatnya keluar dua molekul air. Perhatian - ini sangat penting untuk difahami! Ia adalah molekul yang bersambung dengan molekul, bukan "gram dengan gram," tetapi molekul dengan molekul.
Perkadaran ini akan sentiasa kekal:
Semuanya akan baik-baik saja, tetapi terdapat dua masalah. Yang pertama masuk kehidupan sebenar kita tidak boleh mengukur satu juta molekul oksigen atau hidrogen. Kita akan dapat mengukur satu gram atau satu tan reagen. Kedua, molekulnya sangat kecil. Terdapat 6.7 x 10 24 daripadanya dalam satu gelas air. Atau, dalam notasi biasa, 6.7 trilion trilion (betul - hampir tujuh trilion kali trilion molekul). Adalah menyusahkan untuk beroperasi dengan nombor sedemikian.
Apakah jalan keluar? Molekul juga mempunyai jisim, walaupun sangat kecil. Kita ambil sahaja jisim satu molekul, darab dengan bilangan molekul dan kami mendapat jisim yang kami perlukan. Kami bersetuju - kami akan menerimanya sejumlah besar molekul (600 bilion trilion keping) dan mencipta untuk jumlah ini unit ukuran khas tahi lalat. Seperti untuk 12 keping sesuatu ada nama istimewa "sedozen", dan apabila mereka bercakap tentang "sepuluh dozen," mereka bermaksud 120 keping. 5 dozen telur = 60 biji. Sama dengan tahi lalat. 1 mol ialah 600 bilion trilion molekul atau, dalam tatatanda matematik, 6.02 10 23 molekul. Iaitu, apabila kita diberitahu "1 mol" hidrogen, kita tahu bahawa kita bercakap tentang 600 bilion trilion molekul hidrogen. Apabila mereka bercakap tentang 0.2 mol air, kita faham bahawa kita bercakap tentang 120 bilion trilion molekul air.
Sekali lagi - pelanduk itu begitu sahaja unit pengiraan, hanya khusus untuk molekul. Seperti "sepuluh", "dozen" atau "juta", hanya lebih banyak lagi.
Meneruskan jadual di atas, anda boleh menulis:
Kami menyelesaikan masalah pertama; menulis 1 mol atau 2 mol adalah lebih mudah daripada 600 bilion trilion molekul atau 1.2 trilion trilion molekul. Tetapi untuk kemudahan sahaja, tidak perlu memagar taman. Masalah kedua, seperti yang kita ingat, adalah peralihan dari bilangan molekul(jangan mengira mereka secara individu!) kepada jisim jirim, kepada fakta bahawa kita boleh mengukur pada skala. Bilangan molekul dalam satu mol ini (ia adalah pelik sedikit, bukan bulat - 6.02·10 23 molekul) telah dipilih atas sebab tertentu. Satu mol molekul karbon mempunyai berat tepat 12 gram.
Jelas bahawa semua molekul adalah berbeza. Terdapat yang besar dan berat - ia mungkin mengandungi banyak atom, atau tidak terlalu banyak, tetapi atom itu sendiri berat. Dan terdapat molekul kecil dan ringan. Untuk setiap atom dan untuk banyak molekul terdapat jadual dengan mereka jisim molar. Iaitu, dengan berat satu mol molekul sedemikian (jika tidak, anda boleh mengira sendiri dengan mudah dengan menjumlahkan jisim molar semua atom yang membentuk molekul). Jisim molar diukur dalam gram/mol (berapa gram berat satu mol, iaitu berapa gram 6.02·10 berat 23 molekul). Kami ingat bahawa tahi lalat hanyalah unit pengiraan. Nah, seolah-olah direktori itu menulis - 1 dozen telur ayam berat 600 gram, dan 1 dozen burung unta seberat 19 kilogram. Sedozen hanyalah kuantiti (12 keping), dan telur itu sendiri, ayam atau burung unta, beratnya berbeza. Dan sedozen telur ini atau lain-lain juga mempunyai berat yang berbeza.
Begitu juga dengan molekul. 1 mol molekul hidrogen kecil dan ringan seberat 2 gram, dan 1 mol molekul asid sulfurik besar seberat 98 gram. 1 mol oksigen mempunyai berat 32 gram, 1 mol air mempunyai berat 18 gram. Berikut adalah gambar sebagai contoh, di mana molekul hidrogen kecil dan molekul oksigen besar kelihatan. Gambar ini ialah perwakilan grafik bagi tindak balas 2H 2 + O 2 → 2H 2 O.
Kami terus mengisi jadual:
Adakah anda melihat peralihan daripada bilangan molekul kepada mereka jisim? Adakah anda melihat bahawa undang-undang pemuliharaan jirim dipenuhi? 4 gram + 32 gram memberikan 36 gram.
Sekarang kita boleh buat keputusan tugasan mudah dalam kimia. Inilah yang paling primitif: Terdapat 100 molekul oksigen dan 100 molekul hidrogen. Apakah yang akan berlaku akibat tindak balas tersebut? Kita tahu bahawa untuk 1 molekul oksigen anda memerlukan 2 molekul hidrogen. Oleh itu, semua 100 molekul hidrogen akan bertindak balas (dan 100 molekul air akan terbentuk), tetapi tidak semua oksigen akan bertindak balas, 50 molekul lagi akan kekal. Oksigen berlebihan.
Seperti yang saya katakan di atas, tiada siapa yang mengira molekul sebagai kepingan. Bahan biasanya diukur dalam gram. Sekarang masalah dari buku teks sekolah: terdapat 10 g hidrogen dan 64 g oksigen, apa yang berlaku jika anda mencampurkannya? Pertama, kita mesti menukar jisim menjadi tahi lalat (iaitu, ke dalam bilangan molekul atau jumlah bahan, seperti yang dikatakan ahli kimia). 10 g hidrogen ialah 5 mol hidrogen (1 mol hidrogen seberat 2 gram). 64 g oksigen ialah 2 mol (1 mol beratnya 32 gram). Kita tahu bahawa untuk 1 mol oksigen, 2 mol hidrogen hilang semasa tindak balas. Ini bermakna dalam kes kita, semua oksigen (2 mol) dan 4 mol hidrogen daripada lima akan bertindak balas. Ini menghasilkan 4 mol air dan satu mol hidrogen yang tinggal.
Mari tukarkan semula jawapan kepada gram. Semua oksigen (64 gram) dan 8 gram hidrogen (4 mol * 2 g/mol) akan bertindak balas. 1 mol hidrogen akan kekal tidak bertindak balas (iaitu 2 gram) dan anda akan mendapat 72 gram air (4 mol * 18 g/mol). Hukum pemuliharaan jirim sekali lagi dipenuhi - 64 + 10 = 72 + 2.
Saya fikir sekarang ia sepatutnya jelas kepada semua orang. 1 mol hanyalah bilangan molekul. Jisim molar ialah jisim satu mol. Ia diperlukan untuk bergerak dari jisim jirim (yang mana kita bekerja dunia sebenar) kepada bilangan molekul, atau jumlah bahan yang diperlukan untuk tindak balas.
Kami ulang lagi:
a) bahan bertindak balas dalam nisbah n molekul satu kepada m molekul yang lain. Perkadaran ini akan sama untuk 100 molekul bahan asal, dan untuk seratus trilion, atau untuk seratus trilion trilion.
b) untuk kemudahan, agar tidak mengira molekul sebagai kepingan, mereka menghasilkan unit pengiraan khas - tahi lalat, iaitu, 6.02·10 23 molekul sekaligus. Bilangan tahi lalat ini dipanggil "jumlah bahan" biasa
c) mol setiap bahan mempunyai berat yang berbeza, kerana Molekul dan atom yang membentuk bahan itu sendiri mempunyai berat yang berbeza. Jisim satu mol bahan dipanggil jisim molarnya. Contoh lain ialah batu bata biasa dan batu kapur pasir mempunyai berat yang berbeza. Jika kita membuat analogi, maka "berat seribu batu bata" adalah " jisim molar"(dengan perbezaan bahawa tidak ada 1000 molekul, tetapi lebih). Jisim "seribu bata" ini berbeza untuk bata pasir-kapur dan bata biasa.
d) kami memagar seluruh taman ini supaya mudah untuk bergerak dari jisim reagen kepada jumlah bahan (bilangan molekul, bilangan tahi lalat) dan kembali. Dan anda perlu berulang-alik kerana dalam dunia sebenar kita mengukur reagen dalam gram, dan tindak balas kimia adalah berkadar bukan dengan jisim, tetapi dengan bilangan molekul.
P.S. Untuk ahli kimia dan lain-lain, saya telah sengaja memudahkan banyak perkara di sini. Saya tidak perlu menjelaskan bahawa 12 gram beratnya bukan 1 mol karbon, tetapi 1 mol molekul isotop C 12, atau bukannya "molekul" adalah perlu untuk menulis "unit struktur" (molekul, ion, atom...), tidak disebutkan secara khusus bahawa 1 mol gas menduduki isipadu yang sama di bawah keadaan yang sama dan banyak lagi
Apa yang saya tidak suka dalam buku teks hanyalah definisi formal tahi lalat, tanpa menunjukkan maksud konsep ini dan apa yang diperlukan untuknya.
Mol ialah jumlah bahan yang mengandungi bilangan unsur struktur yang sama seperti terdapat atom yang terkandung dalam 12 g 12 C, dan unsur struktur biasanya atom, molekul, ion, dll. Jisim 1 mol bahan, dinyatakan dalam gram, secara berangka sama dengan molnya. jisim. Oleh itu, 1 mol natrium mempunyai jisim 22.9898 g dan mengandungi 6.02·10 23 atom; 1 mol kalsium fluorida CaF 2 mempunyai jisim (40.08 + 2 18.998) = 78.076 g dan mengandungi 6.02 10 23 molekul, begitu juga dengan 1 mol karbon tetraklorida CCl 4, yang jisimnya ialah (12.011 + 4 3.35.35). g, dsb.
Pada awal perkembangan teori atom (1811), A. Avogadro mengemukakan hipotesis mengikut mana, pada suhu dan tekanan yang sama, isipadu gas ideal yang sama mengandungi bilangan molekul yang sama. Hipotesis ini kemudiannya ditunjukkan sebagai akibat yang perlu daripada teori kinetik, dan kini dikenali sebagai hukum Avogadro. Ia boleh dirumuskan seperti berikut: satu mol mana-mana gas pada suhu dan tekanan yang sama menduduki isipadu yang sama, pada suhu standard dan tekanan (0 ° C, 1.01×10 5 Pa) bersamaan dengan 22.41383 l. Kuantiti ini dikenali sebagai isipadu molar gas.
Avogadro sendiri tidak menganggarkan bilangan molekul dalam jumlah tertentu, tetapi dia memahami bahawa ini adalah nilai yang sangat besar. Percubaan pertama untuk mencari bilangan molekul yang menduduki isipadu tertentu dibuat pada tahun 1865 oleh J. Loschmidt; Didapati bahawa 1 cm 3 gas ideal dalam keadaan normal (standard) mengandungi 2.68675 × 10 19 molekul. Selepas nama saintis ini, nilai yang ditunjukkan dipanggil nombor Loschmidt (atau pemalar). Sejak itu, sejumlah besar kaedah bebas untuk menentukan nombor Avogadro telah dibangunkan. Persetujuan yang sangat baik antara nilai yang diperoleh adalah bukti yang meyakinkan tentang kewujudan sebenar molekul.
adalah kepentingan sejarah sahaja. Ia berdasarkan andaian bahawa gas cecair terdiri daripada molekul sfera padat rapat. Dengan mengukur isipadu cecair yang terbentuk daripada isipadu gas tertentu, dan mengetahui lebih kurang isipadu molekul gas (isipadu ini boleh diwakili berdasarkan beberapa sifat gas, seperti kelikatan), Loschmidt memperoleh anggaran nombor Avogadro. ~10 22.
Satu unit kuantiti elektrik yang dikenali sebagai nombor Faraday F, ialah cas yang dibawa oleh satu mol elektron, i.e. F = Ne, Di mana e- cas elektron, N– bilangan elektron dalam 1 mol elektron (iaitu nombor Avogadro). Nombor Faraday boleh ditentukan dengan mengukur jumlah elektrik yang diperlukan untuk melarutkan atau memendakan 1 mol perak. Pengukuran teliti yang dijalankan oleh Biro Piawaian Kebangsaan AS memberikan nilai F= 96490.0 C, dan cas elektron, diukur dengan kaedah yang berbeza (khususnya, dalam eksperimen R. Millikan), adalah sama dengan 1.602×10 –19 C. Dari sini anda boleh mencari N. Kaedah penentuan nombor Avogadro ini nampaknya salah satu yang paling tepat.
Berdasarkan teori kinetik, satu ungkapan termasuk nombor Avogadro diperolehi yang menerangkan penurunan ketumpatan gas (contohnya, udara) dengan ketinggian lajur gas ini. Jika kita boleh mengira bilangan molekul dalam 1 cm 3 gas pada dua ketinggian yang berbeza, maka, menggunakan ungkapan di atas, kita boleh mencari N. Malangnya, ini adalah mustahil untuk dilakukan kerana molekul tidak dapat dilihat. Walau bagaimanapun, pada tahun 1910 J. Perrin menunjukkan bahawa ungkapan yang disebutkan juga sah untuk penggantungan zarah koloid, yang boleh dilihat di bawah mikroskop. Mengira bilangan zarah yang terletak pada ketinggian yang berbeza dalam lajur penggantungan, memberikan nombor Avogadro 6.82×10 23. Daripada siri eksperimen lain di mana purata anjakan kuasa dua akar bagi zarah koloid hasil daripada gerakan Brownian mereka diukur, Perrin memperoleh nilai N= 6.86Х10 23. Selepas itu, penyelidik lain mengulangi beberapa eksperimen Perrin dan memperoleh nilai yang sesuai dengan yang diterima sekarang. Perlu diingatkan bahawa eksperimen Perrin menandakan titik perubahan dalam sikap saintis terhadap teori atom jirim - sebelum ini, sesetengah saintis menganggapnya sebagai hipotesis. W. Ostwald, seorang ahli kimia yang cemerlang pada masa itu, menyatakan perubahan ini dalam pandangan dengan cara ini: “Kesesuaian gerakan Brown dengan keperluan hipotesis kinetik... memaksa ahli sains yang paling pesimis sekalipun untuk bercakap tentang bukti eksperimen teori atom. .”
Menggunakan nombor Avogadro, nilai tepat untuk jisim atom dan molekul banyak bahan diperolehi: natrium, 3.819×10 –23 g (22.9898 g/6.02×10 23), karbon tetraklorida, 25.54×10 –23 g, dsb. . Ia juga boleh ditunjukkan bahawa 1 g natrium harus mengandungi kira-kira 3x1022 atom unsur ini.
lihat juga
Arahan
Mengetahui kuantiti ν, cari nombor itu molekul dalam dirinya. Untuk melakukan ini, darabkan jumlah bahan yang diukur dalam tahi lalat dengan pemalar Avogadro (NA=6.022∙10^23 1/mol), yang sama dengan nombor molekul dalam 1 mol bahan N=ν/NA. Sebagai contoh, jika terdapat 1.2 mol garam meja, maka ia mengandungi N = 1.2∙6.022∙10^23 ≈7.2∙10^23 molekul.
Jika sesuatu bahan diketahui, gunakan jadual berkala unsur untuk mencari jisim molarnya. Untuk melakukan ini, gunakan jadual untuk mencari jisim atom relatif bagi atom yang membentuk molekul oh, dan lipat mereka. Akibatnya, anda akan mendapat saudara molekul jisim ketara sesuatu bahan, yang secara berangka sama dengan jisim molar per mol. Kemudian, pada skala, ukur jisim bahan ujian dalam . Untuk mencari kuantiti molekul V bahan, darabkan jisim bahan m dengan pemalar Avogadro (NA=6.022∙10^23 1/mol) dan bahagikan hasilnya dengan jisim molar M (N=m∙NA/M).
Contoh Tentukan kuantiti molekul, yang terkandung dalam 147 g. Cari jisim molar. dia molekul a terdiri daripada 2 atom hidrogen, satu sulfur dan 4 atom oksigen. Jisim atomnya ialah 1, 32 dan 16. Relatif molekul jisim ketara ialah 2∙1+32+4∙16=98. Ia sama dengan jisim molar, jadi M = 98 g/mol. Kemudian kuantiti molekul yang terkandung dalam 147 g asid sulfurik akan sama dengan N=147∙6.022∙10^23/98≈9∙10^23 molekul.
Untuk mencari kuantiti molekul gas dalam keadaan normal pada suhu 0ºС 760 mm Hg. lajur, cari isipadunya. Untuk melakukan ini, ukur atau hitung V di mana ia terletak dalam liter. Untuk mencari kuantiti molekul gas, bahagikan isipadu ini dengan 22.4 liter (isipadu satu mol gas dalam keadaan normal), dan darab dengan nombor Avogadro (NA=6.022∙10^23 1/mol) N= V∙NA/22.4.
Sumber:
A. Avogadro pada tahun 1811, pada awal perkembangan teori atom, membuat andaian bahawa bilangan gas ideal yang sama pada tekanan dan suhu yang sama mengandungi bilangan molekul yang sama. Kemudian andaian ini disahkan dan menjadi akibat yang diperlukan untuk teori kinetik. Sekarang teori ini dipanggil Avogadro.
Arahan
Video mengenai topik
Molekul ialah zarah neutral elektrik yang mempunyai semua sifat kimia wujud dalam bahan khusus ini. Termasuk gas: oksigen, nitrogen, klorin, dll. Bagaimanakah anda boleh menentukan bilangan molekul gas?
Arahan
Jika anda perlu mengira berapa banyak oksigen yang terkandung dalam 320 gas ini dalam keadaan normal, pertama sekali, tentukan berapa banyak mol oksigen yang terkandung dalam jumlah ini. Menurut jadual berkala, anda boleh melihat bahawa jisim atom oksigen bulat ialah 16 unit atom. Oleh kerana molekul oksigen adalah diatomik, jisim molekul akan menjadi 32 unit atom. Oleh itu, bilangan tahi lalat ialah 320/32 = 10.
Seterusnya, anda akan dibantu oleh nombor Avogadro sejagat, dinamakan dalam, yang mengandaikan bahawa isipadu molekul ideal yang sama dalam keadaan malar mengandungi bilangan molekul yang sama. Ia dilambangkan dengan simbol N(A) dan sangat besar - 6.022*10(23). Darabkan nombor ini dengan bilangan mol oksigen yang dikira dan anda akan mengetahui bahawa bilangan molekul yang diperlukan dalam 320 gram oksigen ialah 6.022*10(24).
Bagaimana jika anda memerlukan oksigen, serta isipadu yang diduduki olehnya dan suhu? Bagaimana untuk mengira bilangan molekulnya dengan data sedemikian? Dan tidak ada yang rumit di sini. Anda hanya perlu menulis persamaan Mendeleev-Clapeyron universal untuk gas ideal:
Di mana P ialah tekanan gas dalam pascal, V ialah isipadunya dalam meter padu, R ialah pemalar gas universal, M ialah jisim gas, dan m ialah jisim molarnya.
Dengan mengubah sedikit persamaan ini, anda mendapat:
Memandangkan anda mempunyai semua data yang diperlukan (tekanan, isipadu, suhu pada mulanya ditetapkan, R = 8.31, dan jisim molar oksigen = 32 gram/mol), anda boleh mencari jisim gas dengan mudah pada isipadu, tekanan dan . Dan kemudian masalah itu diselesaikan dengan cara yang sama seperti dalam contoh yang diterangkan di atas: N(A)M/m. Selepas membuat pengiraan, anda akan mengetahui berapa banyak molekul oksigen yang terkandung di dalamnya syarat yang diberikan.
Video mengenai topik
Tiada gas sebenar (termasuk oksigen), sudah tentu, adalah ideal, jadi persamaan Mendeleev-Clapeyron boleh digunakan untuk pengiraan hanya dalam keadaan yang tidak jauh berbeza daripada biasa.
Molekul mempunyai dimensi yang sangat kecil sehingga bilangan molekul walaupun dalam sebutir kecil atau setitik sebarang bahan akan menjadi sangat besar. Ia tidak boleh diukur menggunakan kaedah pengiraan konvensional.
Untuk menentukan berapa banyak molekul dalam jumlah bahan tertentu, konsep "mol" digunakan. Mol ialah jumlah bahan yang mengandungi 6.022*10^23 molekulnya (atau atom, atau ion). Nilai besar ini dipanggil "pemalar Avogadro", ia dinamakan sempena saintis Itali yang terkenal. Nilai ditetapkan NA. Menggunakan pemalar Avogadro, anda boleh dengan mudah menentukan bilangan molekul yang terkandung dalam sebarang bilangan tahi lalat sebarang bahan. Contohnya, 1.5 mol mengandungi 1.5*NA = 9.033*10^23 molekul. Dalam kes di mana ketepatan pengukuran yang sangat tinggi diperlukan, adalah perlu untuk menggunakan nilai nombor Avogadro dengan jumlah yang besar tempat perpuluhan. Nilai paling lengkapnya ialah: 6.022 141 29(27)*10^23.
Menentukan berapa banyak tahi lalat yang terkandung dalam jumlah bahan tertentu adalah sangat mudah. Untuk melakukan ini, anda hanya perlu mempunyai formula tepat bahan dan jadual berkala di tangan. Katakan anda mempunyai 116 gram garam meja biasa. Adakah anda perlu menentukan berapa banyak tahi lalat yang terkandung dalam kuantiti sedemikian (dan, dengan itu, berapa banyak molekul yang ada)?
Pertama sekali, ingat formula kimia garam meja. Ia kelihatan seperti ini: NaCl. Molekul bahan ini terdiri daripada dua atom (lebih tepat, ion): natrium dan klorin. Berapakah berat molekulnya? Ia terdiri daripada jisim atom elemen. Dengan menggunakan jadual berkala, anda tahu bahawa jisim atom natrium adalah lebih kurang 23, dan jisim atom klorin ialah 35. Oleh itu, jisim molekul bahan ini ialah 23 + 35 = 58. Jisim diukur dalam unit jisim atom, di mana atom paling ringan diambil sebagai standard - hidrogen.
Dan mengetahui jisim molekul bahan, anda boleh segera menentukan jisim molarnya (iaitu, jisim satu mol). Hakikatnya ialah secara numerik jisim molekul dan molar adalah sama sepenuhnya, mereka hanya mempunyai unit ukuran yang berbeza. Jika berat molekul diukur dalam unit atom, maka jisim molar diukur dalam gram. Oleh itu, 1 mol garam meja mempunyai berat kira-kira 58 gram. Dan mengikut syarat masalah, anda mempunyai 116 gram garam meja, iaitu, 116/58 = 2 tahi lalat. Mendarab 2 dengan pemalar Avogadro menentukan bahawa terdapat lebih kurang 12.044*10^23 molekul dalam 116 gram natrium, atau lebih kurang 1.2044*10^24.
Arahan
Untuk mencari tahi lalat bahan-bahan, anda perlu ingat peraturan yang sangat mudah: jisim satu tahi lalat mana-mana bahan-bahan secara berangka sama dengan berat molekulnya, hanya dinyatakan dalam kuantiti lain. Bagaimana ia ditentukan? Menggunakan jadual berkala anda akan mengetahui jisim atom setiap unsur yang termasuk dalam molekul bahan-bahan. Seterusnya, anda perlu menambah jisim atom, dengan mengambil kira indeks setiap unsur, dan anda akan mendapat jawapannya.
Kira berat molekulnya dengan mengambil kira indeks setiap unsur: 12*2 + 1*4 + 16*3 = 76 amu. (unit jisim atom). Oleh itu, jisim molarnya (iaitu, jisim satu mol) juga 76, hanya dimensinya ialah: gram/ tahi lalat. Jawapan: satu tahi lalat seberat 76 gram.
Katakan anda diberi tugas sedemikian. Adalah diketahui bahawa jisim 179.2 sesetengah gas ialah 352 gram. Ia adalah perlu untuk menentukan berapa berat seseorang tahi lalat gas ini. Adalah diketahui bahawa dalam keadaan biasa satu tahi lalat sebarang gas atau campuran gas menduduki isipadu lebih kurang 22.4 liter. Dan anda mempunyai 179.2 liter. Lakukan pengiraan: 179.2/22.4 = 8. Oleh itu, isipadu ini mengandungi 8 mol gas.
Membahagikan jisim yang diketahui daripada keadaan masalah dengan bilangan tahi lalat, anda mendapat: 352/8 = 44. Oleh itu, satu tahi lalat Gas ini mempunyai berat 44 gram - ia adalah gas, CO2.
Jika terdapat sejumlah gas berjisim M, tertutup dalam isipadu V pada suhu T tertentu dan tekanan P. Ia diperlukan untuk menentukan jisim molarnya (iaitu, cari apa yang tahi lalat). Persamaan universal Mendeleev-Clapeyron akan membantu anda menyelesaikan masalah: PV = MRT/m, di mana m ialah jisim molar yang perlu kita tentukan, dan R ialah pemalar gas universal bersamaan dengan 8.31. Mengubah persamaan, anda mendapat: m = MRT/PV. Dengan menggantikan kuantiti yang diketahui ke dalam formula, anda akan mendapati apa yang sama dengan tahi lalat gas.
Nasihat yang berguna
Pengiraan biasanya menggunakan nilai bulat untuk berat atom unsur. Jika ketepatan yang lebih tinggi diperlukan, pembundaran tidak boleh diterima.
Pelbagai formula akan membantu anda mencari jumlah bahan yang unit ukurannya tahi lalat. Juga, jumlah bahan boleh didapati menggunakan persamaan tindak balas yang diberikan dalam masalah.
Arahan
Jika bahan kimia terdiri daripada molekul, satu mol bahan itu akan mengandungi 6.02x10^23 molekul. Jadi, 1 mol hidrogen H2 ialah 6.02x10^23 molekul H2, 1 mol air H2O ialah 6.02x10^23 molekul H2O, 1 mol C6H12O6 ialah 6.02x10^23 molekul C6H12O6.
Jika bahan terdiri daripada atom, satu mol bahan ini akan mengandungi bilangan atom Avogadro yang sama - 6.02x10^23. Ini terpakai, sebagai contoh, untuk 1 mol besi Fe atau sulfur S.
Jadi, 1 tahi lalat mana-mana bahan kimia mengandungi bilangan zarah Avogadro yang membentuk bahan tertentu, i.e. kira-kira 6.02x10^23 molekul atau atom. Jumlah keseluruhan bahan (bilangan tahi lalat) dengan huruf Latin n atau huruf Yunani "nu". Ia boleh didapati dalam hubungan jumlah nombor molekul atau atom bahan kepada bilangan molekul dalam 1 mol - nombor Avogadro:
n=N/N(A), dengan n ialah jumlah bahan (mol), N ialah bilangan zarah bahan, N(A) ialah nombor Avogadro.
Dari sini kita boleh menyatakan bilangan zarah dalam jumlah bahan tertentu:
Jisim sebenar satu mol bahan dipanggil jisim molarnya dan ditetapkan dengan huruf M. Ia dinyatakan dalam "gram per mol" (g/mol), tetapi secara berangka sama dengan jisim molekul relatif bahan Mr (jika bahan terdiri daripada molekul) atau jisim atom relatif bagi bahan Ar, jika bahan terdiri daripada atom.
Jisim relatif unsur boleh didapati daripada jadual berkala (biasanya ia dibundarkan semasa pengiraan). Jadi, untuk hidrogen ia adalah 1, untuk litium - 7, untuk karbon - 12, untuk oksigen - 16, dsb. Jisim molekul relatif terdiri daripada jisim atom relatif atom yang membentuk molekul. Contohnya, berat molekul relatif air H2O
Encik(H2O)=2xAr(H)+Ar(O)=2x1+16=18.
Jisim atom dan molekul relatif adalah kuantiti tanpa dimensi, kerana ia menyatakan jisim atom dan molekul berbanding dengan unit konvensional - 1/12 daripada jisim atom karbon.
Dalam masalah biasa, anda biasanya perlu mencari berapa banyak molekul atau atom yang terkandung dalam jumlah bahan tertentu, apakah yang membentuk jumlah bahan tertentu, berapa banyak molekul dalam jisim tertentu. Adalah penting untuk memahami bahawa bahan menunjukkan bilangan tahi lalat setiap unsur yang termasuk dalam komposisinya. Iaitu, 1 mol H2SO4 mengandungi 2 mol atom hidrogen H, 1 mol atom sulfur S, 4 mol atom oksigen O.
