Den menneskelige hjerne har svært ved at tænke på både virkelig store tal og virkelig små tal. I kemilaboratoriet vil du ofte blive konfronteret med begge.
Sig, at du har en simpel saltopløsning, du vil arbejde med i laboratoriet. Det er let nok for dig at se løsningen. Det er klart og vandigt. Men hvordan ved du, hvor mange individuelle saltmolekyler der er i denne opløsning?
Du kan ikke bare se på løsningen og finde ud af det. At tælle molekyler i en opløsning er ikke så simpelt som at tælle gelébønner i en krukke. Du kan ikke engang poppe en prøve af opløsningen under et lysmikroskop for at prøve at se molekylerne. De er simpelthen for små!
Hvordan kan du så redegøre for, hvor mange saltmolekyler der er? Nøglen er Avogadros nummer.
Hvad er Avogadros nummer?
Inde i din saltopløsning kan du ikke kun se molekylerne, men der er masser af dem. Faktisk er der så mange, at det kan være meget svært at virkelig forstå antallet af dem. Du har at gøre med enorme antal af en meget lille partikel. Men kemi kræver viden om, hvor mange partikler af mange årsager, herunder blandt andet forudsigelse af reaktioner og fremstilling af løsninger.
Du er nødt til at vide antallet af molekyler, og hvordan dette relaterer til masse, da du oftere når du foretager en løsning, afvejer den pågældende komponent. For eksempel tæller du ikke det individuelle antal molekyler, du har brug for, i en saltopløsning. I stedet afvejer du den mængde opløst stof, der svarer til det antal molekyler, du ønsker.
Det muldvarp muliggør en bro mellem den uudtænkelige verden med et stort antal små molekyler og at være i stand til faktisk at afveje stoffer og arbejde med dem. En mol af et stof indeholder 6,022 x 1023 partikler af dette stof. Dette er Avogadros nummer.
En muldvarp er således et kollektivt nummer. Det ligner et andet kollektivt nummer, du måske er bekendt med: et dusin. Et dusin kan henvise til hvad som helst: et dusin donuts er altid tolv donuts, og et dusin flamingoer er altid tolv flamingoer.
På samme måde ville en mol donuts være 6,022 x 1023 donuts, og en muldvarp flamingoer ville være 6,022 x 1023 flamingoer. En mol NaCl ville også være en 6,022 x 1023 molekyler af NaCl.
Forholdet mellem mol og masse er kendt som molær masse eller antallet af gram i en mol af et stof. Den molære masse for ethvert element kan findes under symbolet i det periodiske system.
For eksempel er den molære masse af kulstof 12,01 g / mol. Dette betyder, at der i en mol kul er 12,01 gram kulstof.
Brug af Avogadros nummer til at beregne antallet af molekyler
Sig, at du har 2 mol NaCl. Hvor mange molekyler af NaCl er det? Her kan du bruge Avogadros nummer:
Således indeholder 2 mol NaCl 1,2 x 1024 molekyler af NaCl.
Hvad med hvis du i stedet for 2 mol fik 2 gram af NaCl. Hvor mange molekyler af NaCl indeholder det?
For at finde ud af dette skal du bruge den molære masse af NaCl, som er 58,44 g / mol. Konverter først gram til mol ved hjælp af molmassen og brug derefter Avogadros nummer til at finde antallet af molekyler:
Denne beregning fortæller dig, at der er 2,1 x 1022 molekyler af NaCl i 2 gram NaCl.