Moolide muundamiseks molekulideks peate teadma proovi kaalu, perioodilise tabeli aatommasside summat ja konstanti, mida nimetatakse Avogadro numbriks. Lisaks järgmistele toimingutele võib veebist leida moolide ja molekulide kalkulaatori.
1. samm: leidke molekuli molekulmass
Proovi molaarmassi leidmiseks leidke perioodiline tabel elemente. Kui proov on tehtud ühest elemendist, näiteks kaltsiumist, leidke proov aatommass perioodilisustabelis. Aatommass on tavaliselt loetletud selle elemendi sümboli all.
Kui proov on molekul, nagu H2O, summeerige kõigi komponentide molaarmassid. Seal on kaks vesiniku aatomit ja üks hapniku aatom; 2 (1,01 amu) + (16,00 amu) = 18,02 amu. See valemi mass on arvuliselt võrdne molaarmassiga grammides / mool ja see tähendab H molaarmassit2O on 18,02 grammi mooli kohta.
Kas kasutatakse sellist üksikut elementi nagu kaltsium või molekuli nagu H2O, aatomite või molekulide hulga leidmise protseduur jääb samaks. Lisaks ei sõltu moolide suhe molekulide arvuga molekuli keerukusest.
Näidisprobleem: Mitu molekuli on 60,50 grammis kaltsiumkloriidis, CalCl2?
Leidke molaarmasses molekulaarvalemi iga elemendi perioodilisustabelis.
Ca on 40,08 amu (või g / mol). Kloor on 35,45 amu (või g / mol).
Molaarmass: (40,08g / mol) + 2 (35,45g / mol) = 110,98 g / mol
CaCl molaarmass2 on 110,98 g / mol.
2. samm: leidke moolide arv
Näide on 60,50 grammi CaCl2. Muutke see moolideks, kasutades 1. etapis leitud molaarmassit. Keemikud kasutavad selle arvutamise jaoks suhteid.
Alustage teadaolevast ja lisage molaarmass, nii et ühikud tühistatakse:
60,50 g CaCl2S × 1 mol CaCl2 / 110,98 g CaCl2= 0,54 mol CaCl2
3. samm: teisendage moolid molekulideks, kasutades Avogadro numbrit
Kui moolide kogus CaCl-s2 on teada, võib molekulide arvu valemis arvutada Avogadro arvu abil, 6,022 x 1023 molekulid. Jällegi kasutage suhtevormingut.
Pange tähele, et moolide arvu arvutamiseks alustatakse moolide arvu alates 2. etapist:
0,54 mol CaCl2 × 6,022 x 1023 molekulid / 1 mol CalCl2= 3,25 x 1023 molekulid
Näidisküsimusele vastamiseks on 3,25 × 1023 molekulid 60,50 grammis kaltsiumkloriidis.
2. ja 3. etappi saab kombineerida. Seadistage see järgmiselt:
60,50 g CalCl2 × 1 mol CaCl2 / 110,98 g CaCl2 × 6,022 x 1023 molekulid / 1 mol CaCl2 = 3,25 x 1023 molekulid 60,50 grammis kaltsiumkloriidis.
Moolid molekulide kalkulaatorisse
Mitmel veebisaidil on moolide ja molekulide kalkulaator. Üks neist on Omni kalkulaator ja see on loetletud jaotises Ressursid, kuid 1. samm, molaarmasside arvutamine, tuleb siiski lõpule viia.
Mis on keemias mool?
Mool (sageli lühendatult mol) on mõõtühik. Kui müüks mune, räägiks neist kümnete kaupa, mitte ükshaaval. Teise näitena müüakse riisipaberit 500 pakendis. Ka mutt on teatud kogus.
Kui keemikud tahavad rääkida uskumatult väikestest aatomitest ja molekulidest, on vaja kogust, mis on palju suurem kui tosin või 500. Aatomid ja molekulid on palja silmaga nähtamatud. Ehkki üksikute elementide aatomi suurused jäävad vahemikku 1 × 10, on nende mõõtmine nanomeetrites-10 meetrit kuni 5 × 10-10 meetrit. See on miljon korda väiksem kui inimese juuste laius.
On selge, et keemikud vajavad aatomite ja molekulide kirjeldamiseks ühikut, mis sisaldab väga suurt hulka esemeid. Mutt on Avogadro esemete arv: 6,022 × 1023. See number on teaduslikult tähistatud ja tähistab, et kümnendkohast paremal on 23 kohta ehk 602 200 000 000 000 000 000 000. Mool on siiski 6,022 × 1023 kõigest:
- 1 mool Ca-aatomit = 6,022 × 1023 Cu aatomid
- 1 mol Cl aatomit = 6,022 × 1023 S aatomid
- 1 mool CaCl2 molekulid = 6,022 × 1023 Cu2S molekulid
- 1 mool greibi = 6,022 × 1023 greibid
Et anda aimu, kui suur see arv on, täidaks 1 mool greipi Maa sisemuse.
Keemikud nõustusid moolide mõõtmisel kasutama standardina süsinik-12. See tähendab, et mool on aatomite arv täpselt 12 grammis süsinik-12-s.
Aatomite ja molekulide erinevus: aatomid
Oluline on mõista aatomite ja molekulide erinevust. Aatom, kreeka sõnast atomos mis tähendab jagamatut, on elemendi väikseim osake, millel on selle elemendi omadused. Näiteks on ühel vase aatomil vase omadused, kuid seda ei saa edasi lagundada ja need vase omadused säilivad.
Aatom:
- on tuum, mis sisaldab prootoneid ja neutroneid
- on elektronid, mis asuvad väljaspool tuuma
Negatiivselt laetud elektronid ja positiivselt laetud prootonid loovad elektriliselt neutraalse aatomi. Kuid aatomid on täielikult stabiilsed ainult siis, kui nende endi välised elektronkestad on täis ja nad muutuvad perioodilisel diagrammil sarnaseks stabiilsete väärisgaasidega (rühm 18).
Aatomite ja molekulide erinevus: molekulid
Aatomite kombineerimisel võivad nad luua molekule. Molekul on ühend, kus elemendid on kindlas, fikseeritud vahekorras, näiteks vesi, H2O või suhkru glükoos, C6H12O6. Vees on igas veemolekulis kaks vesiniku ja ühe hapniku aatomi aatomit. Glükoosis on kuus süsinikuaatomit, 12 vesinikuaatomit ja kuus hapnikuaatomit.
Molekuli moodustavaid aatomeid hoiavad koos keemilised sidemed. Keemilisi sidemeid on kolm peamist tüüpi:
- ioonne: kui üks aatom loobub ühest või mitmest elektronist teisele aatomile
- kovalentne: elektronide jagamine aatomite vahel
- metalliline: esineb ainult metallides, kus metalli aatomid on tihedalt kokku pakitud ja välimised elektronid muutuvad elektronide mereks
Avogadro arv
Esimene teadlane, kes arvutas ainete molekulide arvu, oli Josef Loschmidt ja tema nimi on gaasimolekulide arvu väärtus ühes kuupsentimeetris. Prantsuse teadlane Jean Perrin töötas välja kontseptsiooni, et teatud arv molekule on universaalne konstant ja nimetas selle konstandi Itaalia teadlase Amedeo Avogadro (1776–1856) järgi.
Amedeo Avogadro oli esimene teadlane, kes pakkus välja, et sama temperatuuri ja rõhu all gaaside võrdsetes mahtudes on sama arv osakesi. Ehkki Avogadro tööd tema eluajal üldiselt ignoreeriti, austas Perrin teda teaduse panuse eest.
Amedeo Avagadro ei pakkunud kunagi konstandi, 6,022 × 1023, tema nime saanud. Tegelikult on Avogadro konstant eksperimentaalselt tuletatud arv ja Riikliku Standardi- ja Tehnoloogiainstituudi praegusel väärtusel on kaheksa märkimisväärset numbrit: 6.02214076 × 1023.