Kemiallisiin kaavoihin sisältyvät muuntokertoimet

Useimmissa kemiallisissa kaavoissa on tilaajia, jotka ovat numeroita. Vaikka kaavaan kirjoitetut yksiköt eivät seuraa näitä lukuja, ne ovat itse asiassa määriä yksikköinä. Näin ollen kemiallisille kaavoille on ominaista muuntokertoimien välttämättömyys, jotka ovat fraktioita, jotka muuttavat yksikön toiseen, kun kerrotaan mittauksella. Muuntokertoimien käyttöprosessi tunnetaan dimensioanalyysinä, ja se on elintärkeää kemiallisten kaavojen ja yhtälöiden tutkimiseen.

Mooli on määrän mittayksikkö. Jos kokonaisluku esiintyy alaindeksinä kemiallisessa kaavassa, se edustaa kaavan alaindeksiä edeltävän elementin moolien lukumäärää. Jos alaindeksi seuraa joukkoa sulkeita, se edustaa sulkeissa olevan atomiryhmän moolien määrää. Mooli on hyödyllinen, koska se auttaa sinua ymmärtämään yhdisteen kunkin elementin suhteellisen määrän, ja nämä määrät annetaan kaavan alaindekseillä. Esimerkiksi veden kaava on H20, jossa nämä kaksi ovat vedyn alaindeksi. Hapen jälkeen ei ole alaindeksiä, mikä on sama asia kuin alaindeksi. Siksi yksi mooli yhdistettä H2O sisältää kaksi moolia vetyä ja yhden moolin happea, ja muuntokertoimet ovat (2 moolia vetyä / 1 mooli H20) ja (1 mooli happea / 1 mooli H20), vastaavasti.

Moolin yksikkö on hyödyllinen paitsi siksi, että se hajottaa kaavan kemiallisiin komponentteihinsa, myös siksi, että se on suhteessa atomien ja molekyylien määrään. Yksi mooli on 6,02 * 10 ^ 23 atomia tai molekyyliä, joten muuntokerroin on (6,02 * 10 ^ 23 atomia tai molekyyliä / 1 mooli). Esimerkiksi yksi mooli hiiltä on yhtä suuri kuin 6,02 * 10 ^ 23 hiiliatomia ja yksi mooli hiilidioksidia on yhtä suuri kuin 6,02 * 10 ^ 23 hiilidioksidimolekyyliä. Koska hiilidioksidin kaava on CO2, yhdestä moolista hiilidioksidia löytyy yksi mooli hiiltä ja kaksi moolia happea. Siten yhdessä moolissa hiilidioksidia on 6,02 * 10 ^ 23 hiiliatomia ja 12,04 * 10 ^ 23 happiatomia.

Vaikka on tärkeää ymmärtää moolit sekä atomien ja molekyylien lukumäärä, käytännön kokeiden yksikkö on gramma, joka on massayksikkö. Et voi mitata aineen moolia laboratoriossa, mutta voit mitata sen massan grammoina vaa'alla. Muuntokerroin moolien muuntamiseksi grammoiksi saadaan jaksollisesta taulukosta. Atomimassa, joka yleensä annetaan atomisymbolin ja atominumeron alapuolella, on gramman lukumäärä moolia kohden. Esimerkiksi germaniumin atomimassa on 72,61 g / mol. Siksi muuntokerroin on (72,61 g Ge / 1 mol Ge). Kunkin elementin muuntokerroin on analoginen; yksinkertaisesti korvaa germaniumin atomimassa tutkittavan elementin atomimassalla.

Joskus kemiallisten kaavojen alaindeksit eivät ole kokonaislukuja, vaan desimaaleja. Nämä ovat prosentteja, ja on usein tarpeen muuntaa prosentit myyriksi. Esimerkiksi, jos sinulla on yhdiste, jonka ainesosat annetaan prosentteina, kuten C0.2H0.6O0.2, niin 20 prosenttia yhdisteen mooleista on hiiltä, ​​60 prosenttia vetyä ja 20 prosenttia happea. Muunna mooliksi etsimällä kerroin, joka kerrotaan pienimmällä prosentilla, jolloin saadaan 100 prosentin tuote. Tässä tapauksessa pienin prosenttiosuus on 20 prosenttia, joten luku on 5. Kerro sitten kukin prosenttiosuus tällä luvulla, jolloin saadaan tapauksessamme kaava CH3O, koska 20% * 5 = 100% = 1 ja 60% * 5 = 300% = 3.