Ihmisen aivoissa on vaikea ajatella sekä todella suuria että todella pieniä lukuja. Kemian laboratoriossa kohtaat usein molemmat.
Oletetaan, että sinulla on yksinkertainen suolaliuos, jonka kanssa työskentelet laboratoriossa. Se on tarpeeksi helppoa nähdä ratkaisu. Se on kirkas ja vesipitoinen. Mutta mistä tiedät kuinka monta yksittäistä suolamolekyyliä on tässä ratkaisussa?
Et voi vain katsoa ratkaisua ja selvittää sen. Molekyylien laskeminen liuoksessa ei ole niin yksinkertaista kuin hyytelöpapujen laskeminen purkissa. Et voi edes pudottaa näytettä liuoksesta valomikroskoopilla kokeilla nähdä molekyylit. Ne ovat yksinkertaisesti liian pieniä!
Kuinka sitten voit selvittää, kuinka monta suolamolekyyliä on? Avain on Avogadron numero.
Mikä on Avogadron numero?
Suolaliuoksesi sisällä et vain näe molekyylejä, mutta niitä on tonnia. Itse asiassa niitä on niin paljon, että voi olla vaikea ymmärtää niiden määrää. Olet tekemisissä valtavien määrien hyvin pienen hiukkasen kanssa. Mutta kemia vaatii tietoa siitä, kuinka monta hiukkasta monista syistä, muun muassa reaktioiden ennustaminen ja ratkaisujen tekeminen.
Sinun on tiedettävä molekyylien lukumäärä ja miten tämä liittyy massaan, koska useimmiten punnitset ratkaisua tehdessäsi ratkaisua. Esimerkiksi et laske yksittäistä molekyylimäärää, jota tarvitset suolaliuoksessa. Sen sijaan punnitset liuenneen aineen määrän, joka vastaa haluamiesi molekyylien määrää.
mooli mahdollistaa sillan käsittämättömän maailman välillä, jossa on valtava määrä pieniä molekyylejä ja pystyy todella punnitsemaan aineet ja työskentelemään niiden kanssa. Aineen mooli sisältää 6,022 x 1023 aineen hiukkasia. Tämä on Avogadron numero.
Mooli on siis kollektiiviluku. Se on samanlainen kuin toinen kollektiivinen numero, jonka saatat tuntea: tusina. Tusina voi viitata mihin tahansa: kymmenkunta munkkia on aina kaksitoista munkkia ja tusina flamingoa on aina kaksitoista flamingoa.
Samalla tavalla munkkien mooli olisi 6,022 x 1023 munkkeja, ja mooli flamingoja olisi 6,022 x 1023 flamingoja. Mooli NaCl olisi myös 6,022 x 1023 NaCl: n molekyylit.
Moolien ja massan suhde tunnetaan moolimassana tai grammoina aineen yhdessä moolissa. Minkä tahansa elementin moolimassa löytyy jaksollisen taulukon symbolista.
Esimerkiksi hiilen moolimassa on 12,01 g / mol. Tämä tarkoittaa, että yhdessä hiilimoolissa on 12,01 grammaa hiiltä.
Molekyylien määrän laskeminen käyttämällä Avogadron lukua
Oletetaan, että sinulla on 2 moolia NaCl. Kuinka monta NaCl-molekyyliä se on? Tässä voit käyttää Avogadron numeroa:
Täten 2 moolia NaCl sisältää 1,2 x 1024 NaCl: n molekyylit.
Entä jos sinulle annettaisiin 2 moolia 2: n sijasta grammaa NaCl: a. Kuinka monta NaCl-molekyyliä se sisältää?
Tämän selvittämiseksi tarvitset NaCl: n moolimassaa, joka on 58,44 g / mol. Muunna ensin grammat mooleiksi moolimassaa käyttäen ja etsi sitten molekyylien lukumäärä Avogadron numerolla:
Tämä laskelma kertoo, että niitä on 2,1 x 1022 NaCl-molekyylit 2 grammassa NaCl: a.