Jak przekonwertować mole na molekuły?

Aby przekształcić mole w cząsteczki, musisz znać masę próbki, sumę jej mas atomowych z układu okresowego oraz stałą znaną jako liczba Avogadro. Oprócz poniższych kroków, kalkulator moli do cząsteczek można znaleźć online.

Znajdź układ okresowy pierwiastków, aby znaleźć masę molową próbki. Jeśli próbka składa się z jednego pierwiastka, takiego jak wapń, zlokalizuj masa atomowa w układzie okresowym. Masa atomowa jest zwykle podana pod symbolem tego pierwiastka.

Jeśli próbka jest cząsteczką, np. H₂O, zsumuj masy molowe wszystkich składników. Istnieją dwa atomy wodoru i jeden atom tlenu; 2 (1,01 amu) + (16,00 amu) = 18,02 amu. Ta formuła masa jest liczbowo równa masie molowej w gramach/mol, co oznacza masę molową H₂O wynosi 18,02 grama/mol.

Czy używany jest pojedynczy pierwiastek, taki jak wapń, czy cząsteczka, taka jak H₂O, procedura znajdowania ilości atomów lub cząsteczek pozostaje taka sama. Dodatkowo stosunek moli do liczby cząsteczek nie zależy od złożoności cząsteczki.

Przykładowy problem: Ile cząsteczek jest obecnych w 60,50 gramach chlorku wapnia, CalCl₂?

Znajdź masę molowątak w układzie okresowym pierwiastków dla każdego pierwiastka we wzorze cząsteczkowym.

Ca to 40,08 amu (lub g/mol). Chlor to 35,45 amu (lub g/mol).

Masa molowa: (40,08 g/mol) + 2 (35,45 g/mol) = 110,98 g/mol

Masa molowa CaCl₂ wynosi 110,98 g/mol.

Przykładem jest 60,50 gramów CaCl₂. Zmień to na mole, używając masy molowej znalezionej w kroku 1. W obliczeniach chemicy stosują proporcje.

Zacznij od tego, co jest znane i dodaj stosunek masy molowej, aby jednostki anulowały:

60,50 g CaCl₂S × 1 mol CaCl₂ / 110,98 g CaCl₂= 0,54 mola CaCl₂

Gdy ilość moli w CaCl₂ wiadomo, liczbę cząsteczek we wzorze można obliczyć z liczby Avogadro, 6,022 x 10²³ molekuły. Ponownie użyj formatu proporcji.

Zauważ, że liczba moli jest używana od kroku 2, aby rozpocząć obliczenia od moli do cząsteczek:

0,54 mola CaCl₂ × 6,022 x 10²³ molekuły / 1 mol CalCl₂= 3,25 x 10²³ molekuły

Aby odpowiedzieć na przykładowe pytanie, mamy 3,25 × 10²³ cząsteczki w 60,50 gramach chlorku wapnia.

Kroki 2 i 3 można łączyć. Skonfiguruj go w następujący sposób:

60,50 g CalCl₂ × 1 mol CaCl₂ / 110,98 g CaCl₂ × 6,022 × 10²³ cząsteczki / 1 mol CaCl₂ = 3,25 x 10²³ cząsteczki w 60,50 gramach chlorku wapnia.

Kilka stron internetowych ma kalkulator molekuł do cząsteczek. Jednym z nich jest Kalkulator Omni i jest wymieniony w dziale Zasoby, ale Krok 1, obliczanie masy molowej, musi zostać jeszcze ukończony.

Kret (często w skrócie mol) jest jednostką miary. Gdyby się sprzedawało jajka, to mówiłoby się o nich dziesiątkami, a nie pojedynczo. Jako inny przykład, ryzy papieru są sprzedawane w opakowaniach po 500 sztuk. Kret to też pewna ilość.

Jeśli chemicy chcą mówić o niewiarygodnie małych atomach i cząsteczkach, potrzebna jest ich ilość znacznie większa niż tuzin czy 500. Atomy i cząsteczki są niewidoczne gołym okiem. Chociaż rozmiary atomów różnią się dla poszczególnych pierwiastków, ich pomiar jest w nanometrach, od 1 × 10^-10 metrów do 5 × 10^-10 metrów. To milion razy mniejsza niż szerokość ludzkiego włosa.

Oczywiście chemicy potrzebują jednostki, która zawiera bardzo dużą ilość przedmiotów opisujących atomy i molekuły. Kret to liczba przedmiotów Avogadro: 6,022 × 10²³. Liczba ta jest w notacji naukowej i oznacza, że ​​są 23 miejsca po przecinku, czyli 602,200,000,000,000,000,000,000,000. Jednak kret to 6,022 × 10²³ czegokolwiek:

• 1 mol atomów Ca = 6,022 × 10²³ atomy Cu
• 1 mol atomów Cl = 6,022 × 10²³ atomy S
• 1 mol CaCl₂ cząsteczki = 6,022 × 10²³ Cu₂cząsteczki S
• 1 mol grejpfruta = 6,022 × 10²³ grejpfruty

Aby dać wyobrażenie, jak duża jest ta liczba, 1 mol grejpfruta wypełniłby wnętrze Ziemi.

Chemicy zgodzili się na użycie węgla-12 jako standardu w pomiarach molowych. Oznacza to, że mol to liczba atomów w dokładnie 12 gramach węgla-12.

Ważne jest, aby zrozumieć różnicę między atomami i cząsteczkami. Atom, od greckiego słowa atomos oznacza niepodzielny, to najmniejsza cząstka w elemencie, która ma właściwości tego elementu. Na przykład jeden atom miedzi będzie miał właściwości miedzi, ale nie można go dalej rozłożyć i zachować te właściwości miedzi.

Atom:

• ma jądro zawierające protony i neutrony
• ma elektrony znajdujące się poza jądrem

Elektrony naładowane ujemnie i protony naładowane dodatnio tworzą elektrycznie obojętny atom. Jednak atomy są w pełni stabilne tylko wtedy, gdy ich własne zewnętrzne powłoki elektronowe są pełne i stają się jak stabilne gazy szlachetne (grupa 18) na wykresie okresowym.

Kiedy atomy się łączą, mogą tworzyć cząsteczki. Cząsteczka to związek, w którym pierwiastki są w określonych, stałych proporcjach, np. woda, H₂O, czyli cukier glukozy, C₆H₁₂O₆. W wodzie w każdej cząsteczce wody znajdują się dwa atomy wodoru i jeden atom tlenu. W glukozie występuje sześć atomów węgla, 12 atomów wodoru i sześć atomów tlenu.

Atomy tworzące cząsteczkę są połączone wiązaniami chemicznymi. Istnieją trzy główne typy wiązań chemicznych:

• jonowy: gdy jeden atom oddaje jeden lub więcej elektronów innemu atomowi
• kowalencyjne: podział elektronów między atomami
• metaliczny: występuje tylko w metalach, w których atomy metalu są ciasno upakowane, a zewnętrzne elektrony przypominają morze elektronów

Pierwszym naukowcem, który obliczył liczbę cząsteczek w substancji, był Josef Loschmidt, a jego imieniem nazwano wartość liczby cząsteczek gazu w jednym centymetrze sześciennym. Francuski naukowiec Jean Perrin opracował koncepcję pewnej liczby cząsteczek będących uniwersalną stałą i nazwał tę stałą na cześć włoskiego naukowca Amedeo Avogadro (1776-1856).

Amedeo Avogadro był pierwszym naukowcem, który zaproponował, że równe objętości gazów o tej samej temperaturze i ciśnieniu będą miały taką samą liczbę cząstek. Chociaż prace Avogadro były ogólnie ignorowane za jego życia, Perrin uhonorował go za jego wkład w naukę.

Amedeo Avagadro nigdy nie zaproponował stałej, 6,022 ×10²³, nazwany po nim. W rzeczywistości stała Avogadro jest liczbą wyprowadzoną eksperymentalnie, a aktualna wartość wymieniona w National Institute of Standards and Technology ma osiem cyfr znaczących: 6.02214076 × 10²³.