Ludzki mózg ma trudności z myśleniem zarówno o naprawdę dużych, jak i naprawdę małych liczbach. W laboratorium chemicznym często spotykasz się z jednym i drugim.
Załóżmy, że masz prosty roztwór soli, z którym będziesz pracować w laboratorium. Łatwo jest Ci zobaczyć rozwiązanie. Jest klarowny i wodnisty. Ale skąd wiesz, ile pojedynczych cząsteczek soli jest w tym roztworze?
Nie możesz po prostu spojrzeć na rozwiązanie i je rozgryźć. Liczenie cząsteczek w roztworze nie jest tak proste, jak liczenie żelek w słoiku. Nie możesz nawet przebić próbki roztworu pod mikroskopem świetlnym, aby spróbować zobaczyć cząsteczki. Są po prostu za małe!
Jak więc wyliczyć, ile jest cząsteczek soli? Kluczem jest Numer Avogadro.
Jaki jest numer Avogadro?
Wewnątrz roztworu soli nie tylko nie widzisz molekuł, ale jest ich mnóstwo. W rzeczywistości jest ich tak wiele, że zrozumienie ich liczby może być bardzo trudne. Masz do czynienia z ogromną liczbą bardzo maleńkich cząstek. Ale chemia wymaga wiedzy o tym, ile cząstek z wielu powodów, między innymi przewidywania reakcji i tworzenia rozwiązań.
Musisz znać liczbę cząsteczek i ich związek z masą, ponieważ najczęściej, gdy tworzysz roztwór, odważasz dany składnik. Na przykład nie liczysz indywidualnej liczby cząsteczek, których potrzebujesz w roztworze soli. Zamiast tego ważysz ilość substancji rozpuszczonej, która odpowiada żądanej liczbie cząsteczek.
kret umożliwia pomost między niezgłębionym światem ogromnej liczby maleńkich cząsteczek a możliwością faktycznego ważenia substancji i pracy z nimi. Mol substancji zawiera 6,022 x 1023 cząstki tej substancji. To jest numer Avogadro.
Kret jest zatem liczbą zbiorową. Jest podobny do innej liczby zbiorowej, którą możesz znać: tuzin. Tuzin może odnosić się do wszystkiego: tuzin pączków to zawsze dwanaście pączków, a tuzin flamingów to zawsze dwanaście flamingów.
W ten sam sposób mol pączków to 6,022 x 1023 pączki, a kret flamingów to 6,022 x 1023 flamingi. Mol NaCl to również 6,022 x 1023 cząsteczki NaCl.
Zależność między molami a masą jest znana jako masa molowa lub liczba gramów na jeden mol substancji. Masę molową dowolnego pierwiastka można znaleźć pod symbolem w układzie okresowym pierwiastków.
Na przykład masa molowa węgla wynosi 12,01 g/mol. Oznacza to, że w jednym molu węgla znajduje się 12,01 gramów węgla.
Wykorzystanie liczby Avogadro do obliczenia liczby cząsteczek
Powiedzmy, że masz 2 mole NaCl. Ile to cząsteczek NaCl? Oto, gdzie możesz użyć numeru Avogadro:
Tak więc 2 mole NaCl zawierają 1,2 x 1024 cząsteczki NaCl.
A co jeśli zamiast 2 moli dostałeś 2 gramy NaCl. Ile cząsteczek NaCl to zawiera?
Aby to obliczyć, będziesz potrzebować masy molowej NaCl, która wynosi 58,44 g/mol. Najpierw przelicz gramy na mole, używając masy molowej, a następnie użyj liczby Avogadro, aby znaleźć liczbę cząsteczek:
To obliczenie mówi, że jest 2,1 x 1022 cząsteczki NaCl w 2 gramach NaCl.