Den mänskliga hjärnan har svårt att tänka på både riktigt stora tal och riktigt små siffror. I kemilaboratoriet kommer du ofta att bli konfronterad med båda.
Anta att du har en enkel saltlösning som du kommer att arbeta med i labbet. Det är tillräckligt enkelt för dig att se lösningen. Det är klart och vattenhaltigt. Men hur vet du hur många enskilda saltmolekyler som finns i denna lösning?
Du kan inte bara titta på lösningen och ta reda på den. Att räkna molekyler i en lösning är inte så enkelt som att räkna gelébönor i en burk. Du kan inte ens sticka ett prov av lösningen under ett ljusmikroskop för att försöka se molekylerna. De är helt enkelt för små!
Hur kan du sedan redogöra för hur många saltmolekyler det finns? Nyckeln är Avogadros nummer.
Vad är Avogadros nummer?
Inuti din saltlösning kan du inte bara se molekylerna utan det finns massor av dem. Faktum är att det finns så många att det kan vara mycket svårt att verkligen förstå antalet. Du har att göra med enorma antal av en mycket liten partikel. Men kemi kräver kunskap om hur många partiklar av många skäl, bland annat inklusive förutsäga reaktioner och göra lösningar.
Du måste veta antalet molekyler och hur detta hänför sig till massa, eftersom du oftare väger upp komponenten i fråga när du gör en lösning. Till exempel räknar du inte det individuella antalet molekyler du behöver i en saltlösning. Istället väger du ut mängden löst ämne som motsvarar antalet molekyler du vill ha.
De mol möjliggör en bro mellan den ofattbara världen av stora antal små molekyler och att faktiskt kunna väga ämnen och arbeta med dem. En mol av ett ämne innehåller 6,022 x 1023 partiklar av det ämnet. Detta är Avogadros nummer.
En mullvad är således ett kollektivnummer. Det liknar ett annat kollektivt nummer som du kanske känner till: ett dussin. Ett dussin kan hänvisa till vad som helst: ett dussin munkar är alltid tolv munkar och ett dussin flamingor är alltid tolv flamingor.
På samma sätt skulle en mol munkar vara 6,022 x 1023 munkar och en mol flamingor skulle vara 6,022 x 1023 flamingor. En mol NaCl skulle också vara 6,022 x 1023 molekyler av NaCl.
Förhållandet mellan mol och massa är känd som molär massa eller antalet gram i en mol av ett ämne. Molmassan för varje element finns under symbolen på det periodiska systemet.
Till exempel är molmassan av kol 12,01 g / mol. Detta innebär att det i en mol kol finns 12,01 gram kol.
Använda Avogadros nummer för att beräkna antalet molekyler
Anta att du har 2 mol NaCl. Hur många molekyler NaCl är det? Här kan du använda Avogadros nummer:
Således innehåller 2 mol NaCl 1,2 x 1024 molekyler av NaCl.
Vad händer om du fick 2 istället för 2 mol gram av NaCl. Hur många molekyler NaCl innehåller det?
För att räkna ut detta behöver du molmassan av NaCl som är 58,44 g / mol. Konvertera först gram till mol med molmassan och använd sedan Avogadros nummer för att hitta antalet molekyler:
Denna beräkning berättar att det finns 2,1 x 1022 molekyler av NaCl i 2 gram NaCl.