วิธีการแปลงโมลเป็นโมเลกุล

ในการแปลงโมลเป็นโมเลกุล สิ่งที่คุณต้องรู้คือน้ำหนักของตัวอย่าง ผลรวมของมวลอะตอมจากตารางธาตุ และค่าคงที่ที่เรียกว่าเลขอาโวกาโดร นอกเหนือจากขั้นตอนต่อไปนี้ อาจพบเครื่องคำนวณโมลต่อโมเลกุลทางออนไลน์

หาตารางธาตุเพื่อหามวลโมลาร์ของตัวอย่างของคุณ หากตัวอย่างประกอบด้วยองค์ประกอบเดียว เช่น แคลเซียม ให้หาค่า มวลอะตอม บนตารางธาตุ มวลอะตอมมักจะอยู่ด้านล่างสัญลักษณ์ของธาตุนั้น

ถ้าตัวอย่างเป็นโมเลกุล เช่น H₂O รวมมวลโมลาร์ของส่วนประกอบทั้งหมด มีอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมและอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอม 2 (1.01 amu) + (16.00 amu) = 18.02 amu มวลสูตรนี้มีค่าเท่ากับมวลโมลาร์ในหน่วยกรัม/โมล และนี่หมายถึงมวลโมลาร์ของ H₂O คือ 18.02 กรัม/โมล

ไม่ว่าจะใช้องค์ประกอบเดี่ยวเช่นแคลเซียมหรือโมเลกุลเช่นH₂O ขั้นตอนการหาปริมาณอะตอมหรือโมเลกุลยังคงเหมือนเดิม นอกจากนี้ ความสัมพันธ์ของโมลกับจำนวนโมเลกุลไม่ได้ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของโมเลกุล

ตัวอย่างปัญหา: มีกี่โมเลกุลในแคลเซียมคลอไรด์ 60.50 กรัม CalCl₂?

หามวลโมลาร์เอส ในตารางธาตุแต่ละธาตุในสูตรโมเลกุล

Ca คือ 40.08 amu (หรือ g/mol) คลอรีนคือ 35.45 amu (หรือ g/mol)

มวลโมเลกุล: (40.08g/mol) + 2 (35.45g/mol) = 110.98 g/mol

มวลโมลาร์ของ CaCl₂ คือ 110.98 กรัม/โมล

ตัวอย่างคือ CaCl. 60.50 กรัม₂. เปลี่ยนเป็นโมลโดยใช้มวลโมลาร์ที่คุณพบในขั้นตอนที่ 1 นักเคมีใช้อัตราส่วนสำหรับการคำนวณนี้

เริ่มต้นด้วยสิ่งที่ทราบและเพิ่มในอัตราส่วนมวลโมลาร์ ดังนั้นหน่วยจะยกเลิก:

CaCl. 60.50 กรัม₂S × 1 โมลCaCl₂ / 110.98 ก. CaCl₂= 0.54 โมลของCaCl₂

เมื่อปริมาณโมลในCaCl₂ ทราบจำนวนโมเลกุลในสูตรอาจคำนวณโดยใช้เลขอาโวกาโดร 6.022 x 10²³ โมเลกุล ใช้รูปแบบอัตราส่วนอีกครั้ง

สังเกตว่าจำนวนโมลถูกใช้จากขั้นตอนที่ 2 เพื่อเริ่มการคำนวณจากโมลเป็นโมเลกุล:

0.54 โมลของCaCl₂ × 6.022 x 10²³ โมเลกุล / 1 โมลของ CalCl₂= 3.25 x 10²³ โมเลกุล

เพื่อตอบคำถามตัวอย่าง มี 3.25 × 10²³ โมเลกุลในแคลเซียมคลอไรด์ 60.50 กรัม

ขั้นตอนที่ 2 และ 3 สามารถรวมกันได้ ตั้งค่าดังนี้:

CalCl. 60.50 กรัม₂ × 1 โมลCaCl₂ / 110.98 ก. CaCl₂ × 6.022 x 10²³ โมเลกุล / CaCl. 1 โมล₂ = 3.25 x 10²³ โมเลกุลในแคลเซียมคลอไรด์ 60.50 กรัม

เว็บไซต์ออนไลน์หลายแห่งมีเครื่องคำนวณโมลต่อโมเลกุล หนึ่งคือเครื่องคำนวณ Omni และแสดงอยู่ในส่วนทรัพยากร แต่ขั้นตอนที่ 1 การคำนวณมวลโมลาร์จะต้องเสร็จสิ้น

โมล (มักย่อมาจาก โมล) เป็นหน่วยวัด ถ้ามีคนขายไข่ ใครจะพูดถึงมันหลายสิบฟอง ไม่ใช่ทีละตัว อีกตัวอย่างหนึ่งคือ กระดาษรีมขายเป็นแพ็คละ 500 ไฝก็เป็นจำนวนหนึ่งเช่นกัน

หากนักเคมีต้องการพูดเกี่ยวกับอะตอมและโมเลกุลที่มีขนาดเล็กอย่างไม่น่าเชื่อ จำเป็นต้องมีจำนวนที่มากกว่าโหลหรือ 500 มาก อะตอมและโมเลกุลไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า แม้ว่าขนาดอะตอมจะอยู่ในช่วงขององค์ประกอบแต่ละอย่าง แต่การวัดของพวกมันจะมีหน่วยเป็นนาโนเมตร ตั้งแต่ 1 × 10^-10 เมตร ถึง 5 × 10^-10 เมตร ซึ่งเล็กกว่าความกว้างของเส้นผมมนุษย์ล้านเท่า

เห็นได้ชัดว่านักเคมีต้องการหน่วยที่ประกอบด้วยรายการจำนวนมากเพื่ออธิบายอะตอมและโมเลกุล ไฝคือจำนวนไอเท็มของ Avogadro: 6.022 × 10²³. ตัวเลขนี้อยู่ในสัญกรณ์วิทยาศาสตร์และแสดงว่ามี 23 ตำแหน่งทางด้านขวาของจุดทศนิยมหรือ 602,200,000,000,000,000,000,000 อย่างไรก็ตาม ไฝคือ 6.022 × 10²³ ของอะไรก็ได้:

• 1 โมลของอะตอม Ca = 6.022 × 10²³ อะตอม Cu
• อะตอม Cl 1 โมล = 6.022 × 10²³ S อะตอม
• CaCl. 1 โมล₂ โมเลกุล = 6.022 × 10²³ Cu₂S โมเลกุล
• ส้มโอ 1 โมล = 6.022 × 10²³ เกรปฟรุ้ต

เพื่อให้ทราบว่าจำนวนนี้มีจำนวนเท่าใด ส้มโอ 1 โมลจะเติมภายในโลก

นักเคมีตกลงที่จะใช้คาร์บอน -12 เป็นมาตรฐานในการวัดโมล ซึ่งหมายความว่าโมลคือจำนวนอะตอมในคาร์บอน-12 12 กรัมพอดี

สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจความแตกต่างระหว่างอะตอมและโมเลกุล อะตอมจากคำภาษากรีก อะตอม หมายถึงแบ่งไม่ได้เป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดในองค์ประกอบที่มีคุณสมบัติขององค์ประกอบนั้น ตัวอย่างเช่น อะตอมของทองแดงหนึ่งอะตอมจะมีคุณสมบัติของทองแดง แต่ไม่สามารถย่อยสลายต่อไปได้และรักษาคุณสมบัติของทองแดงไว้ได้

อะตอม:

• มีนิวเคลียสที่ประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน
• มีอิเล็กตรอนที่อยู่นอกนิวเคลียส

อิเล็กตรอนที่มีประจุลบและโปรตอนซึ่งมีประจุบวกสร้างอะตอมที่เป็นกลางทางไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม อะตอมจะเสถียรเต็มที่ก็ต่อเมื่อเปลือกอิเล็กตรอนภายนอกของพวกมันเต็มและกลายเป็นเหมือนก๊าซมีตระกูลที่เสถียร (กลุ่มที่ 18) บนแผนภูมิธาตุ

เมื่ออะตอมรวมกันก็สามารถสร้างโมเลกุลได้ โมเลกุลเป็นสารประกอบที่ธาตุอยู่ในอัตราส่วนคงที่แน่นอน เช่น น้ำ H₂O หรือน้ำตาลกลูโคส C₆โฮ₁₂โอ₆. ในน้ำมีธาตุไฮโดรเจนสองอะตอมและออกซิเจนหนึ่งอะตอมในแต่ละโมเลกุลของน้ำ ในกลูโคสมีอะตอมของคาร์บอน 6 อะตอม ไฮโดรเจน 12 อะตอม และออกซิเจน 6 อะตอม

อะตอมที่ประกอบเป็นโมเลกุลจะถูกยึดเข้าด้วยกันโดยพันธะเคมี พันธะเคมีมีสามประเภทหลัก:

• ionic: เมื่ออะตอมหนึ่งให้อิเล็กตรอนหนึ่งตัวหรือมากกว่าแก่อะตอมอื่น
• โควาเลนต์: การแบ่งปันอิเล็กตรอนระหว่างอะตอม
• โลหะ: เกิดขึ้นเฉพาะในโลหะที่มีอะตอมของโลหะแน่นและอิเล็กตรอนภายนอกจะกลายเป็นเหมือนทะเลของอิเล็กตรอน

นักวิทยาศาสตร์คนแรกที่คำนวณจำนวนโมเลกุลในสารคือ Josef Loschmidt และค่าของจำนวนโมเลกุลของก๊าซในหนึ่งลูกบาศก์เซนติเมตรได้รับการตั้งชื่อตามเขา Jean Perrin นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสได้พัฒนาแนวคิดเรื่องจำนวนโมเลกุลที่เป็นค่าคงที่สากล และตั้งชื่อค่าคงที่นี้ตามชื่อ Amedeo Avogadro (1776 ถึง 1856) นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี

Amedeo Avogadro เป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่เสนอว่าปริมาณก๊าซที่เท่ากันที่อุณหภูมิและความดันเดียวกันจะมีอนุภาคจำนวนเท่ากัน แม้ว่างานของ Avogadro มักถูกละเลยในช่วงชีวิตของเขา Perrin ให้เกียรติเขาสำหรับการมีส่วนร่วมในวิทยาศาสตร์

Amedeo Avagadro ไม่เคยเสนอค่าคงที่ 6.022 ×10²³, ตั้งชื่อตามเขา อันที่จริง ค่าคงที่ของ Avogadro เป็นตัวเลขที่ได้จากการทดลอง และค่าปัจจุบันที่ระบุไว้ใน National Institute of Standards and Technology มีตัวเลขสำคัญแปดตัว: 6.02214076 × 10²³.