- Историја
- Инспирације Амедеа Авогадра
- Молекуларна хипотеза
- Педесет година касније
- Рођење термина
- Од чега се састоји и јединице
- Атом-грам и молекул-грам
- Моларне масе и кртице
- Како се израчунава Авогадров број
- Тачније методе мерења
- Апликације
- Решене вежбе
- Вежба 1
- Вежба 2
- Референце
Авогадро Број је онај који показује колико честице сачињавају један мол материје. Обично је означен симболом Н А или Л и има изузетну величину: 6,02 · 10 23 , записан у научној нотацији; ако се не користи, морао би бити написан у целости: 602000000000000000000000.
Да би се избегла и олакшала његова употреба, прикладно је упутити се на Авогадров број назвавши га мол; ово је назив дат јединици која одговара таквој количини честица (атоми, протони, неутрони, електрони итд.). Дакле, ако десетак одговара 12 јединица, мол обухвата Н А јединице, поједностављујући стехиометријске прорачуне.

Авогадров број написан у научној нотацији. Извор: ПРХанеи
Математички гледано, Авогадров број можда и није највећи од свих; али изван сфере науке, његова употреба да назначи количину било ког предмета прелази границе људске маште.
На пример, мол оловке би укључивао производњу 6,02 · 10 23 јединица, остављајући Земљу без биљних плућа у том процесу. Попут овог хипотетичког примера, многи други обилују који омогућавају сагледавање величанствености и употребљивости овог броја за астрономске величине.
Ако се Н А и мол односе на претјеране количине било чега, колико су корисни у науци? Као што је речено на почетку: омогућавају вам да „бројите“ врло мале честице, чији је број невероватно огроман чак и у занемарљивој количини материје.
Најмањи кап течности садржи милијарде честица, као и најсмешније количине дате чврсте материје која се може извагати на било којој равнотежи.
Не користите научна нотација, кртица долази у помоћ, показујући колико, више или мање, то је супстанца или једињење у Н А . На пример, 1 г сребра одговара око 9 · 10 -3 мол; другим речима, скоро једна стотина Н А (5,6 · 10 21 Аг атома, отприлике) "настањује" тај грам .
Историја
Инспирације Амедеа Авогадра
Неки верују да је Авогадров број био константа коју одређује Лорензо Романо Амедео Царло Авогадро из Кварене и Церрета, познатији као Амедео Авогадро; Међутим, овај научник-адвокат, посвећен изучавању својстава гасова, а инспирисан радом Далтон и Гаи-Луссац није био тај који је увео Н А .
Из Далтона, Амадео Авогадро је сазнао да се масе гасова комбинују или реагују у константним размерама. На пример, маса водоника потпуно реагује са осам пута већом масом кисеоника; када тај удео није испуњен, један од два гаса остао је вишак.
Од Гаи-Луссаца је с друге стране сазнао да количине гасова реагују у фиксном односу. Дакле, две количине водоника реагују са једним кисеоником да би се створиле две количине воде (у облику паре, имајући у виду настале високе температуре).
Молекуларна хипотеза
Авогадро је 1811. године сажео његове идеје за формулисање његове молекуларне хипотезе, у којој је објаснио да је удаљеност која раздваја гасовите молекуле константна све док се притисак и температура не промене. То растојање, затим, дефинише запремину коју гас може да заузме у контејнеру са проширивим баријерама (на пример балон).
Дакле, с обзиром на масу гаса А, м А и масу гаса Б, м Б , м А и м Б, имаће исту запремину у нормалним условима (Т = 0 ° Ц и П = 1 атм) ако оба идеална гаса имају исти број молекула; то је данас била хипотеза Авогадроа.
Из својих опажања је такође закључио да је однос између густине гасова, опет А и Б, исти као у релативној молекуларној маси (ρ А / ρ Б = М А / М Б ).
Његов највећи успех био је увођење термина 'молекул' какав је данас познат. Авогадро је третирао водоник, кисеоник и воду као молекуле, а не као атоме.
Педесет година касније
Идеја о њеним дијатомским молекулима сусрела се са снажним отпором међу хемичарима у 19. веку. Иако је Амадео Авогадро предавао физику на Универзитету у Торину, његов рад није био баш добро прихваћен и, под сенком експеримената и запажања познатих хемичара, његова хипотеза је сахрањена педесет година.
Чак ни допринос познатог научника Андреа Ампереа, који је подржао Авогадрову хипотезу, није био довољан да хемичари озбиљно размисле о томе.
Тек на конгресу у Карлсрухеу у Немачкој 1860. године, млади италијански хемичар Станислао Цанниззаро спасио је рад Авогадроа као одговор на хаос због недостатка поузданих и чврстих атомских маса и хемијских једначина.
Рођење термина
Оно што је познато као "Авогадров број" увео је француски физичар Жан Баптисте Перрин скоро стотину година касније. Он је одредио апроксимацију Н А разним методама из свог рада на Бровновом покрету.
Од чега се састоји и јединице
Атом-грам и молекул-грам
Авогадров број и кртица су повезани; међутим, други је постојао и пре првог.
Познавајући релативне масе атома, јединица атомске масе (аму) је уведена као једна дванаеста од атома угљеника 12 изотопа; отприлике маса протона или неутрона. На овај начин се знало да је угљеник дванаест пута тежи од водоника; што значи, 12 Ц тежи 12у, а 1 Х тежи 1 у.
Међутим, колико једна маса заправо једнака? Такође, како је могуће измерити масу тако малих честица? Тада је дошла идеја о грам-атому и грам-молекули, које је касније заменио кртица. Ове јединице су погодно повезале грам са аму на следећи начин:
12 г 12 Ц = Н ма
Број 12 Ц Н атома , помножен са њиховом атомском масом, даје вредност бројчано идентичну релативној атомској маси (12 аму). Стога је 12 г 12 Ц једнак атому грама; 16 г 16 О, један грам атома кисеоника; 16 г ЦХ 4 , један грам молекул за метан, и тако даље са осталим елементима или једињења.
Моларне масе и кртице
Грам-атом и грам-молекул, уместо јединица, састојали су се од моларних маса атома и молекула.
Тако, дефиниција мола постаје: јединица која је означена за број атома присутних у 12 г чистог угљеника 12 (или 0,012 Кг). У међувремену, постао је означен н А .
Стога се Авогадров број формално састоји од броја атома који чине таквих 12 г угљеника 12; а његова јединица су кртица и њени деривати (кмол, ммол, лб-мол, итд.).
Моларне масе су молекуларне (или атомске) масе изражене као функција молова.
На пример, моларна маса О 2 је 32г / мол; то јест, мол молекула кисеоника има масу 32 г, а молекул О 2 има молекулску масу од 32 у. Слично томе, моларна маса Х је 1 г / мол: један мол Х атома има масу од 1 г, а један Х атом има атомску масу од 1 у.
Како се израчунава Авогадров број
Колико је кртица? Колика је вредност Н А тако да атомска и молекуларна маса имају исту бројчану вредност као моларне масе? Да бисте то сазнали, мора се решити следећа једначина:
12 г 12 Ц = Н А ма
Али мама је 12 аму.
12 г 12 Ц = Н А 12ума
Ако знате колико вреди аму (1.667 10 -24 г), можете директно израчунати Н А :
Н А = (12 г / 2 · 10 -23 г)
= 5.998 10 23 атома од 12 Ц
Да ли је овај број идентичан ономе који је представљен на почетку чланка? Не док децимале играти против, има се много прецизније калкулације за утврђивање Н А .
Тачније методе мерења
Ако већ знате дефиницију мола, посебно мола електрона и електричног набоја који носе (отприлике 96.500 Ц / мол), знајући набој појединог електрона (1.602 × 10 -19 Ц), можете Израчунајте и Н А на овај начин:
Н А = (96500 Ц / 1,660 × 10 −19 Ц)
= 6.0237203 10 23 електрона
Ова вредност изгледа још боље.
Други начин да се израчуна, састоји се од кристалографских техника рендгенских зрака, користећи ултра-чисту силицијумску сферу од 1 кг, а за то се користи формула:
Н А = н (В у / В м )
Где је н број атома присутних у јединичној ћелији кристала силицијума (н = 8), а В у и В м су обима јединице, односно моларне ћелије. Познавајући променљиве за кристал силицијума, Авогадров број се може израчунати овом методом.
Апликације
Авогадров број омогућава у суштини да изрази абисмалне количине елементарних честица у једноставним грамима, које се могу мерити на аналитичким или рудиментарним билансима. Не само ово: ако се атомско својство множи са Н А , његова манифестација ће се добити на макроскопским вагама, видљивим у свету и голим оком.
Стога се, с добрим разлогом, каже да овај број функционише као мост између микроскопског и макроскопског. Често се може наћи нарочито у физикохемији када се покушава повезати понашање молекула или јона са физичким фазама (течне, гасне или чврсте).
Решене вежбе
Калкулације у одељку два примера вежби користе Н обратили су се . Затим ћемо наставити са решавањем још два.
Вежба 1
Која је маса молекула Х 2 О?
Уколико је познат његов моларна маса буде 18 г / мол, онда један мол Х 2 О молекула има масу од 18 грама; али питање се односи на појединачни молекул, сам. Да би се затим израчунала његова маса, користе се фактори конверзије:
(18г / мол Х 2 О) · (мол Х 2 О / 6.02 · 10 23 Молекули Х 2 О) = 2.99 · 10 -23 г / молецуле Х 2 О
То јест, молекул Х 2 О има масу од 2,99 · 10 -23 г.
Вежба 2
Колико атома метала диспрозијума (Ди) ће садржати део његовог дела чија је маса 26 г?
Атомска маса диспрозијума је 162,5 у, што је једнако 162,5 г / мол користећи Авогадров број. Поново настављамо са факторима конверзије:
(26 г) · (мол Ди / 162.5г) · (6.02 · 10 23 Ди атома / мол Ди) = 9.63 · 10 22 Ди атома
Ова вредност је 0,16 пута мања од Н А (9,63 · 10 22 / 6,02 · 10 23 ), и зато наведени комад има 0,16 молова диспрозијума (може се израчунати и са 26/162 , 5).
Референце
- Википедиа. (2019). Авогадро константа. Опоравак од: ен.википедиа.орг
- Аттеберри Јонатхан. (2019). Који је Авогадров број? Како ствари раде. Опоравак од: сциенце.ховстуффворкс.цом
- Риан Беноит, Мицхаел Тхаи, Цхарлие Ванг и Јацоб Гомез. (02. мај 2019.) Кртица и Авогадров констант. Цхемистри ЛибреТектс. Опоравак од: цхем.либретектс.орг
- Дан кртице. (сф) Историја Авогадров број: 6.02 пута 10 до 23 рд . Опоравак од: моледаи.орг
- Хелменстине, др Анне Марие (06. јануара 2019). Експериментално одређивање Авогадровог броја. Опоравак од: тхинкцо.цом
- Томас Герман. (сф) Авогадров број. ИЕС Доминго Мирал. Опоравак од: иесдмјац.едуца.арагон.ес
- Јоакуин Сан Фрутос Фернандез. (сф) Авогадров концепт броја и кртица. Опоравак од: енцина.пнтиц.мец.ес
- Бернардо Херрадон. (3. септембар 2010). Конгрес Карлсрухе: 150 година. Опоравак од: мадримасд.орг
- Георге М. Боднер. (16. фебруар 2004.). Како је одређен Авогадров број? Сциентифиц Америцан. Опоравак од: сциенцеамерицан.цом
