moolin ja Avogadron vakio
moolin Sovellukset
aineen moolin massaa kutsutaan kyseisen aineen moolimassaksi. Moolimassa muuntaa aineen grammoja mooleiksi ja sitä käytetään usein kemiassa. Alkuaineen moolimassa löytyy jaksollisesta järjestelmästä, ja se on alkuaineen atomipaino grammoina/mooli (g/mol). Jos aineen massa tunnetaan, voidaan laskea aineen moolimäärä. Aineen massan muuntaminen grammoina mooleiksi edellyttää muuntokerrointa (yksi aineen mooli / aineen moolimassa).
moolikäsitettä voidaan soveltaa myös kemiallisten yhdisteiden koostumukseen. Ajatellaanpa esimerkiksi metaania, CH4. Tämä molekyyli ja sen molekyylikaava osoittavat, että metaanin moolia kohden on 1 mooli hiiltä ja 4 moolia vetyä. Tällöin moolia käytetään yhteisenä yksikkönä, jota voidaan soveltaa suhteessa kuten alla on esitetty:
\
tässä tässä kemiallisessa reaktiossa H: n ja O: n moolit kuvaavat kunkin alkuaineen atomien määrää, jotka reagoivat muodostaen 1 mol \(\ce{h_2o}\).
miettiäkseen, mitä mooli tarkoittaa, pitäisi suhteuttaa se esimerkiksi tusinan tai parin suureisiin. Aivan kuten pari voi tarkoittaa kahta kenkää, kahta kirjaa, kahta kynää, kahta ihmistä tai kahta muuta, mooli tarkoittaa 6,02214179×1023 mitä tahansa. Käyttämällä seuraavaa relaatiota:
\
on analogista sanoa:
\
jonkin moolia on melko vaikea visualisoida, koska Avogadron vakio on äärimmäisen suuri. Ajattelehan esimerkiksi yhden vehnänjyvän kokoa. Jos kaikki ihmiset, jotka ovat olleet olemassa maapallon historiassa, eivät laskisi muuta kuin yksittäisiä vehnänjyviä koko elämänsä ajan, laskettujen vehnänjyvien kokonaismäärä olisi silti paljon pienempi kuin Avogadron vakio; koko historian aikana tuotettujen vehnänjyvien määrä ei edes lähesty Avogadron lukua.
esimerkki \(\PageIndex{1}\): massan muuntaminen mooleiksi
kuinka monta moolia kaliumin (\(\ce{k}\)) atomeja on 3,04 grammassa puhdasta kaliummetallia?
liuos
tässä esimerkissä kerrotaan \(\ce{k}\) massa muuntokertoimella (kaliumin Käänteinen moolimassa):
\
\
39,10 grammaa on yhden moolin moolimassa \(\ce{k}\); kumotaan grammat, jolloin moolit \(\ce{k}\):
\
vastaavasti, jos aineen moolit tunnetaan, voidaan määrittää aineen grammamäärät. Aineen moolien muuntaminen grammoiksi vaatii muuntokertoimen, joka on aineen moolimassa / yksi mooli ainetta. On yksinkertaisesti noudatettava samaa menetelmää, mutta päinvastaiseen suuntaan.
esimerkki \(\PageIndex{2}\): moolien muuntaminen massaksi
kuinka monta grammaa on 10,78 moolia kalsiumia (\(\ce{Ca}\))?
liuos
kerrotaan Ca: n moolit muuntokertoimella (kalsiumin moolimassa) 40, 08 G Ca / 1 mol Ca, mikä mahdollistaa moolien mitätöinnin, jolloin jäljelle jää grammoja Ca.
\
aineen atomien kokonaismäärä voidaan määrittää myös grammojen, moolien ja atomien välisen suhteen avulla. Jos annetaan aineen massa ja pyydetään löytämään aineen atomien lukumäärä, on ensin muunnettava aineen massa grammoina mooleiksi, kuten esimerkissä \(\PageIndex{1}\). Tämän jälkeen aineen moolimäärä on muunnettava atomeiksi. Aineen moolien muuntaminen atomeiksi vaatii muuntokertoimen, joka on Avogadron vakio (6,02214179×1023) / yksi mooli ainetta. Varmistamalla, että yksiköt peruuttaa oikein on hyvä tapa varmistaa oikea menetelmä käytetään.
esimerkki \(\PageIndex{3}\): atomit massaan
kuinka monta atomia on 3,5 g: n natriumnäytteessä (Na)?
liuos
\
tässä esimerkissä kerrotaan Na: n grammat muuntokertoimella 1 mol Na/ 22,98 g Na, jolloin 22,98 g on yhden moolin moolimassa Na, jolloin grammat voidaan kumota, jolloin mooliksi jää Na. Sitten kerrotaan Na: n moolien määrä muuntokertoimella 6.02214179×1023 atomia Na/ 1 mol Na, jossa 6,02214179×1023 atomia on atomien lukumäärä yhdessä moolissa Na (Avogadron vakio), joka sitten mahdollistaa moolien mitätöinnin, jolloin atomien määrä on Na.
käyttäen Avogadron vakiota on myös helppo laskea aineen atomien tai molekyylien lukumäärä (taulukko \(\PageIndex{1}\)). Kertomalla moolien määrä Avogadron vakiolla mol-yksiköt kumoavat, jolloin jäljelle jää atomien määrä. Seuraavassa taulukossa esitetään, miten näitä eri suureita voidaan manipuloida:
| Known Information | Multiply By | Result |
|---|---|---|
| Mass of substance (g) | 1/ Molar mass (mol/g) | Moles of substance |
| Moles of substance (mol) | Avogadro’s constant (atoms/mol) | Atoms (or molecules) |
| Mass of substance (g) | 1/moolimassa (mol/g) × Avogadron vakio (atomit/mol)) | atomit (tai molekyylit) |
Leave a Reply