mol og Avogadros konstante
anvendelser af mol
massen af en mol stof kaldes den molære masse af dette stof. Den molære masse bruges til at omdanne gram af et stof til mol og bruges ofte i kemi. Den molære masse af et element findes på det periodiske system, og det er elementets atomvægt i gram/mol (g/mol). Hvis massen af et stof er kendt, kan antallet af mol i stoffet beregnes. Konvertering af massen i gram af et stof til mol kræver en konverteringsfaktor på (en mol stof/molær masse af stof).
mole-konceptet gælder også for sammensætningen af kemiske forbindelser. For eksempel overveje metan, CH4. Dette molekyle og dets molekylformel indikerer, at der pr.mol methan er 1 mol kulstof og 4 mol hydrogen. I dette tilfælde anvendes molen som en fælles enhed, der kan påføres et forhold som vist nedenfor:
\
i denne kemiske reaktioner beskriver molene H og O antallet af atomer af hvert element, der reagerer for at danne 1 mol \(\ce{H_2O}\).
for at tænke over, hvad en muldvarp betyder, skal man relatere den til mængder som dusin eller par. Ligesom et par kan betyde to sko, to bøger, to blyanter, to personer, eller to af noget andet, en muldvarp betyder 6.02214179 til 1023 af noget. Brug af følgende forhold:
\
er analog med at sige:
\
det er ret svært at visualisere en mol af noget, fordi Avogadros konstant er ekstremt stor. Overvej for eksempel størrelsen på et enkelt hvedekorn. Hvis alle de mennesker, der har eksisteret i Jordens historie, ikke gjorde andet end at tælle individuelle Hvedekorn i hele deres liv, ville det samlede antal tællede hvedekorn stadig være meget mindre end Avogadros konstant; antallet af hvedekorn produceret gennem historien nærmer sig ikke engang Avogadros Antal.
eksempel \(\Sideindeks{1}\): konvertering af masse til mol
hvor mange mol kalium (\(\ce{K}\)) atomer er i 3,04 gram rent kaliummetal?
opløsning
i dette eksempel multipliceres massen af \(\ce{K}\) med konverteringsfaktoren (invers molmasse af kalium):
\
39,10 gram er den molære masse af en mol \(\ce{K}\); Annuller gram, forlader molene af \(\ce{K}\):
\
tilsvarende, hvis mol af et stof er kendt, kan antallet gram i stoffet bestemmes. Konvertering af mol af et stof til Gram kræver en konverteringsfaktor for molær masse af stof/en mol stof. Man skal blot følge den samme metode, men i den modsatte retning.
eksempel \(\Sideindeks{2}\): konvertering af mol til masse
hvor mange gram er 10, 78 mol Calcium (\(\ce{Ca}\))?
opløsning
Multiplicer mol Ca med konverteringsfaktoren (molær masse af calcium) 40,08 g Ca / 1 mol Ca, som derefter tillader annullering af mol, hvilket efterlader gram Ca.
\
det samlede antal atomer i et stof kan også bestemmes ved hjælp af forholdet mellem gram, mol og atomer. Hvis man får massen af et stof og bliver bedt om at finde antallet af atomer i stoffet, skal man først konvertere stoffets masse i gram til MOL, som I eksempel \(\Sideindeks{1}\). Derefter skal antallet af mol af stoffet omdannes til atomer. Konvertering af mol af et stof til atomer kræver en konverteringsfaktor for Avogadros konstant (6.02214179 til 1023) / en mol stof. At kontrollere, at enhederne annullerer korrekt, er en god måde at sikre, at den rigtige metode bruges.
eksempel \(\Sideindeks{3}\): atomer til masse
hvor mange atomer er der i en 3,5 g prøve af natrium (Na)?
opløsning
\
\
i dette eksempel multipliceres gram Na med konverteringsfaktoren 1 mol Na / 22,98 g Na, hvor 22,98 g er den molære masse af en mol Na, som derefter tillader annullering af gram, hvilket efterlader mol Na. Multiplicer derefter antallet af mol Na med konverteringsfaktoren 6.02214179 liter 1023 atomer Na / 1 mol Na, med 6.02214179 liter 1023 atomer er antallet af atomer i en mol Na (Avogadros konstant), som derefter tillader annullering af mol, hvilket efterlader antallet af atomer af Na.
Ved hjælp af Avogadros konstant er det også nemt at beregne antallet af atomer eller molekyler, der er til stede i et stof (tabel \(\Sideindeks{1}\)). Ved at multiplicere antallet af mol med Avogadros konstant annullerer molenhederne og efterlader antallet af atomer. Følgende tabel giver en reference til de måder, hvorpå disse forskellige mængder kan manipuleres:
| 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/molær masse (mol/g) Lars Avogadros konstant (atomer/mol)) | atomer (eller molekyler) |
eksempel \(\sideindeks{4}\): masse til mol
hvor mange mol er der i 3,00 gram kalium (k)?
opløsning
\
i dette eksempel multipliceres massen af K med konverteringsfaktoren:
\
39,10 gram er den molære masse af en mol K. gram kan annulleres, hvilket efterlader molene af K.
eksempel \(\Sideindeks{5}\): mol til masse
hvor mange gram er der i 10,00 mol calcium (Ca)?
løsning
dette er beregningen I eksempel \(\Sideindeks{2}\) udført i omvendt. Multiplicer mol Ca med konverteringsfaktoren 40,08 g Ca/ 1 mol Ca, hvor 40,08 g er den molære masse af en mol Ca. Molene annullerer, hvilket efterlader gram Ca:
\
antallet af atomer kan også beregnes ved hjælp af Avogadros konstant (6.02214179 til 1023) / en mol stof.
eksempel \(\Sideindeks{6}\): masse til atomer
hvor mange atomer er der i en 3,0 g prøve af natrium (Na)?
opløsning
konverter gram til mol
\
konverter mol til atomer
\
Leave a Reply