molan och Avogadros konstanta
tillämpningar av molan
massan av en mol substans kallas den molära massan av den substansen. Molmassan används för att omvandla gram av ett ämne till mol och används ofta i kemi. Molmassan hos ett element finns på det periodiska bordet, och det är elementets atomvikt i gram/mol (g/mol). Om massan av ett ämne är känd kan antalet mol i ämnet beräknas. Omvandling av massan, i gram, av ett ämne till mol kräver en omvandlingsfaktor av (en mol substans/molmassa av substans).
molbegreppet är också tillämpligt på sammansättningen av kemiska föreningar. Tänk till exempel metan, CH4. Denna molekyl och dess molekylformel indikerar att per mol metan finns 1 mol kol och 4 mol väte. I detta fall används molan som en gemensam enhet som kan appliceras på ett förhållande som visas nedan:
\
i detta denna kemiska reaktioner, Molen H och O beskriver antalet atomer av varje element som reagerar för att bilda 1 mol av \(\ce{H_2O}\).
för att tänka på vad en mol betyder, bör man relatera den till kvantiteter som dussin eller par. Precis som ett par kan betyda två skor, två böcker, två pennor, två personer eller två av något annat, betyder en mol 6.02214179 oz 1023 av någonting. Med hjälp av följande relation:
\
är analogt med att säga:
\
det är ganska svårt att visualisera en mol av något eftersom Avogadros konstant är extremt stor. Tänk till exempel på storleken på ett enda vetekorn. Om alla människor som har funnits i jordens historia gjorde ingenting annat än att räkna enskilda vetekorn för hela sitt liv, skulle det totala antalet räknade vetekorn fortfarande vara mycket mindre än Avogadros konstant; antalet vetekorn som producerats genom historien närmar sig inte ens Avogadros nummer.
exempel \(\PageIndex{1}\): Konvertera massa till mol
hur många mol kalium (\(\ce{K}\)) atomer finns i 3,04 gram ren kaliummetall?
lösning
I detta exempel multiplicerar du massan av \(\ce{K}\) med omvandlingsfaktorn (invers molmassa av kalium):
\
39,10 gram är molmassan för en mol av \(\ce{K}\); Avbryt gram och lämna Molen \(\ce{k}\):
\
på samma sätt, om molarna i ett ämne är kända, kan antalet gram i ämnet bestämmas. Omvandling av mol av ett ämne till gram kräver en omvandlingsfaktor för molmassa av ämne/en mol substans. Man behöver helt enkelt följa samma metod men i motsatt riktning.
exempel \(\PageIndex{2}\): Konvertera mol till massa
hur många gram är 10,78 mol kalcium (\(\ce{Ca}\))?
lösning
multiplicera mol Ca med omvandlingsfaktorn (molmassa av kalcium) 40,08 g Ca / 1 mol Ca, vilket sedan tillåter avbokning av mol och lämnar gram Ca.
\
det totala antalet atomer i ett ämne kan också bestämmas genom att använda förhållandet mellan gram, mol och atomer. Om man får massan av ett ämne och uppmanas att hitta antalet atomer i ämnet måste man först omvandla ämnets massa, i gram, till mol, som I exempel \(\PageIndex{1}\). Då måste antalet mol av ämnet omvandlas till atomer. Omvandling av mol av ett ämne till atomer kräver en omvandlingsfaktor av Avogadros konstant (6.02214179 oz 1023) / en mol substans. Att verifiera att enheterna avbryter ordentligt är ett bra sätt att se till att rätt metod används.
exempel \(\PageIndex{3}\): atomer till massa
hur många atomer finns i ett 3,5 g prov av natrium (Na)?
lösning
\
\
I detta exempel multiplicerar du gram Na med omvandlingsfaktorn 1 mol Na/ 22.98 g Na, med 22.98 g som molmassan för en mol Na, vilket sedan tillåter avbokning av gram och lämnar mol Na. Multiplicera sedan antalet mol Na med omvandlingsfaktorn 6.02214179 1023-atomer na/ 1 mol Na, med 6.02214179 1023-atomer är antalet atomer i en mol Na (Avogadros konstant), som sedan tillåter avbokning av mol och lämnar antalet atomer av Na.
med Avogadros konstant är det också enkelt att beräkna antalet atomer eller molekyler som finns i ett ämne (tabell \(\PageIndex{1}\)). Genom att multiplicera antalet mol med Avogadros konstant avbryter mol-enheterna och lämnar antalet atomer. Följande tabell ger en referens för hur dessa olika kvantiteter kan manipuleras:
| 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/Molmassa (mol/g) Avogadros konstant (atomer/mol)) | atomer (eller molekyler) |
exempel \(\pageindex{4}\): massa till mol
hur många mol finns i 3,00 gram kalium (k)?
lösning
\
i det här exemplet multiplicerar du massan av K med omvandlingsfaktorn:
\
39,10 gram är molmassan för en mol K. gram kan avbrytas och lämnar Molen K.
exempel \(\PageIndex{5}\): mol till massa
hur många gram är i 10,00 mol kalcium (Ca)?
lösning
detta är beräkningen I exempel \(\PageIndex{2}\) utförd i omvänd ordning. Multiplicera mol Ca med omvandlingsfaktorn 40,08 g Ca / 1 mol Ca, med 40,08 g som molmassan för en mol Ca. Molarna avbryter och lämnar gram Ca:
\
antalet atomer kan också beräknas med hjälp av Avogadros konstant (6.02214179 kg 1023) / en mol substans.
exempel \(\PageIndex{6}\): massa till atomer
hur många atomer finns i ett 3,0 g prov av natrium (Na)?
lösning
konvertera gram till mol
\
konvertera mol till atomer
\
Leave a Reply