Numărul lui Avogadro Este cea care indică câte particule alcătuiesc un mol de materie. În mod normal este desemnat prin simbolul NLA sau L și are o magnitudine extraordinară: 6,02 · 102. 3, scris în notație științifică; dacă nu este utilizat, ar trebui să fie scris integral: 60200000000000000000000000.
Pentru a evita și a facilita utilizarea acestuia, este convenabil să faceți referire la numărul Avogadro care îl numește aluniță; acesta este numele dat unității corespunzătoare unei astfel de cantități de particule (atomi, protoni, neutroni, electroni etc.). Astfel, dacă o duzină corespunde a 12 unități, o aluniță cuprinde NLA unități, simplificând calculele stoichiometrice.
Matematic, este posibil ca numărul lui Avogadro să nu fie cel mai mare dintre toate; dar în afara domeniului științei, utilizarea acestuia pentru a indica cantitatea oricărui obiect ar depăși limitele imaginației umane.
De exemplu, un aluniță de creioane ar presupune fabricarea 6.02 · 102. 3 unități, lăsând Pământul fără plămânii săi de plante în încercare. La fel ca acest exemplu ipotetic, mulți alții abundă, ceea ce ne permite să vedem măreția și aplicabilitatea acestui număr pentru cantități astronomice..
FărăLA iar alunița face aluzie la cantități exorbitante de orice, ce folos au în știință? După cum sa menționat chiar la început: acestea vă permit să „numărați” particule foarte mici, ale căror numere sunt incredibil de vaste chiar și în cantități neglijabile de materie..
Cea mai mică picătură de lichid conține miliarde de particule, precum și cea mai ridicolă cantitate a unui solid dat care poate fi cântărită pe orice balanță..
Pentru a nu recurge la notații științifice, alunița vine în ajutor, indicând cât, mai mult sau mai puțin, aveți dintr-o substanță sau compus față de NLA. De exemplu, 1 g de argint corespunde la aproximativ 9 · 10-3 cârtiță; Cu alte cuvinte, acel gram „locuiește” aproape o sutime din NLA (5,6 10douăzeci și unu Atomi de Ag, aproximativ).
Indice articol
Unii oameni cred că numărul lui Avogadro a fost o constantă determinată de Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro din Quaregna și Cerreto, mai bine cunoscut sub numele de Amedeo Avogadro; Cu toate acestea, acest om de știință-avocat, dedicat studierii proprietăților gazelor și inspirat de lucrările lui Dalton și Gay-Lussac, nu a fost cel care a introdus NLA.
De la Dalton, Amadeo Avogadro a aflat că masele de gaze se combină sau reacționează în proporții constante. De exemplu, o masă de hidrogen reacționează complet cu o masă de oxigen de opt ori mai mare; când o astfel de proporție nu a fost îndeplinită, unul dintre cele două gaze a rămas în exces.
De la Gay-Lussac, pe de altă parte, a aflat că volumele de gaze reacționează într-o relație fixă. Astfel, două volume de hidrogen reacționează cu unul de oxigen pentru a produce două volume de apă (sub formă de abur, date fiind temperaturile ridicate generate).
În 1811 Avogadro și-a condensat ideile pentru a-și formula ipoteza moleculară, în care a explicat că distanța care separă moleculele gazoase este constantă atâta timp cât presiunea și temperatura nu se schimbă. Această distanță definește apoi volumul pe care îl poate ocupa un gaz într-un container cu bariere extensibile (un balon, de exemplu).
Astfel, având în vedere o masă de gaz A, mLA, și o masă de gaz B, mB, mLA si mB vor avea același volum în condiții normale (T = 0 ° C și P = 1 atm) dacă ambele gaze ideale au același număr de molecule; aceasta a fost ipoteza, în zilele noastre legea, a lui Avogadro.
Din observațiile sale, el a dedus, de asemenea, că relația dintre densitățile gazelor, din nou A și B, este aceeași cu cea a maselor lor moleculare relative (ρLA/ ρB = MLA/ MB).
Cel mai mare succes al său a fost introducerea termenului „moleculă” așa cum este cunoscut astăzi. Avogadro a tratat hidrogenul, oxigenul și apa ca molecule și nu ca atomi.
Ideea moleculelor sale diatomice a întâmpinat o puternică rezistență în rândul chimiștilor în secolul al XIX-lea. Deși Amadeo Avogadro a predat fizica la Universitatea din Torino, munca sa nu a fost foarte bine acceptată și, sub umbra experimentelor și observațiilor unor chimisti mai renumiți, ipoteza sa a fost îngropată timp de cincizeci de ani..
Chiar și contribuția cunoscutului om de știință André Ampere, care a susținut ipoteza lui Avogadro, nu a fost suficientă pentru ca chimiștii să o ia în considerare în mod serios.
Abia la Congresul de la Karlsruhe, Germania din 1860, tânărul chimist italian, Stanislao Cannizzaro, a salvat opera lui Avogadro ca răspuns la haos din cauza lipsei de mase atomice și a ecuațiilor chimice solide și fiabile..
Ceea ce este cunoscut sub numele de „numărul lui Avogadro”, a fost introdus de fizicianul francez Jean Baptiste Perrin, aproape o sută de ani mai târziu. El a determinat un aproximativ de NLA prin diferite metode din lucrarea sa asupra mișcării browniene.
Numărul lui Avogadro și alunița sunt înrudite; cu toate acestea, al doilea a existat înainte de primul.
Cunoscând masele relative ale atomilor, unitatea de masă atomică (amu) a fost introdusă ca o doisprezecime a unui atom de izotop de carbon 12; aproximativ masa unui proton sau neutron. În acest fel, carbonul era cunoscut a fi de douăsprezece ori mai greu decât hidrogenul; ce echivalează să spui, 12C cântărește 12u și 1H cântărește 1 u.
Cu toate acestea, câtă masă este egală cu cineva? De asemenea, cum ar fi posibil să se măsoare masa unor particule atât de mici? Apoi a venit ideea gram-atomului și gram-moleculei, care au fost ulterior înlocuite cu alunița. Aceste unități au conectat în mod convenabil gramul cu amu după cum urmează:
12 g 12C = N ma
Un număr de N atomi de 12C, înmulțit cu masa sa atomică, dă o valoare identică numeric cu masa atomică relativă (12 amu). Prin urmare, 12 g de 12C a egalat un atom de gram; 16 g de 16Sau, la un atom de gram de oxigen; 16 g CH4, o gram-moleculă pentru metan și așa mai departe cu alte elemente sau compuși.
Gram-atomul și gram-molecula, mai degrabă decât unitățile, au fost formate din masele molare ale atomilor și respectiv moleculelor..
Astfel, definiția unui mol devine: unitatea desemnată pentru numărul de atomi prezenți în 12 g de carbon pur-12 (sau 0,012 Kg). Și, la rândul său, N s-a întâmplat să fie notat ca NLA.
Deci, numărul lui Avogadro constă formal din numărul de atomi care alcătuiesc astfel de 12 g de carbon 12; iar unitatea sa este molul și derivații săi (kmol, mmol, lb-mole etc.).
Masele molare sunt mase moleculare (sau atomice) exprimate în funcție de moli.
De exemplu, masa molară a lui ODouă este de 32 g / mol; adică un mol de molecule de oxigen are o masă de 32 g și o moleculă de ODouă are o masă moleculară de 32 u. În mod similar, masa molară a lui H este 1g / mol: un mol de atomi de H are o masă de 1 g, iar un atom de H are o masă atomică de 1 u.
Cât costă o aluniță? Care este valoarea lui NLA astfel încât masele atomice și moleculare să aibă aceeași valoare numerică ca și masele molare? Pentru a afla, trebuie rezolvată următoarea ecuație:
12 g 12C = NLAMa
Dar ma are 12 uma.
12 g 12C = NLA12uma
Dacă se știe cât valorează un amu (1.667 10-24 g), puteți calcula direct NLA:
NLA = (12g / 2 10-2. 3g)
= 5.998 102. 3 atomi de 12C
Este acest număr identic cu cel prezentat la începutul articolului? Nu. Deși zecimalele funcționează una împotriva celeilalte, există calcule mult mai precise pentru a determina NLA.
Dacă definiția unui mol este cunoscută anterior, în special un mol de electroni și sarcina electrică pe care o poartă (aproximativ 96.500 C / mol), cunoscând sarcina unui electron individual (1.602 × 10−19C), puteți calcula NLA tot în acest fel:
NLA = (96500 C / 1,602 × 10−19C)
= 6.0237203 102. 3 electroni
Această valoare arată și mai bine.
O altă modalitate de a o calcula constă în tehnici cristalografice cu raze X, folosind o sferă de siliciu ultra-pură de 1 kg. Pentru aceasta, se folosește formula:
NLA = n(Vsau/ Vm)
Unde n este numărul de atomi prezenți în celula unitară a unui cristal de siliciu (n= 8) și Vsau și Vm sunt celulele unitare și respectiv volumele molare. Cunoscând variabilele pentru cristalul de siliciu, numărul Avogadro poate fi calculat prin această metodă.
Numărul lui Avogadro permite în esență să exprime cantitățile abisale de particule elementare în grame simple, care pot fi măsurate în balanțe analitice sau rudimentare. Nu numai aceasta: dacă o proprietate atomică este înmulțită cu NLA, manifestarea sa va fi obținută la scări macroscopice, vizibile în lume și cu ochiul liber.
Prin urmare, și din motive întemeiate, se spune că acest număr funcționează ca o punte între microscopic și macroscopic. Se găsește adesea în special în fizico-chimie, atunci când se încearcă legarea comportamentului moleculelor sau ionilor cu cea a fazelor lor fizice (lichid, gazos sau solid).
În secțiunea de calcule, două exemple de exerciții au fost abordate folosind NLA. Apoi vom continua să rezolvăm încă două.
Care este masa unei molecule de HDouăSAU?
Dacă se știe că masa sa molară este de 18 g / mol, atunci un mol de molecule HDouăSau are o masă de 18 grame; dar întrebarea se referă la o moleculă individuală, singură. Pentru a calcula apoi masa sa, se utilizează factorii de conversie:
(18g / mol HDouăO) · (mol HDouăO / 6.02 102. 3 Molecule HDouăO) = 2,99 · 10-2. 3 g / molecula HDouăSAU
Adică o moleculă de HDouăSau are o masă de 2,99 · 10-2. 3 g.
Câți atomi de disproziu metalic (Dy) vor conține o bucată din a cărei masă este de 26 g?
Masa atomică a disproziului este de 162,5 u, egală cu 162,5 g / mol folosind numărul lui Avogadro. Din nou, continuăm cu factorii de conversie:
(26 g) · (mol Dy / 162,5g) · (6,02 · 102. 3 atomi Dy / mol Dy) = 9,63 · 1022 Dy atomi
Această valoare este de 0,16 ori mai mică decât NLA (9,63 · 1022/ 6.02 102. 3) și, prin urmare, piesa menționată are 0,16 moli de disproziu (fiind de asemenea capabil să calculeze cu 26 / 162,5).
Nimeni nu a comentat acest articol încă.