Whiz Tools

Calculatorul Numărului lui Avogadro

Calculatorul Numărului lui Avogadro

Introducere

Numărul lui Avogadro, cunoscut și sub numele de constanta lui Avogadro, este un concept fundamental în chimie. Acesta reprezintă numărul de particule (de obicei atomi sau molecule) într-un mol de substanță. Acest calculator te ajută să găsești numărul de molecule într-un mol folosind numărul lui Avogadro.

Cum să folosești acest calculator

  1. Introdu numărul de moli ai unei substanțe.
  2. Calculatorul va calcula numărul de molecule.
  3. Opțional, poți introduce numele substanței pentru referință.
  4. Rezultatul va fi afișat instantaneu.

Formula

Relația dintre moli și molecule este dată de:

N=n×NAN = n \times N_A

Unde:

  • NN este numărul de molecule
  • nn este numărul de moli
  • NAN_A este numărul lui Avogadro (exact 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹)

Calcul

Calculatorul efectuează următorul calcul:

N=n×6.02214076×1023N = n \times 6.02214076 \times 10^{23}

Acest calcul este efectuat folosind aritmetica de înaltă precizie pentru a asigura acuratețea pe o gamă largă de valori de intrare.

Exemplu de calcul

Pentru 1 mol de substanță:

N=1×6.02214076×1023=6.02214076×1023N = 1 \times 6.02214076 \times 10^{23} = 6.02214076 \times 10^{23} molecule

Cazuri limită

  • Pentru numere foarte mici de moli (de exemplu, 1e-23 mol), rezultatul va fi un număr fracționar de molecule.
  • Pentru numere foarte mari de moli (de exemplu, 1e23 mol), rezultatul va fi un număr extrem de mare de molecule.
  • Calculatorul gestionează aceste cazuri limită prin utilizarea reprezentărilor numerice adecvate și a metodelor de rotunjire.

Unități și precizie

  • Numărul de moli este de obicei exprimat ca un număr zecimal.
  • Numărul de molecule este de obicei exprimat în notație științifică datorită numerelor mari implicate.
  • Calculările sunt efectuate cu o precizie ridicată, dar rezultatele sunt rotunjite pentru scopuri de afișare.

Cazuri de utilizare

Calculatorul Numărului lui Avogadro are diverse aplicații în chimie și domenii conexe:

  1. Reacții chimice: Ajută la determinarea numărului de molecule implicate într-o reacție atunci când se dă numărul de moli.

  2. Stoichiometrie: Asistă în calcularea numărului de molecule ale reactivilor sau produselor în ecuațiile chimice.

  3. Legile gazelor: Util în determinarea numărului de molecule de gaz într-un număr dat de moli în condiții specifice.

  4. Chimie de soluție: Ajută la calcularea numărului de molecule de solut într-o soluție cu molaritate cunoscută.

  5. Biochimie: Util în determinarea numărului de molecule în probe biologice, cum ar fi proteinele sau ADN-ul.

Alternative

Deși acest calculator se concentrează pe conversia moles în molecule folosind numărul lui Avogadro, există concepte și calcule conexe:

  1. Masă molară: Folosită pentru a converti între masă și numărul de moli, care apoi poate fi convertit în molecule.

  2. Molaritate: Reprezintă concentrația unei soluții în moli pe litru, care poate fi folosită pentru a determina numărul de molecule într-un volum de soluție.

  3. Fracția molară: Reprezintă raportul dintre moles ale unui component și totalul moles într-un amestec, care poate fi folosit pentru a găsi numărul de molecule ale fiecărui component.

Istorie

Numărul lui Avogadro este numit după omul de știință italian Amedeo Avogadro (1776-1856), deși el nu a determinat efectiv valoarea acestei constante. Avogadro a propus în 1811 că volume egale de gaze la aceeași temperatură și presiune conțin același număr de molecule, indiferent de natura chimică și proprietățile fizice ale acestora. Acest lucru a devenit cunoscut sub numele de legea lui Avogadro.

Conceptul numărului lui Avogadro a apărut din lucrările lui Johann Josef Loschmidt, care a făcut prima estimare a numărului de molecule într-un volum dat de gaz în 1865. Cu toate acestea, termenul "numărul lui Avogadro" a fost folosit pentru prima dată de Jean Perrin în 1909 în timpul lucrărilor sale asupra mișcării browniană.

Lucrările experimentale ale lui Perrin au oferit prima măsurare fiabilă a numărului lui Avogadro. El a folosit mai multe metode independente pentru a determina valoarea, ceea ce i-a adus Premiul Nobel pentru Fizică în 1926 "pentru lucrările sale asupra structurii discontinue a materiei".

De-a lungul anilor, măsurarea numărului lui Avogadro a devenit din ce în ce mai precisă. În 2019, ca parte a redefinirii unităților de bază SI, constanta lui Avogadro a fost definită ca fiind exact 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹, fixând efectiv valoarea sa pentru toate calculele viitoare.

Exemple

Iată exemple de cod pentru a calcula numărul de molecule din moli folosind numărul lui Avogadro:

' Funcția Excel VBA pentru Moli la Molecule
Function MolesToMolecules(moles As Double) As Double
    MolesToMolecules = moles * 6.02214076E+23
End Function

' Utilizare:
' =MolesToMolecules(1)

import decimal

## Setează precizia pentru calculele zecimale
decimal.getcontext().prec = 15

AVOGADRO = decimal.Decimal('6.02214076e23')

def moles_to_molecules(moles):
    return moles * AVOGADRO

## Exemplu de utilizare:
print(f"1 mol = {moles_to_molecules(1):.6e} molecule")

const AVOGADRO = 6.02214076e23;

function molesToMolecules(moles) {
    return moles * AVOGADRO;
}

// Exemplu de utilizare:
console.log(`1 mol = ${molesToMolecules(1).toExponential(6)} molecule`);

public class AvogadroCalculator {
    private static final double AVOGADRO = 6.02214076e23;

    public static double molesToMolecules(double moles) {
        return moles * AVOGADRO;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.printf("1 mol = %.6e molecule%n", molesToMolecules(1));
    }
}

Vizualizare

Iată o vizualizare simplă pentru a ajuta la înțelegerea conceptului numărului lui Avogadro:

1 Mol de Substanță 6.02214076 × 10²³ molecule

Această diagramă reprezintă un mol de substanță, conținând numărul lui Avogadro de molecule. Fiecare cerc albastru reprezintă un număr mare de molecule, deoarece este imposibil să arăți 6.02214076 × 10²³ particule individuale într-o singură imagine.

Referințe

  1. IUPAC. Compendiu de Termeni Chimici, 2nd ed. (cunoscut sub numele de "Cartea Aurie"). Compilat de A. D. McNaught și A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997).
  2. Mohr, P.J.; Newell, D.B.; Taylor, B.N. (2016). "Valorile Recomandate ale Constanților Fizici Fundamentali: 2014". Rev. Mod. Phys. 88 (3): 035009.
  3. Numărul lui Avogadro și Molul. Chemistry LibreTexts.
  4. Noua SI: A 26-a Conferință Generală asupra Greutăților și Măsurilor (CGPM). Biroul Internațional al Greutăților și Măsurilor (BIPM).
  5. Perrin, J. (1909). "Mouvement brownien et réalité moléculaire". Annales de Chimie et de Physique. 8th series. 18: 1–114.
Feedback