Avogadrova Broj Kalkulator

Uvod

Avogadrova broj, poznat i kao Avogadrova konstanta, je osnovni koncept u hemiji. Predstavlja broj čestica (obično atoma ili molekula) u jednom molu supstance. Ovaj kalkulator vam pomaže da pronađete broj molekula u molu koristeći Avogadrovu broj.

Kako koristiti ovaj kalkulator

1. Unesite broj molesa supstance.
2. Kalkulator će izračunati broj molekula.
3. Opcionalno, možete uneti naziv supstance za referencu.
4. Rezultat će biti prikazan odmah.

Formula

Odnos između molesa i molekula dat je sa:

$N = n \times N_A$

Gde:

• $N$ je broj molekula
• $n$ je broj molesa
• $N_A$ je Avogadrova broj (tačno 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹)

Izračunavanje

Kalkulator vrši sledeće izračunavanje:

$N = n \times 6.02214076 \times 10^{23}$

Ovo izračunavanje se vrši koristeći aritmetiku sa visokom preciznošću kako bi se osigurala tačnost kroz širok spektar ulaznih vrednosti.

Primer izračunavanja

Za 1 mol supstance:

$N = 1 \times 6.02214076 \times 10^{23} = 6.02214076 \times 10^{23}$ molekula

Granice slučajeva

• Za vrlo male brojeve molesa (npr. 1e-23 mol), rezultat će biti frakcijski broj molekula.
• Za vrlo velike brojeve molesa (npr. 1e23 mol), rezultat će biti izuzetno veliki broj molekula.
• Kalkulator obrađuje ove granice slučajeva koristeći odgovarajuće numeričke prikaze i metode za zaokruživanje.

Jedinice i preciznost

• Broj molesa se obično izražava kao decimalni broj.
• Broj molekula se obično izražava u naučnom notaciji zbog velikih brojeva koji su uključeni.
• Izračunavanja se vrše sa visokom preciznošću, ali se rezultati zaokružuju radi prikaza.

Upotrebe

Kalkulator Avogadrove broja ima razne primene u hemiji i srodnim oblastima:

1. Hemijske reakcije: Pomaže u određivanju broja molekula uključenih u reakciju kada su dati brojevi molesa.

2. Stohimetrija: Pomaže u izračunavanju broja molekula reaktanata ili proizvoda u hemijskim jednačinama.

3. Zakoni gasa: Korisno je u određivanju broja molekula gasa u datom broju molesa pod specifičnim uslovima.

4. Hemija rastvora: Pomaže u izračunavanju broja molekula rastvorenih supstanci u rastvoru poznate molarnosti.

5. Biohemija: Korisno je u određivanju broja molekula u biološkim uzorcima, kao što su proteini ili DNK.

Alternative

Dok se ovaj kalkulator fokusira na konvertovanje molesa u molekule koristeći Avogadrovu broj, postoje srodni koncepti i izračunavanja:

1. Molarna masa: Koristi se za konvertovanje između mase i broja molesa, koji se zatim može konvertovati u molekule.

2. Molaritet: Predstavlja koncentraciju rastvora u molovima po litru, što se može koristiti za određivanje broja molekula u zapremini rastvora.

3. Frakcija mola: Predstavlja odnos molesa komponenta prema ukupnim molesima u mešavini, što se može koristiti za pronalaženje broja molekula svake komponente.

Istorija

Avogadrova broj je nazvana po italijanskom naučniku Amedeu Avogadru (1776-1856), iako on zapravo nije odredio vrednost ove konstante. Avogadro je 1811. godine predložio da jednake zapremine gasova na istoj temperaturi i pritisku sadrže isti broj molekula, bez obzira na njihovu hemijsku prirodu i fizičke osobine. Ovo je postalo poznato kao Avogadrov zakon.

Koncept Avogadrove broja proizašao je iz rada Johanna Josefa Loschmidta, koji je 1865. godine napravio prvo procenjivanje broja molekula u datoj zapremini gasa. Međutim, termin "Avogadrova broj" prvi put je upotrebio Jean Perrin 1909. godine tokom svog rada na Brownovom kretanju.

Perrinov eksperimentalni rad obezbedio je prvo pouzdano merenje Avogadrove broja. Koristio je nekoliko nezavisnih metoda za određivanje vrednosti, što je dovelo do njegove Nobelove nagrade za fiziku 1926. godine "za njegov rad na diskontinuiranoj strukturi materije."

Tokom godina, merenje Avogadrove broja postalo je sve preciznije. 2019. godine, kao deo redefinicije SI osnovnih jedinica, Avogadrova konstanta je definisana kao tačno 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹, što efektivno fiksira njenu vrednost za sve buduće proračune.

Primeri

Evo primera koda za izračunavanje broja molekula iz molesa koristeći Avogadrovu broj:

' Excel VBA funkcija za moles u molekule
Function MolesToMolecules(moles As Double) As Double
    MolesToMolecules = moles * 6.02214076E+23
End Function

' Upotreba:
' =MolesToMolecules(1)

import decimal

## Postavite preciznost za decimalna izračunavanja
decimal.getcontext().prec = 15

AVOGADRO = decimal.Decimal('6.02214076e23')

def moles_to_molecules(moles):
    return moles * AVOGADRO

## Primer upotrebe:
print(f"1 mol = {moles_to_molecules(1):.6e} molekula")

const AVOGADRO = 6.02214076e23;

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

// Primer upotrebe:
console.log(`1 mol = ${molesToMolecules(1).toExponential(6)} molekula`);

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 molekula%n", molesToMolecules(1));
    }
}

Vizualizacija

Evo jednostavne vizualizacije koja pomaže u razumevanju koncepta Avogadrove broja:

Ova dijagram predstavlja mol supstance, koja sadrži Avogadrovu broj molekula. Svaka plava kružnica predstavlja veliki broj molekula, jer je nemoguće prikazati 6.02214076 × 10²³ pojedinačnih čestica na jednoj slici.

Reference

1. IUPAC. Kompendijum hemijskih termina, 2. izd. (poznata kao "Zlatna knjiga"). Pripremili A. D. McNaught i A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997).
2. Mohr, P.J.; Newell, D.B.; Taylor, B.N. (2016). "CODATA Preporučene vrednosti fundamentalnih fizičkih konstanti: 2014". Rev. Mod. Phys. 88 (3): 035009.
3. Avogadrova broj i mol. Chemistry LibreTexts.
4. Novi SI: 26. Generalna konferencija o merama i težinama (CGPM). Bureau International des Poids et Mesures (BIPM).
5. Perrin, J. (1909). "Brownovo kretanje i molekularna stvarnost". Annales de Chimie et de Physique. 8. serija. 18: 1–114.