Calculadora del Nombre d'Avogadro - Convertidor de Mol a Molècula

Què és el nombre d’Avogadro?

El nombre d’Avogadro és el nombre de partícules que hi ha en un mol d’una substància: exactament 6,02214076 × 10²³. El mol és una unitat que els químics utilitzen per comptar àtoms, molècules o ions, de la mateixa manera que «dotzena» és una unitat per comptar dotze elements d’alguna cosa. Aquesta calculadora converteix entre mols i nombre de molècules mitjançant aquesta constant.

Fórmula del nombre d’Avogadro

El nombre de molècules és igual al nombre de mols multiplicat per la constant d’Avogadro:

$N = n \times N_A$

• $N$ és el nombre de molècules (o àtoms, ions o altres partícules)
• $n$ és el nombre de mols
• $N_A$ és la constant d’Avogadro, 6,02214076 × 10²³ per mol

Per fer la conversió inversa, divideix el nombre de molècules per la constant:

$n = N \div N_A$

Des de 2019, la constant d’Avogadro té, per definició, aquest valor exacte. És una de les set constants que defineixen el Sistema Internacional d’Unitats (SI), per la qual cosa no té incertesa de mesura.

Com calcular el nombre de molècules a partir dels mols

1. Pren el nombre de mols.
2. Multiplica’l per 6,02214076 × 10²³.
3. El resultat és el nombre de molècules.

Exemple resolt

Comença amb 2 mols d’una substància.

$N = 2 \times 6.02214076 \times 10^{23} = 1.204428152 \times 10^{24}$

Per tant, 2 mols contenen aproximadament 1,204,428,152,000,000,000,000,000 molècules, que normalment s’escriuen com 1,204428 × 10²⁴.

Com calcular els mols a partir de les molècules

1. Pren el nombre de molècules.
2. Divideix-lo per 6,02214076 × 10²³.
3. El resultat és el nombre de mols.

Exemple resolt

Comença amb 3,01107038 × 10²³ molècules.

$n = 3.01107038 \times 10^{23} \div 6.02214076 \times 10^{23} = 0.5$

Per tant, 3,01107038 × 10²³ molècules formen mig mol.

Ús de la calculadora

Introdueix un valor al camp dels mols per obtenir el nombre de molècules, o introdueix un valor al camp de les molècules per obtenir el nombre de mols. Si tots dos camps tenen un valor, la calculadora utilitza el camp dels mols. Es pot afegir el nom d’una substància com a referència; s’inclou en el resultat copiat, però no afecta el càlcul. No s’accepten nombres negatius, perquè el nombre de mols no pot ser inferior a zero. El zero és una entrada vàlida i produeix un resultat igual a zero.

Per a què s’utilitza el nombre d’Avogadro

Els químics utilitzen el nombre d’Avogadro per passar entre dues escales: els mols emprats en una equació química equilibrada i el nombre real d’àtoms o molècules que reaccionen. Apareix en diverses àrees de la ciència.

• Estequiometria: conversió entre els mols de reactius i productes en una equació química.
• Lleis dels gasos: relació entre el nombre de molècules d’un gas i el volum, la pressió i la temperatura.
• Química de les dissolucions: determinació del nombre de molècules dissoltes en una dissolució de molaritat coneguda.
• Massa molar: conversió entre la massa d’una mostra i el seu nombre de mols, que permet obtenir el nombre de molècules.
• Bioquímica: estimació del nombre de molècules de proteïnes, d’ADN o d’enzims presents en una mostra.

Història del nombre d’Avogadro

La constant rep el nom del científic italià Amedeo Avogadro (1776–1856), tot i que ell mai no la va mesurar. L’any 1811 va proposar que volums iguals de gas, a la mateixa temperatura i pressió, contenen el mateix nombre de molècules. Aquesta idea s’anomena actualment llei d’Avogadro.

El físic austríac Johann Josef Loschmidt va fer la primera estimació del nombre de molècules en un volum determinat de gas l’any 1865. El nom «nombre d’Avogadro» va aparèixer més tard; el va encunyar el físic francès Jean Perrin l’any 1909 mentre estudiava el moviment brownià, el moviment aleatori de petites partícules suspeses en un fluid. Les mesures de Perrin de la constant van contribuir al seu Premi Nobel de Física de 1926.

L’any 2019, una redefinició internacional de les unitats bàsiques del SI va fixar la constant d’Avogadro exactament en 6,02214076 × 10²³ per mol, i va posar fi a segles de mesuraments experimentals cada vegada més precisos.

Preguntes més freqüents

Què és el nombre d’Avogadro? És el nombre de partícules, com ara àtoms o molècules, que hi ha en un mol d’una substància: 6,02214076 × 10²³.

Com es converteixen els mols en molècules? Multiplica el nombre de mols per 6,02214076 × 10²³. Per exemple, 2 mols donen 2 × 6,02214076 × 10²³ = 1,204428 × 10²⁴ molècules.

Com es converteixen les molècules en mols? Divideix el nombre de molècules per 6,02214076 × 10²³. Per exemple, dividir 3,01107038 × 10²³ molècules per la constant dona 0,5 mol.

El nombre d’Avogadro s’aplica només a les molècules? No. S’aplica a qualsevol tipus de partícula, inclosos els àtoms, els ions i les unitats de fórmula. Un mol de qualsevol d’aquestes partícules conté 6,02214076 × 10²³ partícules.

Quina diferència hi ha entre un mol i el nombre d’Avogadro? Un mol és una unitat, semblant a una dotzena. El nombre d’Avogadro és el nombre de partícules que formen un mol, de manera semblant a com el dotze forma una dotzena.

Per què el nombre d’Avogadro és tan gran? Els àtoms i les molècules són extremadament petits. Una sola molècula d’aigua fa aproximadament 0,3 nanòmetres d’amplada. Cal una quantitat enorme d’aquestes molècules per arribar a una quantitat de matèria que es pugui mesurar en una escala de laboratori, com ara un gram.

Referències

1. Oficina Internacional de Pesos i Mesures (BIPM), «The International System of Units (SI)», 9a edició, 2019.
2. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology (el «Gold Book»), 2a edició, 1997.
3. Perrin, J. (1909). «Mouvement brownien et réalité moléculaire.» Annales de Chimie et de Physique, 8a sèrie, 18: 1–114.