Avogadro arvu kalkulaator - Mooli molekulideks muundaja

Mis on Avogadro arv?

Avogadro arv on aine ühes moolis sisalduvate osakeste arv: täpselt 6,02214076 × 10²³. Mool on ühik, mida keemikud kasutavad aatomite, molekulide või ioonide loendamiseks, samamoodi nagu „tosin” on ühik millegi kaheteistkümne kaupa loendamiseks. See kalkulaator teisendab moolide arvu molekulide arvuks ja vastupidi, kasutades seda konstanti.

Avogadro arvu valem

Molekulide arv võrdub moolide arvu ja Avogadro konstandi korrutisega:

$N = n \times N_A$

• $N$ on molekulide arv (või aatomite, ioonide või muude osakeste arv)
• $n$ on moolide arv
• $N_A$ on Avogadro konstant, 6,02214076 × 10²³ mooli kohta

Vastupidises suunas teisendamiseks jaga molekulide arv konstandiga:

$n = N \div N_A$

Alates aastast 2019 on Avogadro konstandil definitsiooni kohaselt olnud täpselt see väärtus. See on üks rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi (SI) seitsmest defineerivast konstandist, mistõttu sellega ei kaasne mõõtemääramatust.

Kuidas arvutada moolide põhjal molekulide arv

1. Võta moolide arv.
2. Korruta see arvuga 6,02214076 × 10²³.
3. Tulemuseks on molekulide arv.

Näidisarvutus

Alusta 2 moolist ainet.

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

Seega sisaldab 2 mooli ligikaudu 1,204,428,152,000,000,000,000,000 molekuli, mida kirjutatakse tavaliselt kujul 1,204428 × 10²⁴.

Kuidas arvutada molekulide põhjal moolide arv

1. Võta molekulide arv.
2. Jaga see arvuga 6,02214076 × 10²³.
3. Tulemuseks on moolide arv.

Näidisarvutus

Alusta 3,01107038 × 10²³ molekulist.

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

Seega moodustavad 3,01107038 × 10²³ molekuli pool mooli.

Kalkulaatori kasutamine

Molekulide arvu leidmiseks sisesta väärtus moolide väljale või moolide arvu leidmiseks sisesta väärtus molekulide väljale. Kui mõlemal väljal on väärtus, kasutab kalkulaator moolide välja väärtust. Aine nimetuse võib lisada viiteks; see lisatakse kopeeritud tulemusse, kuid ei mõjuta arvutust. Negatiivseid arve ei aktsepteerita, sest moolide arv ei saa olla väiksem kui null. Null on sobiv sisend ja annab tulemuseks nulli.

Kus Avogadro arvu kasutatakse

Keemikud kasutavad Avogadro arvu kahe skaala vahel liikumiseks: tasakaalustatud keemilises võrrandis kasutatavate moolide ning reageerivate aatomite või molekulide tegeliku arvu vahel. Seda kasutatakse mitmes teadusvaldkonnas.

• Stöhhiomeetria: reagentide ja saaduste moolide arvu teisendamine keemilises võrrandis.
• Gaasiseadused: gaasimolekulide arvu seostamine ruumala, rõhu ja temperatuuriga.
• Lahuste keemia: teadaoleva molaarsusega lahuses lahustunud molekulide arvu leidmine.
• Molaarmass: proovi massi teisendamine moolide arvuks, mille põhjal saab leida molekulide arvu.
• Biokeemia: proovis sisalduvate valgu-, DNA- või ensüümimolekulide arvu hindamine.

Avogadro arvu ajalugu

See konstant on saanud nime Itaalia teadlase Amedeo Avogadro järgi (1776–1856), kuigi tema seda ei mõõtnud. Aastal 1811 väitis ta, et sama temperatuuri ja rõhu korral sisaldavad võrdsed gaasiruumalad võrdse arvu molekule. Seda ideed nimetatakse nüüd Avogadro seaduseks.

Austria füüsik Johann Josef Loschmidt tegi esimese hinnangu gaasi kindlas ruumalas sisalduvate molekulide arvule aastal 1865. Nimetus „Avogadro arv” tuli hiljem: Prantsuse füüsik Jean Perrin võttis selle kasutusele aastal 1909, uurides Browni liikumist ehk vedelikus hõljuvate väikeste osakeste juhuslikku võbelust. Perrini konstandi mõõtmised aitasid kaasa tema 1926 Nobeli füüsikaauhinnale.

Aastal 2019 määras SI põhiühikute rahvusvaheline ümberdefineerimine Avogadro konstandi täpselt väärtusele 6,02214076 × 10²³ mooli kohta, lõpetades sajandeid kestnud üha täpsemad eksperimentaalsed mõõtmised.

Korduma kippuvad küsimused

Mis on Avogadro arv? See on ühes aine moolis sisalduvate osakeste, näiteks aatomite või molekulide arv: 6,02214076 × 10²³.

Kuidas teisendada moole molekulideks? Korruta moolide arv arvuga 6,02214076 × 10²³. Näiteks annavad 2 mooli 2 × 6,02214076 × 10²³ = 1,204428 × 10²⁴ molekuli.

Kuidas teisendada molekule moolideks? Jaga molekulide arv arvuga 6,02214076 × 10²³. Näiteks konstandiga jagatud 3,01107038 × 10²³ molekuli annavad 0,5 mooli.

Kas Avogadro arv kehtib ainult molekulide kohta? Ei. See kehtib igat liiki osakeste, sealhulgas aatomite, ioonide ja valemiühikute kohta. Üks mool mistahes selliseid osakesi sisaldab 6,02214076 × 10²³ osakest.

Mis vahe on moolil ja Avogadro arvul? Mool on ühik, nagu tosin. Avogadro arv on ühe mooli moodustavate osakeste arv, samamoodi nagu kaksteist moodustab ühe tosina.

Miks on Avogadro arv nii suur? Aatomid ja molekulid on äärmiselt väikesed. Üks veemolekul on läbimõõdult umbes 0,3 nanomeetrit. Mõõdetava, näiteks grammise ainekoguse moodustamiseks laboriskaalal on vaja väga suurt hulka selliseid osakesi.

Viited

1. Rahvusvaheline Kaalude ja Mõõtude Büroo (BIPM), „Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem (SI)”, 9. väljaanne, 2019.
2. IUPAC, Keemilise terminoloogia kogumik („Gold Book”), 2. väljaanne, 1997.
3. Perrin, J. (1909). „Mouvement brownien et réalité moléculaire.” Annales de Chimie et de Physique, 8. seeria, 18: 1–114.