Kalkulator Liczby Avogadra - Konwerter Moli na Cząsteczki

Czym jest liczba Avogadra?

Liczba Avogadra to liczba cząstek w jednym molu substancji: dokładnie 6,02214076 × 10²³. Mol jest jednostką używaną przez chemików do liczenia atomów, cząsteczek lub jonów, podobnie jak „tuzin” jest jednostką do liczenia dwunastu sztuk czegoś. Ten kalkulator przelicza mole na liczbę cząsteczek i odwrotnie, korzystając z tej stałej.

Wzór na liczbę Avogadra

Liczba cząsteczek jest równa liczbie moli pomnożonej przez stałą Avogadra:

$N = n \times N_A$

• $N$ oznacza liczbę cząsteczek (lub atomów, jonów albo innych cząstek)
• $n$ oznacza liczbę moli
• $N_A$ oznacza stałą Avogadra, 6,02214076 × 10²³ na mol

Aby wykonać przeliczenie w drugą stronę, należy podzielić liczbę cząsteczek przez tę stałą:

$n = N \div N_A$

Od 2019 roku stała Avogadra ma z definicji dokładnie tę wartość. Jest jedną z siedmiu stałych definiujących Międzynarodowy Układ Jednostek (SI), dlatego nie jest obarczona niepewnością pomiaru.

Jak obliczać liczbę cząsteczek na podstawie liczby moli

1. Należy przyjąć liczbę moli.
2. Pomnożyć ją przez 6,02214076 × 10²³.
3. Otrzymany wynik to liczba cząsteczek.

Przykład obliczeń

Rozpocznij od 2 moli substancji.

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

Zatem 2 mole zawierają około 1,204,428,152,000,000,000,000,000 cząsteczek, co zwykle zapisuje się jako 1,204428 × 10²⁴.

Jak obliczać liczbę moli na podstawie liczby cząsteczek

1. Należy przyjąć liczbę cząsteczek.
2. Podzielić ją przez 6,02214076 × 10²³.
3. Otrzymany wynik to liczba moli.

Przykład obliczeń

Rozpocznij od 3,01107038 × 10²³ cząsteczek.

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

Zatem 3,01107038 × 10²³ cząsteczek stanowi pół mola.

Korzystanie z kalkulatora

Wprowadź wartość w polu moli, aby uzyskać liczbę cząsteczek, albo wprowadź wartość w polu cząsteczek, aby uzyskać liczbę moli. Jeśli oba pola zawierają wartości, kalkulator używa wartości z pola moli. Można dodać nazwę substancji w celach informacyjnych; zostanie uwzględniona w kopiowanym wyniku, ale nie wpłynie na obliczenia. Liczby ujemne nie są akceptowane, ponieważ liczba moli nie może być mniejsza od zera. Zero jest prawidłową wartością wejściową i daje wynik równy zero.

Zastosowania liczby Avogadra

Chemicy używają liczby Avogadra do przechodzenia między dwiema skalami: molami stosowanymi w zbilansowanym równaniu chemicznym a rzeczywistą liczbą reagujących atomów lub cząsteczek. Pojawia się ona w kilku dziedzinach nauki.

• Stechiometria: przeliczanie moli reagentów i produktów w równaniu chemicznym.
• Prawa gazowe: określanie zależności między liczbą cząsteczek gazu a objętością, ciśnieniem i temperaturą.
• Chemia roztworów: ustalanie, ile cząsteczek jest rozpuszczonych w roztworze o znanym stężeniu molowym.
• Masa molowa: przeliczanie masy próbki na liczbę moli, a następnie na liczbę cząsteczek.
• Biochemia: szacowanie liczby cząsteczek białek, DNA lub enzymów obecnych w próbce.

Historia liczby Avogadra

Stała nosi nazwę na cześć włoskiego naukowca Amedea Avogadra (1776–1856), choć nigdy jej nie zmierzył. W 1811 roku wysunął hipotezę, że równe objętości gazu, w tej samej temperaturze i pod tym samym ciśnieniem, zawierają taką samą liczbę cząsteczek. Pomysł ten jest obecnie nazywany prawem Avogadra.

Austriacki fizyk Johann Josef Loschmidt jako pierwszy oszacował liczbę cząsteczek w określonej objętości gazu w 1865 roku. Nazwa „liczba Avogadra” pojawiła się później; ukuł ją francuski fizyk Jean Perrin w 1909 roku podczas badań ruchów Browna, czyli przypadkowych drgań małych cząstek zawieszonych w płynie. Pomiary stałej wykonane przez Perrina przyczyniły się do przyznania mu 1926 roku Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki.

W 2019 roku międzynarodowa redefinicja jednostek podstawowych SI ustaliła stałą Avogadra na dokładnie 6,02214076 × 10²³ na mol, kończąc trwające od stuleci coraz dokładniejsze pomiary doświadczalne.

Najczęściej zadawane pytania

Czym jest liczba Avogadra? Jest to liczba cząstek, takich jak atomy lub cząsteczki, w jednym molu substancji: 6,02214076 × 10²³.

Jak przeliczyć mole na cząsteczki? Pomnóż liczbę moli przez 6,02214076 × 10²³. Na przykład 2 mole dają 2 × 6,02214076 × 10²³ = 1,204428 × 10²⁴ cząsteczek.

Jak przeliczyć cząsteczki na mole? Podziel liczbę cząsteczek przez 6,02214076 × 10²³. Na przykład podzielenie 3,01107038 × 10²³ cząsteczek przez tę stałą daje 0,5 mola.

Czy liczba Avogadra dotyczy wyłącznie cząsteczek? Nie. Dotyczy każdego rodzaju cząstek, w tym atomów, jonów i jednostek wzoru. Jeden mol dowolnych takich cząstek zawiera 6,02214076 × 10²³ cząstek.

Jaka jest różnica między molem a liczbą Avogadra? Mol jest jednostką, podobnie jak tuzin. Liczba Avogadra to liczba cząstek tworzących jeden mol, podobnie jak dwanaście tworzy jeden tuzin.

Dlaczego liczba Avogadra jest tak duża? Atomy i cząsteczki są niezwykle małe. Pojedyncza cząsteczka wody ma około 0,3 nanometra średnicy. Aby uzyskać ilość materii możliwą do zmierzenia w skali laboratoryjnej, na przykład gram, potrzeba ich ogromnej liczby.

Piśmiennictwo

1. Międzynarodowe Biuro Miar i Wag (BIPM), „Międzynarodowy Układ Jednostek (SI)”, wydanie 9. z 2019 roku.
2. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology („Złota księga”), wydanie 2. z 1997 roku.
3. Perrin, J. (1909). „Mouvement brownien et réalité moléculaire”. Annales de Chimie et de Physique, seria 8, 18: 1–114.