Калькулятор числа Авогадро - Конвертер молей в молекулы

Что такое число Авогадро?

Число Авогадро — это количество частиц в одном моле вещества: ровно 6,02214076 × 10²³. Моль — это единица, которую химики используют для подсчёта атомов, молекул или ионов, подобно тому как «дюжина» используется для подсчёта двенадцати предметов. Этот калькулятор переводит количество вещества из молей в число молекул и обратно, используя эту постоянную.

Формула числа Авогадро

Число молекул равно количеству молей, умноженному на постоянную Авогадро:

$N = n \times N_A$

• $N$ — число молекул (или атомов, ионов и других частиц)
• $n$ — количество молей
• $N_A$ — постоянная Авогадро, 6,02214076 × 10²³ на моль

Для обратного перевода разделите число молекул на эту постоянную:

$n = N \div N_A$

Начиная с 2019 года постоянная Авогадро по определению имеет это точное значение. Она является одной из семи определяющих констант Международной системы единиц (СИ), поэтому для неё не указывается погрешность измерения.

Как рассчитать число молекул по количеству молей

1. Возьмите количество молей.
2. Умножьте его на 6,02214076 × 10²³.
3. Полученный результат — число молекул.

Пример расчёта

Начните с 2 молей вещества.

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

Следовательно, в 2 молях содержится примерно 1,204,428,152,000,000,000,000,000 молекул; обычно это записывают как 1,204428 × 10²⁴.

Как рассчитать количество молей по числу молекул

1. Возьмите число молекул.
2. Разделите его на 6,02214076 × 10²³.
3. Полученный результат — количество молей.

Пример расчёта

Начните с 3,01107038 × 10²³ молекул.

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

Следовательно, 3,01107038 × 10²³ молекул составляют половину моля.

Использование калькулятора

Введите значение в поле для молей, чтобы получить число молекул, или введите значение в поле для молекул, чтобы получить количество молей. Если оба поля заполнены, калькулятор использует значение из поля для молей. Название вещества можно добавить для справки; оно включается в скопированный результат, но не влияет на расчёт. Отрицательные числа не принимаются, поскольку количество молей не может быть меньше нуля. Ноль является допустимым значением и даёт результат, равный нулю.

Где используется число Авогадро

Химики используют число Авогадро для перехода между двумя масштабами: количеством молей в уравненном химическом уравнении и фактическим числом реагирующих атомов или молекул. Оно применяется в нескольких областях науки.

• Стехиометрия: перевод количества молей реагентов и продуктов в химическом уравнении друг в друга.
• Газовые законы: связь между числом молекул газа, объёмом, давлением и температурой.
• Химия растворов: определение числа молекул, растворённых в растворе с известной молярностью.
• Молярная масса: перевод массы образца в количество молей, по которому затем определяется число молекул.
• Биохимия: оценка числа молекул белка, ДНК или фермента в образце.

История постоянной Авогадро

Константа названа в честь итальянского учёного Амедео Авогадро (1776–1856), хотя сам он её не измерял. В 1811 году он предположил, что равные объёмы газа при одинаковых температуре и давлении содержат одинаковое число молекул. Сейчас эта идея называется законом Авогадро.

Австрийский физик Иоганн Йозеф Лошмидт в 1865 году впервые оценил число молекул в заданном объёме газа. Название «число Авогадро» появилось позднее: его ввёл французский физик Жан Перрен в 1909 году во время изучения броуновского движения — случайных толчкообразных движений мелких частиц, взвешенных в жидкости. Измерения Перрена, посвящённые этой константе, способствовали присуждению ему 1926 года Нобелевской премии по физике.

В 2019 году в результате международного переопределения основных единиц СИ постоянная Авогадро была зафиксирована ровно на уровне 6,02214076 × 10²³ на моль, что положило конец многовековым экспериментальным измерениям, становившимся всё более точными.

Часто задаваемые вопросы

Что такое число Авогадро? Это число частиц, таких как атомы или молекулы, в одном моле вещества: 6,02214076 × 10²³.

Как перевести моли в молекулы? Умножьте количество молей на 6,02214076 × 10²³. Например, 2 моля дают 2 × 6,02214076 × 10²³ = 1,204428 × 10²⁴ молекул.

Как перевести молекулы в моли? Разделите число молекул на 6,02214076 × 10²³. Например, при делении 3,01107038 × 10²³ молекул на эту постоянную получается 0,5 моля.

Применяется ли число Авогадро только к молекулам? Нет. Оно применяется к частицам любого типа, включая атомы, ионы и формульные единицы. Один моль любых таких частиц содержит 6,02214076 × 10²³ частиц.

В чём разница между молем и числом Авогадро? Моль — это единица, подобная дюжине. Число Авогадро — это количество частиц, составляющих один моль, подобно тому как число двенадцать составляет одну дюжину.

Почему число Авогадро настолько велико? Атомы и молекулы чрезвычайно малы. Диаметр одной молекулы воды составляет примерно 0,3 нанометра. Чтобы набрать измеримое в лаборатории количество вещества, например грамм, требуется огромное число таких частиц.

Источники

1. Международное бюро мер и весов (BIPM), «Международная система единиц (СИ)», 9-е издание, 2019 год.
2. IUPAC, Сборник терминов по химии («Золотая книга»), 2-е изд., 1997 год.
3. Perrin, J. (1909). «Mouvement brownien et réalité moléculaire». Annales de Chimie et de Physique, 8-я серия, 18: 1–114.