Prevodnník molov - Prevod molov na atómy a molekuly

Čo je prevodník mólov?

Prevodník mólov je nástroj, ktorý prevádza medzi látkovým množstvom v móloch a počtom častíc (atómov, molekúl alebo iónov) vo vzorke. Používa Avogadrovo číslo, 6,022 × 10²³, teda počet častíc v jednom móle ľubovoľnej látky.

Atómy a molekuly sú príliš malé a je ich príliš veľa na to, aby sa dali počítať po jednej. Jediná kvapka vody obsahuje viac molekúl, než je hviezd v pozorovateľnom vesmíre. Chemici tento problém riešia počítaním v móloch namiesto jednotlivých častíc, podobne ako zákazník kupuje vajcia po tuctoch, a nie po jednom.

Čo je Avogadrovo číslo?

Avogadrovo číslo je počet elementárnych častíc v jednom móle látky: 6,022 × 10²³. Je pomenované po talianskom vedcovi Amedeovi Avogadrovi, hoci jeho hodnotu sám nikdy nevypočítal.

Od 2019 je táto konštanta na základe medzinárodnej dohody presne stanovená na 6,022 140 76 × 10²³ na mól v rámci redefinície sústavy jednotiek SI. Na bežné výpočty je 6,022 × 10²³ dostatočne presná hodnota. Táto kalkulačka používa presnú hodnotu 6,022 140 76 × 10²³, takže každá zobrazená cifra je správna.

Vzorce na prepočet mólov

Všetky prevody, ktoré táto kalkulačka vykonáva, pokrývajú dva vzorce.

Móly na častice

$\text{Particles} = \text{Moles} \times 6.02214076 \times 10^{23}$

Vynásobením počtu mólov Avogadrovým číslom získate počet atómov alebo molekúl.

Častice na móly

$\text{Moles} = \frac{\text{Particles}}{6.02214076 \times 10^{23}}$

Vydelením počtu častíc Avogadrovým číslom získate počet mólov.

Ako používať kalkulačku na prevod mólov

Prevod mólov na atómy alebo molekuly:

1. Vyberte typ častíc: atómy alebo molekuly.
2. Zadajte počet mólov.
3. Počet častíc sa zobrazí automaticky.

Prevod atómov alebo molekúl na móly:

1. Vyberte typ častíc: atómy alebo molekuly.
2. Zadajte počet častíc. Akceptuje sa aj vedecký zápis, napríklad 3.011e23.
3. Počet mólov sa zobrazí automaticky.

Pri veľmi veľkých alebo veľmi malých výsledkoch kalkulačka použije vedecký zápis, takže sa na obrazovke nezobrazia dlhé reťazce núl.

Vzorový príklad

Príklad 1: móly na molekuly. Koľko molekúl vody sa nachádza v 0,05 móloch vody?

$0.05 \times 6.02214076 \times 10^{23} = 3.011070 \times 10^{22} \text{ molecules}$

Príklad 2: atómy na móly. Koľko mólov sa nachádza v 1,204428 × 10²⁴ atómoch uhlíka?

$\frac{1.204428 \times 10^{24}}{6.02214076 \times 10^{23}} = 2 \text{ mol}$

Príklad 3: móly na atómy. Koľko atómov sodíka sa nachádza v 0,25 móloch chloridu sodného (NaCl)?

$0.25 \times 6.02214076 \times 10^{23} = 1.505535 \times 10^{23} \text{ atoms}$

Toto je počet atómov sodíka. Keďže každá jednotka NaCl obsahuje jeden atóm každého prvku, je prítomný aj rovnaký počet atómov chlóru.

Bežné chyby pri prevodoch mólov

Zamieňanie atómov s molekulami. Jeden mól vody (H₂O) obsahuje 6,022 × 10²³ molekúl, ale každá molekula má 3 atómy, takže spolu obsahuje 1,8066 × 10²⁴ atómov.

Ignorovanie koeficientov v rovnici. V rovnici 2H₂ + O₂ → 2H₂O koeficient 2 pred H₂ znamená 2 móly vodíka v plynnom stave alebo 2 × 6,022 × 10²³ = 1,2044 × 10²⁴ molekúl, nie množstvo zodpovedajúce jednému mólu.

Zabúdanie na disociáciu v roztoku. Rozpustením 1 mólu NaCl vo vode vznikne 1 mól iónov Na⁺ a 1 mól iónov Cl⁻, teda spolu 2 móly rozpustených častíc.

Príliš skoré zaokrúhľovanie Avogadrovho čísla. Použitie 6 × 10²³ namiesto 6,022 × 10²³ spôsobí chybu, ktorá sa pri viacstupňovom výpočte zväčšuje.

Dvojité započítanie vedeckého zápisu. Hodnota zapísaná ako 3.011e23 už obsahuje × 10²³. Nemala by sa druhýkrát násobiť Avogadrovou konštantou.

História mólu a Avogadrovho čísla

V roku 1811 Amedeo Avogadro navrhol, že rovnaké objemy plynu pri rovnakej teplote a tlaku obsahujú rovnaký počet molekúl. Táto myšlienka pomohla rozlíšiť atómy a molekuly. Nepoznal skutočný počet častíc.

V období 1860 Johann Josef Loschmidt vypočítal počet molekúl v pevne stanovenom objeme plynu a získal skorý odhad súvisiaci s tým, čo sa neskôr stalo Avogadrovým číslom. V roku 1909 francúzsky fyzik Jean Perrin experimentálne zmeral túto konštantu pomocou pozorovaní Brownovho pohybu. Perrin získal v roku 1926 Nobelovu cenu za fyziku najmä za túto prácu.

Chemik Wilhelm Ostwald zaviedol pojem „mól“ približne v roku 1896. Mól sa stal oficiálnou základnou jednotkou SI v roku 1971 a v tom čase bol definovaný ako látkové množstvo obsahujúce toľko elementárnych entít, koľko atómov sa nachádza v 12 gramoch uhlíka-12. V roku 2019 bola sústava SI redefinovaná tak, že samotné Avogadrovo číslo sa stalo pevne stanovenou referenčnou hodnotou, presne 6,022 140 76 × 10²³ na mól.

Najčastejšie otázky

Čo je mól v chémii? Mól je jednotka SI pre látkové množstvo. Jeden mól vždy obsahuje 6,022 × 10²³ elementárnych entít, či už ide o atómy, molekuly alebo ióny. Táto hodnota je definovaná tak, aby jeden mól atómov uhlíka-12 mal hmotnosť presne 12 gramov, čo chemikom umožňuje počítať častice ich vážením.

Ako sa z látkového množstva vypočíta počet atómov? Vynásobte počet mólov Avogadrovou konštantou. Napríklad 2 móly uhlíka obsahujú 2 × 6,022 × 10²³ = 1,2044 × 10²⁴ atómov.

Ako sa z počtu častíc vypočíta počet mólov? Vydeľte počet častíc Avogadrovým číslom. Napríklad 3,011070 × 10²³ molekúl vody predstavuje 3,011070 × 10²³ ÷ 6,02214076 × 10²³ = 0,5 mólu vody.

Je Avogadrovo číslo rovnaké pre každú látku? Áno. Jeden mól ľubovoľnej látky obsahuje 6,022 × 10²³ častíc. Medzi látkami sa líši molárna hmotnosť, teda hmotnosť jedného mólu, vyjadrená v gramoch na mól.

Aký je rozdiel medzi počítaním atómov a počítaním molekúl? Aritmetika je rovnaká, ale záleží na type častíc. Jeden mól vody obsahuje 6,022 × 10²³ molekúl. Keďže každá molekula vody obsahuje 3 atómy, tá istá vzorka obsahuje 1,8066 × 10²⁴ atómov.

Prečo je Avogadrovo číslo také veľké? Jednotlivé atómy majú mimoriadne malú hmotnosť, takže na dosiahnutie celkovej hmotnosti dostatočne veľkej na meranie v laboratórnom meradle je ich potrebné obrovské množstvo. Avogadrovo číslo je konkrétna hodnota, ktorá zabezpečuje zodpovedanie atómových hmotnostných jednotiek gramom na mól.

Referencie

1. Medzinárodný úrad pre váhy a miery. „Medzinárodná sústava jednotiek (SI)“ (9. vydanie, 2019).
2. Petrucci, R. H., Herring, F. G., Madura, J. D. a Bissonnette, C. „General Chemistry: Principles and Modern Applications“ (11. vydanie). Pearson, 2017.
3. Jensen, W. B. „The Origin of the Mole Concept.“ Journal of Chemical Education, 87(10), 2010.
4. National Institute of Standards and Technology (NIST). „Fundamental Physical Constants: Avogadro Constant.“