Калькулятор числа Авогадро - Перетворювач молей на молекули

Що таке число Авогадро?

Число Авогадро — це кількість частинок в одному молі речовини: рівно 6,02214076 × 10²³. Моль — одиниця, яку хіміки використовують для підрахунку атомів, молекул або йонів, так само як «дюжина» є одиницею для підрахунку дванадцяти предметів. Цей калькулятор перетворює кількість молів на кількість молекул і навпаки, використовуючи цю сталу.

Формула числа Авогадро

Кількість молекул дорівнює кількості молів, помноженій на сталу Авогадро:

$N = n \times N_A$

• $N$ — кількість молекул (або атомів, йонів чи інших частинок)
• $n$ — кількість молів
• $N_A$ — стала Авогадро: 6,02214076 × 10²³ на моль

Щоб виконати зворотне перетворення, поділіть кількість молекул на цю сталу:

$n = N \div N_A$

Починаючи з 2019 року стала Авогадро за визначенням має саме це значення. Це одна із семи визначальних сталих Міжнародної системи одиниць (SI), тому вона не має невизначеності вимірювання.

Як обчислити кількість молекул за кількістю молів

1. Візьміть кількість молів.
2. Помножте її на 6,02214076 × 10²³.
3. Результат — кількість молекул.

Приклад обчислення

Візьмемо 2 молі речовини.

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

Отже, 2 молі містять приблизно 1,204,428,152,000,000,000,000,000 молекул, що зазвичай записують як 1,204428 × 10²⁴.

Як обчислити кількість молів за кількістю молекул

1. Візьміть кількість молекул.
2. Поділіть її на 6,02214076 × 10²³.
3. Результат — кількість молів.

Приклад обчислення

Візьмемо 3,01107038 × 10²³ молекул.

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

Отже, 3,01107038 × 10²³ молекул становлять половину моля.

Використання калькулятора

Введіть значення в поле для молів, щоб отримати кількість молекул, або введіть значення в поле для молекул, щоб отримати кількість молів. Якщо значення введено в обидва поля, калькулятор використовує поле для молів. Назву речовини можна додати для довідки; її буде включено до скопійованого результату, але вона не впливає на обчислення. Від’ємні числа не приймаються, оскільки кількість молів не може бути меншою за нуль. Нуль є допустимим значенням і дає результат, що дорівнює нулю.

Де використовують число Авогадро

Хіміки використовують число Авогадро, щоб переходити між двома масштабами: кількістю речовини в молях, указаною в урівняному хімічному рівнянні, та фактичною кількістю атомів або молекул, що реагують. Воно застосовується в кількох галузях науки.

• Стехіометрія: перетворення кількості молів реагентів і продуктів у хімічному рівнянні.
• Закони газів: визначення зв’язку між кількістю молекул газу, об’ємом, тиском і температурою.
• Хімія розчинів: визначення кількості молекул, розчинених у розчині з відомою молярністю.
• Молярна маса: перетворення маси зразка на кількість молів, за якою потім визначають кількість молекул.
• Біохімія: оцінювання кількості молекул білків, ДНК або ферментів у зразку.

Історія числа Авогадро

Сталу названо на честь італійського науковця Амедео Авогадро (1776–1856), хоча він ніколи її не вимірював. У 1811 році він висунув припущення, що однакові об’єми газу за однакових температури й тиску містять однакову кількість молекул. Нині цю ідею називають законом Авогадро.

Австрійський фізик Йоганн Йозеф Лошмідт у 1865 році вперше оцінив кількість молекул у певному об’ємі газу. Назва «число Авогадро» з’явилася пізніше: її запровадив французький фізик Жан Перрен у 1909 році під час дослідження броунівського руху — хаотичного руху малих частинок, завислих у рідині. Вимірювання цієї сталої сприяли присудженню йому Нобелівської премії з фізики 1926 року.

У 2019 році міжнародне перевизначення основних одиниць SI зафіксувало сталу Авогадро на рівні рівно 6,02214076 × 10²³ на моль, завершивши століття дедалі точніших експериментальних вимірювань.

Поширені запитання

Що таке число Авогадро? Це кількість частинок, таких як атоми або молекули, в одному молі речовини: 6,02214076 × 10²³.

Як перетворити молі на молекули? Помножте кількість молів на 6,02214076 × 10²³. Наприклад, 2 молі дають 2 × 6,02214076 × 10²³ = 1,204428 × 10²⁴ молекул.

Як перетворити молекули на молі? Поділіть кількість молекул на 6,02214076 × 10²³. Наприклад, після ділення 3,01107038 × 10²³ молекул на цю сталу отримуємо 0,5 моля.

Чи застосовується число Авогадро лише до молекул? Ні. Воно застосовується до будь-яких частинок, зокрема атомів, йонів і формульних одиниць. Один моль будь-яких із них містить 6,02214076 × 10²³ частинок.

У чому різниця між молем і числом Авогадро? Моль — це одиниця, подібна до дюжини. Число Авогадро — це кількість частинок, що утворюють один моль, подібно до того, як число дванадцять утворює одну дюжину.

Чому число Авогадро таке велике? Атоми й молекули надзвичайно малі. Одна молекула води має приблизно 0,3 нанометра в поперечнику. Потрібна величезна їх кількість, щоб утворити кількість речовини, яку можна виміряти в лабораторних умовах, наприклад грам.

Джерела

1. Міжнародне бюро мір і ваг (BIPM), «Міжнародна система одиниць (SI)», 9-те видання, 2019 рік.
2. IUPAC, Збірник термінів з хімії («Золота книга»), 2-ге видання, 1997 рік.
3. Perrin, J. (1909). «Mouvement brownien et réalité moléculaire». Annales de Chimie et de Physique, 8-ма серія, 18: 1–114.