Máy Tính Số Avogadro - Bộ Chuyển Đổi Mol Thành Phân Tử

Số Avogadro là gì?

Số Avogadro là số hạt trong một mol chất: chính xác là 6,02214076 × 10²³. Mol là một đơn vị mà các nhà hóa học dùng để đếm nguyên tử, phân tử hoặc ion, giống như “tá” là đơn vị dùng để đếm mười hai vật. Công cụ tính này chuyển đổi giữa số mol và số phân tử bằng hằng số đó.

Công thức số Avogadro

Số phân tử bằng số mol nhân với hằng số Avogadro:

$N = n \times N_A$

• $N$ là số phân tử (hoặc nguyên tử, ion hay các hạt khác)
• $n$ là số mol
• $N_A$ là hằng số Avogadro, bằng 6,02214076 × 10²³ trên mỗi mol

Để thực hiện phép chuyển đổi theo chiều ngược lại, hãy chia số phân tử cho hằng số:

$n = N \div N_A$

Kể từ 2019, hằng số Avogadro có giá trị chính xác này theo định nghĩa. Đây là một trong bảy hằng số định nghĩa của Hệ đơn vị quốc tế (SI), vì vậy nó không có độ không đảm bảo đo.

Cách tính số phân tử từ số mol

1. Lấy số mol.
2. Nhân số đó với 6,02214076 × 10²³.
3. Kết quả là số phân tử.

Ví dụ minh họa

Bắt đầu với 2 mol của một chất.

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

Vì vậy, 2 mol chứa khoảng 1,204,428,152,000,000,000,000,000 phân tử, thường được viết là 1,204428 × 10²⁴.

Cách tính số mol từ số phân tử

1. Lấy số phân tử.
2. Chia số đó cho 6,02214076 × 10²³.
3. Kết quả là số mol.

Ví dụ minh họa

Bắt đầu với 3,01107038 × 10²³ phân tử.

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

Vì vậy, 3,01107038 × 10²³ phân tử tạo thành nửa mol.

Sử dụng máy tính

Nhập một giá trị vào trường số mol để nhận số phân tử, hoặc nhập một giá trị vào trường số phân tử để nhận số mol. Nếu cả hai trường đều có giá trị, công cụ tính sẽ sử dụng trường số mol. Có thể thêm tên chất để tham khảo; tên này được đưa vào kết quả đã sao chép nhưng không ảnh hưởng đến phép tính. Không chấp nhận số âm vì số mol không thể nhỏ hơn 0. Số 0 là giá trị đầu vào hợp lệ và cho kết quả bằng 0.

Số Avogadro được sử dụng ở đâu

Các nhà hóa học sử dụng số Avogadro để chuyển đổi giữa hai quy mô: số mol dùng trong phương trình hóa học đã cân bằng và số nguyên tử hoặc phân tử thực sự tham gia phản ứng. Khái niệm này xuất hiện trong nhiều lĩnh vực khoa học.

• Phép tính hóa học: chuyển đổi giữa số mol chất phản ứng và sản phẩm trong một phương trình hóa học.
• Các định luật chất khí: liên hệ số phân tử khí với thể tích, áp suất và nhiệt độ.
• Hóa học dung dịch: xác định số phân tử hòa tan trong một dung dịch có nồng độ mol đã biết.
• Khối lượng mol: chuyển đổi giữa khối lượng của mẫu và số mol của mẫu, từ đó xác định số phân tử.
• Hóa sinh: ước tính số phân tử protein, DNA hoặc enzyme có trong một mẫu.

Lịch sử của số Avogadro

Hằng số này được đặt theo tên nhà khoa học người Ý Amedeo Avogadro (1776–1856), dù ông chưa bao giờ đo nó. Vào 1811, ông đề xuất rằng các thể tích khí bằng nhau, ở cùng nhiệt độ và áp suất, chứa số phân tử bằng nhau. Ý tưởng này hiện được gọi là định luật Avogadro.

Nhà vật lý người Áo Johann Josef Loschmidt đã đưa ra ước tính đầu tiên về số phân tử trong một thể tích khí nhất định vào 1865. Tên gọi “số Avogadro” xuất hiện sau đó, do nhà vật lý người Pháp Jean Perrin đặt ra vào 1909 khi ông nghiên cứu chuyển động Brown, tức chuyển động rung ngẫu nhiên của các hạt nhỏ lơ lửng trong chất lưu. Các phép đo hằng số của Perrin góp phần giúp ông nhận giải Nobel Vật lý vào 1926.

Vào 2019, việc định nghĩa lại quốc tế các đơn vị cơ bản SI đã cố định hằng số Avogadro ở giá trị chính xác là 6,02214076 × 10²³ trên mỗi mol, chấm dứt hàng thế kỷ đo lường thực nghiệm ngày càng chính xác.

Các câu hỏi thường gặp

Số Avogadro là gì? Đó là số hạt, chẳng hạn như nguyên tử hoặc phân tử, trong một mol chất: 6,02214076 × 10²³.

Làm thế nào để chuyển đổi mol sang phân tử? Nhân số mol với 6,02214076 × 10²³. Ví dụ, 2 mol cho 2 × 6,02214076 × 10²³ = 1,204428 × 10²⁴ phân tử.

Làm thế nào để chuyển đổi phân tử sang mol? Chia số phân tử cho 6,02214076 × 10²³. Ví dụ, lấy số phân tử 3,01107038 × 10²³ chia cho hằng số sẽ cho 0,5 mol.

Số Avogadro có chỉ áp dụng cho phân tử không? Không. Nó áp dụng cho mọi loại hạt, bao gồm nguyên tử, ion và đơn vị công thức. Một mol bất kỳ loại nào trong số này đều chứa 6,02214076 × 10²³ hạt.

Sự khác biệt giữa mol và số Avogadro là gì? Mol là một đơn vị, tương tự như một tá. Số Avogadro là số hạt tạo thành một mol, tương tự như số mười hai tạo thành một tá.

Tại sao số Avogadro lại lớn đến vậy? Nguyên tử và phân tử cực kỳ nhỏ. Một phân tử nước đơn lẻ có đường kính khoảng 0,3 nanomet. Cần một số lượng khổng lồ các phân tử như vậy mới tạo thành lượng vật chất có thể đo được ở quy mô phòng thí nghiệm, chẳng hạn như một gam.

Tài liệu tham khảo

1. Cục Cân đo Quốc tế (BIPM), “Hệ đơn vị quốc tế (SI),” ấn bản thứ 9, 2019.
2. IUPAC, Tuyển tập thuật ngữ hóa học (“Sách Vàng”), ấn bản thứ 2, 1997.
3. Perrin, J. (1909). “Mouvement brownien et réalité moléculaire.” Annales de Chimie et de Physique, loạt thứ 8, 18: 1–114.