- Kasaysayan
- Mga inspirasyon ng Amedeo Avogadro
- Molekular na hypothesis
- Limampung taon mamaya
- Ang kapanganakan ng term
- Ano ang binubuo nito at mga yunit
- Atom-gramo at molekula-gramo
- Mga masa at nunal
- Paano kinakalkula ang bilang ni Avogadro
- Mas tumpak na mga pamamaraan ng pagsukat
- Aplikasyon
- Malutas na ehersisyo
- Ehersisyo 1
- Mag-ehersisyo 2
- Mga Sanggunian
Ang Avogadro number ay isa na nagpapahiwatig kung gaano karaming mga partikulo ang bumubuo sa isang nunal ng bagay. Ito ay karaniwang itinalaga ng simbolo N A o L, at may isang pambihirang kadahilanan: 6.02 · 10 23 , nakasulat sa notipikasyong pang-agham; kung hindi ginagamit, kailangang isulat nang buo: 602000000000000000000000.
Upang maiwasan at mapadali ang paggamit nito, maginhawang sumangguni sa numero ni Avogadro na tumatawag na nunal; ito ang pangalang ibinigay sa yunit na naaayon sa naturang dami ng mga partikulo (atoms, proton, neutron, elektron, atbp.). Kaya, kung ang isang dosenang tumutugma sa 12 mga yunit, isang nunal ay sumasaklaw sa N A unit, pinasimple ang mga kalkulasyon ng stoichiometric.
Ang numero ni Avogadro na nakasulat sa notipikasyong pang-agham. Pinagmulan: PRHaney
Matematika, ang bilang ni Avogadro ay maaaring hindi ang pinakadakila sa lahat; ngunit sa labas ng kaharian ng agham, ang paggamit nito upang ipahiwatig ang dami ng anumang bagay ay lalampas sa mga limitasyon ng imahinasyon ng tao.
Halimbawa, ang isang nunal ng mga lapis ay kasangkot sa paggawa ng 6.02 · 10 23 mga yunit, na iniiwan ang Earth nang walang mga halaman ng halaman nito sa proseso. Tulad ng halimbawang ito ng hypothetical, maraming iba pa, na nagbibigay daan sa isang kadiliman at kakayahang magamit ng bilang na ito para sa dami ng mga astronomya.
Kung ang N A at ang nunal ay tumutukoy sa labis na halaga ng anuman, gaano kapaki-pakinabang ang agham? Tulad ng sinabi mismo sa simula: pinapayagan ka nila na "mabilang" napakaliit na mga partikulo, ang mga bilang ng mga ito ay hindi kapani-paniwalang malawak kahit na sa napabayaang halaga ng bagay.
Ang pinakamaliit na pagbagsak ng isang likido ay naglalaman ng bilyun-bilyong mga particle, pati na rin ang pinakatawa na dami ng isang naibigay na solid na maaaring timbangin sa anumang balanse.
Hindi gumagamit ng pang-agham notasyon, ang nunal ay dumating sa suporta, na nagpapahiwatig kung magkano, higit pa o mas mababa, ito ay isang sangkap o compound sa N A . Halimbawa, ang 1 g ng pilak ay tumutugma sa mga 9 · 10 -3 mol; sa madaling salita, halos isang daang bahagi ng N A (5.6 · 10 21 Ag atoms, humigit-kumulang) "naninirahan" na gramo .
Kasaysayan
Mga inspirasyon ng Amedeo Avogadro
Naniniwala ang ilang mga tao na ang bilang ni Avogadro ay isang palaging natutukoy ni Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro ng Quaregna at Cerreto, na mas kilala bilang Amedeo Avogadro; Gayunpaman, ito scientist-abugado, na nakatuon sa pag-aaral ng mga katangian ng gases, at inspirasyon sa pamamagitan ng gawain ng Dalton at Gay-Lussac ay hindi na ipinakilala ang N A .
Mula sa Dalton, nalaman ni Amadeo Avogadro na ang masa ng mga gas ay pinagsama o gumanti sa palagiang proporsyon. Halimbawa, ang isang masa ng hydrogen ay buong reaksyon na may isang walong beses na mas malawak na oxygen; kapag hindi naisakatuparan ang proporsyon na ito, ang isa sa dalawang gas ay nanatiling labis.
Mula sa Gay-Lussac, sa kabilang banda, nalaman niya na ang dami ng mga gas ay gumanti sa isang maayos na relasyon. Kaya, ang dalawang volume ng hydrogen ay gumanti sa isa sa oxygen upang makagawa ng dalawang volume ng tubig (sa anyo ng singaw, na ibinigay ng mataas na temperatura na nabuo).
Molekular na hypothesis
Noong 1811, pinatawad ni Avogadro ang kanyang mga ideya upang mabuo ang kanyang molecular hypothesis, kung saan ipinaliwanag niya na ang distansya na naghihiwalay sa mga molekula ng gas ay patuloy hangga't ang presyon at temperatura ay hindi nagbabago. Kung gayon, ang distansya na ito ay tumutukoy sa lakas ng tunog na maaaring sakupin ng isang gas sa isang lalagyan na may mapapalawak na mga hadlang (isang lobo, halimbawa).
Kaya, binigyan ng isang masa ng gas A, m A , at isang masa ng gas B, m B , m A at m B B magkakaroon ng parehong dami sa ilalim ng mga normal na kondisyon (T = 0ºC, at P = 1 atm) kung ang parehong mga ideal gas ay may parehong bilang ng mga molekula; ito ang hypothesis, batas ngayon, ng Avogadro.
Mula sa kanyang mga obserbasyon ay nabawasan din niya na ang ugnayan sa pagitan ng mga density ng mga gas, muli A at B, ay pareho sa kanilang kamag-anak na molekular na masa (ρ A / ρ B = M A / M B ).
Ang kanyang pinakadakilang tagumpay ay ang ipakilala ang salitang 'molekula' tulad ng kilala ngayon. Ginamot ng Avogadro ang hydrogen, oxygen, at tubig bilang mga molekula at hindi bilang mga atomo.
Limampung taon mamaya
Ang ideya ng mga diatomic na mga molekula ay nakatagpo ng malakas na pagtutol sa mga chemists noong ika-19 na siglo. Bagaman itinuro ni Amadeo Avogadro ang pisika sa Unibersidad ng Turin, ang kanyang gawain ay hindi tinanggap ng mabuti at, sa ilalim ng anino ng mga eksperimento at pagmamasid ng mas kilalang mga chemists, ang kanyang hypothesis ay inilibing sa loob ng limampung taon.
Maging ang kontribusyon ng kilalang siyentipiko na si André Ampere, na sumuporta sa hypothesis ni Avogadro, ay hindi sapat para sa mga chemists na seryosong isaalang-alang ito.
Ito ay hindi hanggang sa Kongreso ng Karlsruhe, Alemanya noong 1860, na ang batang Italyanong kimiko, na si Stanislao Cannizzaro, ay nagligtas sa gawain ni Avogadro bilang tugon sa kaguluhan dahil sa kakulangan ng maaasahan at solidong atomic na masa at mga equation ng kemikal.
Ang kapanganakan ng term
Ang kilala bilang 'Avogadro's number' ay ipinakilala ng pisika ng Pranses na si Jean Baptiste Perrin, halos isang daang taon mamaya. Tinukoy niya ang isang pagtatantya ng N A sa pamamagitan ng iba't ibang mga pamamaraan mula sa kanyang trabaho sa paggalaw ng Brownian.
Ano ang binubuo nito at mga yunit
Atom-gramo at molekula-gramo
Ang bilang ni Avogadro at taling ay nauugnay; gayunpaman, ang pangalawa ay umiral bago ang una.
Ang pag-alam sa mga kamag-anak na masa ng mga atomo, ang atomic mass unit (amu) ay ipinakilala bilang isang ikalabindalawa ng isang carbon 12 isotope atom; halos ang masa ng isang proton o neutron. Sa ganitong paraan, ang carbon ay kilala na labindalawang beses na mas mabibigat kaysa sa hydrogen; na ang ibig sabihin, ang 12 C ay tumimbang ng 12u, at ang 1 H ay tumimbang ng 1 u.
Gayunpaman, kung gaano karaming masa ang talagang isang pantay na pantay? Gayundin, paano posible upang masukat ang masa ng mga maliit na maliit na partikulo? Pagkatapos ay dumating ang ideya ng gramo-atom at gramo-molekula, na kalaunan ay pinalitan ng nunal. Ang mga yunit na ito ay madaling kumonekta ng gramo sa amu tulad ng sumusunod:
12 g 12 C = N ma
Ang isang bilang ng 12 C N atoms , na pinarami ng kanilang atomic mass, ay nagbibigay ng isang halaga na magkatulad na magkatulad sa kamag-anak na atomic mass (12 amu). Samakatuwid, 12 g ng 12 C ay katumbas ng isang gramo na atom; 16 g ng 16 O, sa isang gramo na atom ng oxygen; 16 g ng CH 4 , isang gramo na molekula para sa mitein, at iba pa kasama ang iba pang mga elemento o compound.
Mga masa at nunal
Ang gramo-atom at gramo-molekula, sa halip na mga yunit, ay binubuo ng mga molar masa ng mga atoms at molekula, ayon sa pagkakabanggit.
Kaya, ang kahulugan ng isang nunal ay nagiging: ang yunit na itinalaga para sa bilang ng mga atomo na naroroon sa 12 g ng purong carbon 12 (o 0.012 Kg). At samantala, siya ay naging denote N N A .
Sa gayon, ang bilang ni Avogadro ay binubuo ng pormal na bilang ng mga atoms na bumubuo ng tulad na 12 g ng carbon 12; at ang yunit nito ay ang nunal at ang mga derivatives nito (kmol, mmol, lb-mol, atbp.).
Ang molar masa ay molekular (o atomic) masa na ipinahayag bilang isang function ng mga moles.
Halimbawa, ang molar mass ng O 2 ay 32g / mol; iyon ay, ang isang nunal ng mga molekulang oxygen ay may masa na 32 g, at ang isang molekula ng O 2 ay may isang molekular na masa na 32 u. Katulad nito, ang molar mass ng H ay 1g / mol: ang isang nunal ng H atoms ay may masa na 1 g, at ang isang H atom ay may isang atomic mass na 1 u.
Paano kinakalkula ang bilang ni Avogadro
Magkano ang isang nunal? Ano ang halaga ng N A upang ang mga atomic at molekular na masa ay may parehong halaga ng bilang bilang mga molar masa? Upang malaman, ang sumusunod na equation ay dapat malutas:
12 g 12 C = N A ma
Ngunit ang ma ay 12 amu.
12 g 12 C = N A 12uma
Kung alam mo kung gaano katumbas ang halaga ng isang amu (1,667 10 -24 g), maaari mong direktang makalkula ang N A :
N A = (12g / 2 · 10 -23 g)
= 5,998 10 23 mga atoms ng 12 C
Ang bilang na ito ay magkapareho sa isa na ipinakita sa simula ng artikulo? Hindi. Habang decimals i-play laban sa, doon ay marami ng mas tumpak na mga kalkulasyon upang matukoy N A .
Mas tumpak na mga pamamaraan ng pagsukat
Kung ang kahulugan ng isang nunal, lalo na isang nunal ng mga electron at ang singil ng kuryente na dala nila (humigit-kumulang na 96,500 C / taling) ay nauna nang nalalaman, alam ang singil ng isang indibidwal na elektron (1,602 × 10 −19 C), maaari naming kalkulahin ang N A sa ganitong paraan:
N A = (96500 C / 1.602 × 10 −19 C)
= 6.0237203 10 23 electron
Ang halagang ito ay mukhang mas mahusay.
Ang isa pang paraan upang makalkula ito ay binubuo ng mga diskarte sa crystallographic ng X-ray, gamit ang isang 1 kg na ultra-purong silikon na globo.
N A = n (V u / V m )
Kung saan n ang bilang ng mga atomo na naroroon sa yunit ng cell ng isang kristal na silikon (n = 8), at ang V u at V m ay ang mga volume ng yunit at molar cell, ayon sa pagkakabanggit. Alam ang mga variable para sa silikon na kristal, ang bilang ni Avogadro ay maaaring kalkulahin ng pamamaraang ito.
Aplikasyon
Ang bilang ni Avogadro ay nagbibigay-daan sa kakanyahan upang maipahayag ang abysmal na dami ng mga elementong elementarya sa simpleng gramo, na maaaring masukat sa mga balanse ng analytical o rudimentary. Hindi lamang ito: kung ang isang ari-arian ng atomic ay pinarami ng N A , ang pagpapakita nito ay makuha sa mga kaliskis ng macroscopic, nakikita sa mundo at sa pamamagitan ng hubad na mata.
Samakatuwid, at may mabuting dahilan, ang bilang na ito ay sinasabing gumana bilang isang tulay sa pagitan ng mikroskopiko at macroscopic. Madalas itong matatagpuan lalo na sa physicochemistry, kapag sinusubukan mong i-link ang pag-uugali ng mga molekula o ion kasama ng kanilang mga pisikal na phase (likido, gas o solid).
Malutas na ehersisyo
Ang mga pagkalkula sa seksyon ng dalawang halimbawa ng mga pagsasanay gamit ang N ay tinukoy sa . Pagkatapos ay magpapatuloy kami upang malutas ang isa pang dalawa.
Ehersisyo 1
Ano ang masa ng isang molekula ng H 2 O?
Kung ang molar mass na ito ay kilala na 18 g / mol, kung gayon ang isang nunal ng H 2 O na mga molekula ay may masa na 18 gramo; ngunit ang tanong ay tumutukoy sa isang indibidwal na molekula, nag-iisa. Upang makalkula ang masa nito, ang mga kadahilanan ng conversion ay ginagamit:
(18g / mol H 2 O) · (mol H 2 O / 6.02 · 10 23 molekula H 2 O) = 2.99 · 10 -23 g / molekula H 2 O
Iyon ay, isang molekula ng H 2 O ay may masa na 2.99 · 10 -23 g.
Mag-ehersisyo 2
Gaano karaming mga atom ng dysprosium metal (Dy) ang maglalaman ng isang piraso nito na ang masa ay 26 g?
Ang atomic mass ng dysprosium ay 162.5 u, katumbas ng 162.5 g / mol gamit ang bilang ni Avogadro. Muli, nagpapatuloy kami sa mga kadahilanan ng conversion:
(26 g) · (mol Dy / 162.5g) · (6.02 · 10 23 Dy atoms / mol Dy) = 9.63 · 10 22 Dy atoms
Ang halagang ito ay 0.16 beses na mas maliit kaysa sa N A (9.63 · 10 22 / 6.02 · 10 23 ), at samakatuwid, sinabi ng piraso ay may 0.16 moles ng dysprosium (maaari rin itong kalkulahin sa 26/162 , 5).
Mga Sanggunian
- Wikipedia. (2019). Patuloy na Avogadro. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
- Atteberry Jonathan. (2019). Ano ang numero ni Avogadro? Paano gumagana ang mga bagay bagay. Nabawi mula sa: science.howstuffworks.com
- Ryan Benoit, Michael Thai, Charlie Wang, at Jacob Gomez. (May 02, 2019). Ang Mole at Avogadro's Constant. Chemistry LibreTexts. Nabawi mula sa: chem.libretexts.org
- Araw ng nunal. (sf). The History of ni Avogadro Numero: 6.02 beses 10 sa 23 rd . Nabawi mula sa: moleday.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Enero 06, 2019). Eksperimentong Pagpapasiya ng Bilang ng Avogadro Nabawi mula sa: thoughtco.com
- Tomás Germán. (sf). Ang bilang ni Avogadro. IES Domingo Miral. Nabawi mula sa: iesdmjac.educa.aragon.es
- Joaquín San Frutos Fernández. (sf). Konsepto ng numero at taling ni Avogadro. Nabawi mula sa: encina.pntic.mec.es
- Bernardo Herradón. (Setyembre 3, 2010). Karlsruhe Congress: 150 taon. Nabawi mula sa: madrimasd.org
- George M. Bodner. (Pebrero 16, 2004). Paano Natukoy ang Numero ni Avogadro? Siyentipiko Amerikano. Nabawi mula sa: scientamerican.com