Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Avogadros-Nummer
- Ermittlung des Molekulargewichts einer Verbindung
- Beispiele
- Berechnung der Anzahl der Moleküle
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Atome und Moleküle sind unendlich klein, und jede Materie, die groß genug ist, um gewogen zu werden, enthält eine so große Anzahl, dass sie nicht gezählt werden können, selbst wenn Sie sie sehen könnten. Woher wissen Wissenschaftler, wie viele Moleküle sich in einer bestimmten Menge einer bestimmten Verbindung befinden? Die Antwort ist, dass sie sich auf die Avogadros-Zahl verlassen, die die Anzahl der Atome in einem Mol der Verbindung ist. Solange Sie die chemische Formel der Verbindung kennen, können Sie die Atomgewichte der Atome nachschlagen, aus denen sie besteht, und Sie kennen das Gewicht eines Mols.Multiplizieren Sie dies mit dem Gewicht, das Sie zur Hand haben, und multiplizieren Sie es dann mit der Avogadros-Zahl - der Anzahl der Partikel in der Einheit, die als Mol bezeichnet wird -, um die Anzahl der Moleküle in Ihrer Probe zu ermitteln.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Wenn Sie das Gewicht der Verbindung in Gramm kennen, können Sie die Anzahl der Moleküle ermitteln, indem Sie das Gewicht der Atombestandteile nachschlagen, die Anzahl Ihrer Mole berechnen und diese Zahl mit der Avogadros-Zahl multiplizieren, die 6,02 × 10 ist23.
Avogadros-Nummer
Die Avogadros-Nummer wurde nicht von ihrem Namensvetter, dem italienischen Physiker Amadeo Avogadro (1776-1856), eingeführt. Stattdessen wurde es erstmals 1909 vom französischen Physiker Jean Baptiste Perrin vorgeschlagen. Er prägte den Begriff, als er die erste Annäherung durch Beobachtung zufälliger Schwingungen von in Flüssigkeiten und Gasen suspendierten mikroskopischen Partikeln ermittelte. Nachfolgende Forscher, darunter der amerikanische Physiker Robert Millikan, halfen bei der Verfeinerung, und heute definieren Wissenschaftler die Avogadros-Zahl als 6.02214154 x 1023 Teilchen pro Mol. Unabhängig davon, ob sich die Materie in einem festen, gasförmigen oder flüssigen Zustand befindet, enthält ein Mol immer die Anzahl der Partikel in Avogadros. Das ist die Definition eines Maulwurfs.
Ermittlung des Molekulargewichts einer Verbindung
Jedes Atom hat eine bestimmte Atommasse, die Sie im Periodensystem der Elemente nachschlagen können. Sie finden es als Zahl direkt unter dem Elementnamen und in der Regel in Atommasseneinheiten. Das bedeutet einfach, dass ein Mol des Elements die angezeigte Zahl in Gramm wiegt. Beispielsweise beträgt die Atommasse von Wasserstoff 1,008. Dies bedeutet, dass ein Mol Wasserstoff 1,008 Gramm wiegt.
Um das Molekulargewicht eines Moleküls oder einer Verbindung zu ermitteln, müssen Sie dessen chemische Formel kennen. Daraus können Sie die Anzahl der einzelnen Atome ablesen. Nachdem Sie das Atomgewicht jedes Elements ermittelt haben, können Sie alle Gewichte addieren, um das Gewicht eines Mols in Gramm zu ermitteln.
Beispiele
1. Was ist das Molekulargewicht von Wasserstoffgas?
Wasserstoffgas ist eine Sammlung von H2 Moleküle, also multiplizieren Sie die Atommasse mit 2, um die molekulare Masse zu erhalten. Die Antwort ist, dass ein Mol Wasserstoffgas wiegt 2,016 Gramm.
2. Was ist das Molekulargewicht von Calciumcarbonat?
Die chemische Formel von Calciumcarbonat lautet CaCO3. Das Atomgewicht von Calcium beträgt 40,078, das von Kohlenstoff 12,011 und das von Sauerstoff 15,999. Die chemische Formel enthält drei Sauerstoffatome. Multiplizieren Sie also das Gewicht des Sauerstoffs mit 3 und addieren Sie es zu den beiden anderen. Wenn Sie dies tun, finden Sie das Gewicht von einem Mol Calciumcarbonat zu sein 100,086 Gramm.
Berechnung der Anzahl der Moleküle
Sobald Sie das Molekulargewicht einer Verbindung kennen, wissen Sie, wie viel Avogadros-Zahl dieser Verbindung in Gramm wiegt. Um die Anzahl der Moleküle in einer Probe zu ermitteln, dividieren Sie das Gewicht der Probe durch das Gewicht eines Mols, um die Anzahl der Mols zu erhalten, und multiplizieren Sie dann mit der Avogadros-Zahl.
1. Wie viele Moleküle sind in 50 g Wasserstoffgas (H2)?
Das Molekulargewicht von 1 Mol H2 Gas ist 2.016 Gramm. Teilen Sie dies in die Anzahl der Gramm, die Sie haben und multiplizieren Sie mit 6,02 x 1023 (Avogadros-Zahl auf zwei Dezimalstellen gerundet). Das Ergebnis ist (50 Gramm ÷ 2,016 Gramm) × 6,02 × 1023 = 149,31 · 1023 = 1,49 x 1025 Moleküle.
2. Wie viele Calciumcarbonatmoleküle enthält eine Probe mit einem Gewicht von 0,25 Gramm?
Ein Mol Calciumcarbonat wiegt 100,086 Gramm, also 0,25 Mol wiegen 0,25 / 100,86 = 0,0025 Gramm. Multiplizieren Sie mit der Avogadros-Zahl, um 0,015 x 10 zu erhalten23 = 1,5 x 1021 Moleküle in dieser Probe.