Avogadrove číslo: zaujímavé fakty

Avogadrove číslo: zaujímavé fakty
Avogadrove číslo: zaujímavé fakty
Anonim

Zo školského kurzu chémie vieme, že ak vezmeme jeden mol akejkoľvek látky, bude obsahovať 6,02214084(18)•10^23 atómov alebo iných štruktúrnych prvkov (molekúl, iónov atď.). Pre pohodlie sa číslo Avogadro zvyčajne píše v tomto tvare: 6,02 • 10^23.

avogadro číslo
avogadro číslo

Prečo sa však konštanta Avogadro (v ukrajinčine „stal sa Avogadro“) rovná tejto hodnote? V učebniciach na túto otázku nie je žiadna odpoveď a historici chémie ponúkajú rôzne verzie. Zdá sa, že Avogadrove číslo má nejaký tajný význam. Koniec koncov, existujú magické čísla, kde niektorí označujú číslo "pi", fibonacciho čísla, sedmičku (na východe osem), 13 atď. Budeme bojovať proti informačnému vákuu. Nebudeme sa baviť o tom, kto je Amedeo Avogadro a prečo okrem ním sformulovaného zákona pomenovali na počesť tohto vedca aj nájdenú konštantu, kráter na Mesiaci. O tom už bolo napísaných veľa článkov.

Aby som bol presný, Amedeo Avogadro nepočítal molekuly ani atómy v žiadnom konkrétnom objeme. Prvý, kto sa pokúsi zistiť, koľko molekúl plynu

sa stalavogadro
sa stalavogadro

obsiahnutý v danom objeme pri rovnakom tlaku a teplote, bol Josef Loschmidt, a bolo to v roku 1865. Výsledkom svojich experimentov Loschmidt dospel k záveru, že v jednom kubickom centimetri akéhokoľvek plynu je za normálnych podmienok 2,68675 • 10^19 molekúl.

Následne bolo vynájdených veľké množstvo nezávislých spôsobov, ako určiť Avogadroovo číslo, a keďže sa výsledky z väčšej časti zhodovali, opäť to hovorilo v prospech skutočnej existencie molekúl. V súčasnosti počet metód prekročil 60, ale v posledných rokoch sa vedci snažia ďalej zlepšovať presnosť odhadu, aby zaviedli novú definíciu pojmu „kilogram“. Zatiaľ sa kilogram porovnáva so zvoleným materiálovým štandardom bez akejkoľvek zásadnej definície.

Ale späť k našej otázke – prečo sa táto konštanta rovná 6,022 • 10^23?

avogadro konštanta
avogadro konštanta

V chémii bolo v roku 1973 pre pohodlie pri výpočtoch navrhnuté zaviesť taký pojem ako „množstvo látky“. Základnou jednotkou na meranie množstva bol krtek. Podľa odporúčaní IUPAC je množstvo akejkoľvek látky úmerné počtu jej špecifických elementárnych častíc. Koeficient proporcionality nezávisí od typu látky a Avogadroovo číslo je jeho recipročné.

Pre prehľadnosť si uveďme príklad. Ako je známe z definície jednotky atómovej hmotnosti, 1 hod. zodpovedá jednej dvanástine hmotnosti jedného atómu uhlíka 12C a je 1,66053878•10^(-24) gramov. Ak vynásobíme 1a.u.m. Avogadrovou konštantou získate 1 000 g/mol. Teraz si zoberme nejaký chemický prvok, povedzme, berýlium. Hmotnosť jedného atómu berýlia je podľa tabuľky 9,01 amu. Vypočítajme, čomu sa rovná jeden mol atómov tohto prvku:

6,02 x 10^23 mol-11,66053878 x 10^(-24) gram9,01=9,01 gram/mol.

Ukazuje sa teda, že molárna hmotnosť je číselne rovnaká ako atómová hmotnosť.

Avogadrova konštanta bola špeciálne zvolená tak, aby molárna hmotnosť zodpovedala atómovej alebo bezrozmernej hodnote – relatívnej molekulovej (atómovej) hmotnosti. Dá sa povedať, že Avogadro číslo vďačí za svoj vzhľad na jednej strane jednotke atómovej hmotnosti a na druhej strane všeobecne akceptovanej jednotke na porovnanie hmotnosti - gramu.

Odporúča: