วิธีการแปลงกรัมเป็นโมเลกุล

เนื้อหา

• TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
• จำนวน Avogadros
• การค้นหาน้ำหนักโมเลกุลของสารประกอบ
• ตัวอย่าง
• การคำนวณจำนวนโมเลกุล

••• demaerre / iStock / GettyImages

อะตอมและโมเลกุลนั้นมีขนาดเล็กมากและสสารใด ๆ ที่มีขนาดใหญ่พอที่จะชั่งมีจำนวนมากที่พวกมันจะเป็นไปไม่ได้ที่จะนับแม้ว่าคุณจะเห็นมัน ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จะรู้ได้อย่างไรว่ามีโมเลกุลจำนวนเท่าใดในสารประกอบหนึ่งที่เฉพาะเจาะจง? คำตอบก็คือพวกเขาต้องอาศัยจำนวน Avogadros ซึ่งเป็นจำนวนอะตอมในโมลของสารประกอบ ตราบใดที่คุณรู้สูตรทางเคมีของสารประกอบคุณสามารถค้นหาน้ำหนักอะตอมของอะตอมที่ประกอบมันขึ้นมาและคุณจะรู้น้ำหนักของหนึ่งโมลคูณด้วยน้ำหนักที่คุณมีอยู่แล้วคูณด้วยจำนวน Avogadros - จำนวนของอนุภาคในหน่วยที่เรียกว่าโมล - เพื่อค้นหาจำนวนของโมเลกุลในตัวอย่างของคุณ

TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)

ถ้าคุณรู้น้ำหนักของสารประกอบเป็นกรัมคุณสามารถค้นหาจำนวนโมเลกุลได้โดยค้นหาน้ำหนักของอะตอมของส่วนประกอบคำนวณจำนวนโมลที่คุณมีและคูณจำนวนนั้นด้วยหมายเลข Avogadros ซึ่งเท่ากับ 6.02 X 10²³.

จำนวน Avogadros

นักฟิสิกส์ชาวอิตาลีชื่อ Amadeo Avogadro (1776-1856) ไม่ได้แนะนำหมายเลข Avogadros แต่มันถูกเสนอครั้งแรกโดย Jean Baptiste Perrin นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสในปี 1909 เขาประกาศคำว่าเมื่อเขาพิจารณาการประมาณครั้งแรกโดยการสังเกตการสั่นสะเทือนแบบสุ่มของอนุภาคขนาดเล็กที่แขวนอยู่ในของเหลวและก๊าซ นักวิจัยที่ตามมารวมถึงนักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน Robert Millikan ช่วยปรับแต่งและวันนี้นักวิทยาศาสตร์กำหนดหมายเลข Avogadros เป็น 6.02214154 x 10²³ อนุภาคต่อโมล ไม่ว่าสสารจะอยู่ในสถานะของแข็งก๊าซหรือของเหลวโมลจะมีจำนวนอนุภาคของ Avogadros เสมอ นั่นนิยามของโมล

การค้นหาน้ำหนักโมเลกุลของสารประกอบ

ทุกอะตอมมีมวลอะตอมเฉพาะที่คุณสามารถค้นหาได้ในตารางธาตุ คุณสามารถค้นหามันเป็นหมายเลขภายใต้ชื่อองค์ประกอบและโดยปกติจะได้รับในหน่วยมวลอะตอม นั่นหมายถึงว่าหนึ่งโมลขององค์ประกอบหนักจำนวนที่แสดงเป็นกรัม ตัวอย่างเช่นมวลอะตอมของไฮโดรเจนคือ 1.008 ซึ่งหมายความว่าหนึ่งโมลของไฮโดรเจนมีน้ำหนัก 1.008 กรัม

ในการหาน้ำหนักโมเลกุลของโมเลกุลหรือสารประกอบคุณต้องรู้สูตรทางเคมีของมัน จากนั้นคุณสามารถนับจำนวนอะตอมแต่ละอะตอมได้ หลังจากค้นหาน้ำหนักอะตอมของแต่ละองค์ประกอบแล้วคุณสามารถรวมน้ำหนักทั้งหมดเพื่อหาน้ำหนักของโมลหนึ่งหน่วยเป็นกรัม

ตัวอย่าง

1. น้ำหนักโมเลกุลของก๊าซไฮโดรเจนคืออะไร?

ก๊าซไฮโดรเจนคือชุดของ H₂ โมเลกุลดังนั้นคุณคูณมวลอะตอมด้วย 2 เพื่อให้ได้มวลโมเลกุล คำตอบก็คือโมเลกุลของก๊าซไฮโดรเจนนั้นมีน้ำหนัก 2.016 กรัม.

2. น้ำหนักโมเลกุลของแคลเซียมคาร์บอเนตคืออะไร?

สูตรทางเคมีของแคลเซียมคาร์บอเนตคือ CaCO₃. น้ำหนักอะตอมของแคลเซียมคือ 40.078, ของคาร์บอนคือ 12.011 และของออกซิเจนคือ 15.999 สูตรทางเคมีประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนสามอะตอมดังนั้นคูณน้ำหนักของออกซิเจนด้วย 3 และเพิ่มเข้าไปอีกสองอะตอม เมื่อคุณทำเช่นนี้คุณจะพบว่าน้ำหนักของแคลเซียมคาร์บอเนตหนึ่งโมล 100.086 กรัม.

การคำนวณจำนวนโมเลกุล

เมื่อคุณทราบน้ำหนักโมเลกุลของสารประกอบแล้วคุณจะรู้ว่า Avogadros นั้นมีน้ำหนักเท่าไรในหน่วยกรัม ในการหาจำนวนโมเลกุลในตัวอย่างให้แบ่งน้ำหนักของตัวอย่างด้วยน้ำหนักของหนึ่งโมลเพื่อรับจำนวนโมลจากนั้นคูณด้วยจำนวน Avogadros

1. มีกี่โมเลกุลในก๊าซไฮโดรเจน 50 กรัม (เอช₂)?

น้ำหนักโมเลกุลของ 1 โมลของเอช₂ ก๊าซคือ 2.016 กรัม หารสิ่งนี้เป็นจำนวนกรัมที่คุณมีและคูณด้วย 6.02 x 10²³ (หมายเลข Avogadros ถูกปัดเศษเป็นทศนิยมสองตำแหน่ง) ผลลัพธ์คือ (50 กรัม÷ 2.016 กรัม) X 6.02 x 10²³ = 149.31 X10²³ = 1.49 X 10²⁵ โมเลกุล

2. มีตัวอย่างแคลเซียมคาร์บอเนตโมเลกุลในตัวอย่างที่มีน้ำหนัก 0.25 กรัม?

แคลเซียมคาร์บอเนตหนึ่งโมลหนัก 100.086 กรัมดังนั้น 0.25 โมลหนัก 0.25 / 100.86 = 0.0025 กรัม คูณด้วยจำนวน Avogadros เพื่อรับ 0.015 X 10²³ = 1.5 x 10²¹ โมเลกุลในตัวอย่างนี้