Histórico de números Avogadro, unidades, como é calculado, usa

Ele Número Avogadro É aquele que indica quantas partículas compõem uma mol de matéria. É normalmente designado com símbolo n_PARA ou L, e tem uma magnitude extraordinária: 6.02 · 10²³, escrito em notação científica; Se não for usado, você teria que escrever: 6020000000000000000000.

Para evitar e facilitar seu uso, é conveniente se referir ao número de Avogadro chamando -o de mol; Este é o nome que recebe a unidade correspondente a essas partículas (átomos, prótons, nêutrons, elétrons, etc.). Assim, se uma dúzia corresponde a 12 unidades, um mol cobre n_PARA unidades, simplificando cálculos estequiométricos.

O número Avogadro escrito em notação científica. Fonte: Phaney [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)]

Matematicamente, o número Avogadro pode não ser o maior de tudo; Mas fora do campo da ciência, use -o para indicar a quantidade de qualquer objeto exceder os limites da imaginação humana.

Por exemplo, uma toupeira de lápis implicaria a fabricação de 6,02,10²³ unidades, deixando a tentativa da Terra sem os pulmões da sua planta. Como este exemplo hipotético, muitos outros abundam, que permitem vislumbrar a magnificência e a aplicabilidade desse número para quantidades astronômicas.

Sem_PARA E o Mol Alude a quantidades exorbitantes de qualquer coisa, o que é utilidade na ciência? Conforme declarado logo no início: eles permitem “contar” partículas muito pequenas, cujos números são incrivelmente vastos, mesmo em quantidades insignificantes de matéria.

A menor gota de um líquido abriga bilhões de partículas, bem como a quantidade mais ridícula de um certo sólido que pode ser pesado em algum equilíbrio.

Para não recorrer a notações científicas, a toupeira vem para ajudar, indicando quanto, mais ou menos, tem uma substância ou composto em relação a n_PARA. Por exemplo, 1 g de prata corresponde em torno de 9 · 10^-3 mol; Em outras palavras_PARA (5,6 · 10^{vinte e um} Átomos de Ag, aproximadamente).

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História

Amedeo Avogadro Inspirações

Algumas pessoas acreditam que o número de Avogadro era uma constante determinada por Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro de Quaregna e Cerreto, mais conhecido como Amedee Avogadro; No entanto, esse cientista-abogado, dedicado a estudar as propriedades dos gases e inspirado pelas obras de Dalton e Gay-Lussac, não foi quem introduziu o n_PARA.

Dalton, Amadeo Avogadro aprendeu que as massas gastronômicas são combinadas ou reagem em proporções constantes. Por exemplo, uma massa de hidrogênio reage completamente com um oxigênio oito vezes maior; Quando essa proporção não foi atendida, um dos dois gases permaneceu em excesso.

Gay-Lussac, por outro lado, aprendeu que os volumes de gase reagem mantendo um relacionamento fixo. Assim, dois volumes de hidrogênio reagem com um de oxigênio para produzir dois volumes de água (na forma de vapor, dadas as altas temperaturas geradas).

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Hipótese molecular

Em 1811, Avogadro condensou suas idéias para formular sua hipótese molecular, na qual ele explicou que a distância que separa as moléculas gasosas é constante, desde que a pressão ou a temperatura não mude. Essa distância, então, define o volume que um gás pode ocupar em barreiras expansíveis (um balão, por exemplo).

Assim, dada uma massa de gás a, m_PARA, e uma massa de gás B, M_B, m_PARA e m_B Eles terão o mesmo volume em condições normais (t = 0ºC e P = 1 atm) se ambos os gases ideais tiverem o mesmo número de moléculas; Esta foi a hipótese, hoje Lei, de Avogadro.

De suas observações, ele também deduziu que a relação entre as densidades de gás, novamente para e B, é a mesma de suas massas moleculares relativas (ρ_PARA/ρ_B = M_PARA/M_B).

Seu maior sucesso foi apresentar o termo 'molécula', como é conhecido atualmente. Avogadro tratou hidrogênio, oxigênio e água como moléculas e não como átomos.

Cinquenta anos depois

A idéia de suas moléculas diatômicas encontrou forte resistência entre os químicos do século XIX. Enquanto Amadeo Avogadro deu aulas de física na Universidade de Turim, seu trabalho não foi muito bem aceito e, sob a sombra de experimentos e observações de produtos químicos de maior renome, sua hipótese foi enterrada por cinquenta anos.

Nem mesmo a contribuição do bem conhecido cientista André Ampere, que apoiou a hipótese de Avogadro, foi suficiente para os produtos químicos considerarem seriamente

Não era nada além do Congresso Karlsruhe, na Alemanha, de 1860, que o jovem químico italiano, Stanislao Cannizzaro, resgatou o trabalho de Avogadro em resposta ao caos devido à falta de massas atômicas e equações químicas confiáveis ​​e sólidas.

O nascimento do termo

O que se sabe por 'Avogadro Number' foi introduzido pelo físico francês Jean Baptiste Perrin, quase cem anos depois. Determinado aproximadamente n_PARA Através de diferentes métodos de seu trabalho no movimento Browniano.

O que é e unidades

ATOM-GRAM e MOLECULE GRAM

O número Avogadro e Mol estão relacionados; No entanto, o segundo existia antes do primeiro.

Conhecido as massas relativas dos átomos, a unidade de massa atômica (AMA) foi introduzida como a parte doze parte de um átomo do isótopo de carbono 12; aproximadamente, a massa de um próton ou nêutron. Dessa maneira, sabia -se que o carbono era doze vezes mais pesado que o hidrogênio; O que é equivalente a dizer, ¹²C pesa 12U e ¹H wes 1 u.

No entanto, quanta massa é realmente igual? Além disso, o que seria possível medir a massa para essas pequenas partículas? Então surgiu da idéia do átomo-gramas e da molécula-gramas, que foram posteriormente substituídos pelo mol. Essas unidades conectaram convenientemente o grama com o Uma o seguinte:

Pode atendê -lo: oxalato de amônio

12 g ¹²C = n · ma

Vários n átomos de ¹²C, multiplicado por sua massa atômica, fornece um valor numericamente idêntico à massa atômica relativa (12 Uma). Portanto, 12 g de ¹²C era equivalente a um átomo-gramas; 16 g de ¹⁶Ou, para um spell de oxigênio; 16 g de Cho₄, Um grama de molécula para metano e, portanto, com outros elementos ou compostos.

Massas molares e mol

O átomo-gramas e a molécula-gramas, mais que as unidades, consistiam nas massas molares de átomos e moléculas, respectivamente.

Assim, a definição de Mol é: a unidade designada para o número de átomos presentes em 12 g de carbono puro (ou 0,012 kg). E por sua vez, N continuou a denotar como n_PARA.

Em seguida, o número Avogadro consiste formalmente no número de átomos que compõem esses 12 g de carbono 12; E sua unidade é a mol e seus derivados (kmol, mmol, lb-mol, etc.).

As massas molares são massas moleculares (ou atômicas) expressas de acordo com as toupeiras.

Por exemplo, a massa molar do O₂ É 32g/mol; isto é, uma toupeira de moléculas de oxigênio tem uma massa de 32 g e uma molécula de ou₂ Tem uma massa molecular de 32 u. Da mesma forma, a massa molar de h é 1g/mol: uma mole de h tem uma massa de 1 g e um átomo de h tem uma massa atômica de 1 u.

Como o número Avogadro é calculado

Quanto é um mol? Que valor n_PARA para que massas atômicas e moleculares tenham o mesmo valor numérico que as massas molares? Para saber, a seguinte equação deve ser resolvida:

12 g ¹²C = n_PARA· MA

Mas ma é 12 Uma.

12 g ¹²C = n_PARA· 12um

Se você souber quanto vale uma UMA (1.667 10^-24 g), você pode calcular diretamente n_PARA:

N_PARA = (12g/2 · 10^-23g)

= 5.998 · 10²³ Átomos de ¹²C

Este número é idêntico ao início do artigo idêntico? Não. Enquanto os decimais jogam contra, há muitos mais cálculos precisos para determinar n_PARA.

Métodos de medição mais precisos

Se a definição de um mol for conhecida anteriormente, especialmente um mol de elétrons e a carga elétrica que eles carregam (aproximadamente 96500 c/mol), conhecendo a carga de um elétron individual (1.602 × 10^-19C), você pode calcular n_PARA Também desta maneira:

N_PARA = (96500 c/1.602 × 10^-19C)

= 6.0237203 · 10²³ elétrons

Este valor parece ainda melhor.

Outra maneira de calculá -lo consiste em técnicas cristalográficas de raio X, usando uma esfera de 1 kg de silício ultra puro. Para fazer isso, a fórmula é usada:

N_PARA = n(V_ou/V_m)

Onde n É o número de átomos presentes na célula unitária de um vidro de silício (n= 8) e v_ou e V_m são os volumes da célula unitária e molares, respectivamente. Conhecendo as variáveis ​​para o cristal de silício, você pode calcular o número Avogadro por este método.

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Formulários

O número Avogadro permite expressar as quantidades abismais de partículas elementares em gramas simples, que podem ser medidas em escalas analíticas ou rudimentares. Não apenas isso: se uma propriedade atômica for multiplicada por n_PARA, Sua manifestação será obtida em escalas macroscópicas, visíveis no mundo e a olho nu.

Portanto, e por grande razão, diz -se que esse número funciona como uma ponte entre o microscópico e o macroscópico. É frequentemente encontrado especialmente na físico -química, ao tentar vincular o comportamento de moléculas ou íons à de suas fases físicas (líquido, refrigerante ou sólido).

Exercícios resolvidos

Nos cálculos, a seção dois exemplos de exercícios foram abordados usando n_PARA. Em seguida, outros dois serão resolvidos.

Exercício 1

Qual é a massa de uma molécula H₂QUALQUER?

Se se sabe que sua massa molar é 18 g/mol, então um mol de moléculas H₂Ou tem uma massa de 18 gramas; Mas a pergunta alude a uma molécula individual, sozinha. Para calcular, sua massa é feita de fatores de conversão:

(18g/mol H₂O) · (mol H₂O/6.02 · 10²³ H₂O) = 2,99 · 10^-23 G/molécula H₂QUALQUER

Isto é, uma molécula H₂Ou tem uma massa de 2,99 · 10^-23 g.

Exercício 2

Quantos átomos de metal disposio (DY) conterão um pedaço do mesmo cuja massa é 26 g?

A massa atômica do disposio é 162,5 U, igual a 162,5 g/mol usando o número Avogadro. Novamente, os fatores de conversão são realizados:

(26 g) · (mol dy/162.5g) · (6,02,10²³ Átomos dy/mol dy) = 9,63 · 10²² Átomos dy

Este valor é 0,16 vezes menor que n_PARA (9,63 · 10²²/6.02 · 10²³) E, portanto, esta peça possui 0,16 moles de tênio (também sendo capaz de calcular com 26/162,5).

Referências

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