- 歴史
- アメデオアボガドロのインスピレーション
- 分子仮説
- 50年後
- 用語の誕生
- 構成要素とユニット
- アトムグラムと分子グラム
- モル質量とモル
- アボガドロ数の計算方法
- より正確な測定方法
- 用途
- 解決された演習
- 演習1
- 演習2
- 参考文献
アボガドロ数は、粒子は、物質の1モルを含む、何を示しているものです。これは通常、記号N AまたはLで指定され、異常な大きさ(6.02・10 23)が科学表記法で記述されています。使用しない場合は、602000000000000000000000のように完全に記述する必要があります。
その使用を避けて容易にするために、Avogadroの番号をモルと呼ぶと便利です。これは、粒子(原子、陽子、中性子、電子など)の量に対応する単位に付けられた名前です。したがって、ダースが12単位に対応する場合、モルはN A単位を包含し、化学量論的計算を簡略化します。
科学表記法で書かれたアボガドロの数。出典:PRHaney
数学的には、Avogadroの数はすべての中で最も大きいとは限りません。しかし、科学の領域の外では、それを使用してオブジェクトの量を示すと、人間の想像の限界を超えてしまいます。
たとえば、1モルの鉛筆は6.02・10 23ユニットの製造に関係し、その過程で植物の肺がない地球を残します。この架空の例のように、他にも多くのものがあり、天文学的な量に対するこの数の素晴らしさと適用性を垣間見ることができます。
N Aとほくろが法外な量の何かを参照している場合、科学ではどの程度役立ちますか?冒頭で述べたように、非常に小さな粒子を「数える」ことができます。その数は、無視できる量の物質であっても信じられないほど膨大です。
液体の最小の液滴には、何十億もの粒子が含まれているだけでなく、任意の天びんで計量できる特定の固体のとんでもない量が含まれています。
科学的表記法を使用しないで、モルは多くは、多かれ少なかれ、それはNへの物質または化合物であるかを示す、サポートに来て、Aは。たとえば、銀1 gは約9・10 -3モルに相当します。言い換えれば、NAのほぼ100分の1(およそ5.6・10 21 Ag原子)がそのグラムに "生息"します。
歴史
アメデオアボガドロのインスピレーション
一部の人々は、アボガドロの数は、クアレーナとチェレートのロレンツォロマーノアメデオカルロアボガドロによって決定された定数であり、アメデオアボガドロとして知られています。しかし、ガスの特性を研究することに専念し、ダルトンとゲイ・ルサックの研究に触発されたこの科学者弁護士は、NAを導入したのは誰ではありませんでした。
ダルトンから、アマデオアボガドロはガスの塊が一定の割合で結合または反応することを学びました。たとえば、ある量の水素は、8倍の量の酸素と完全に反応します。この比率が満たされない場合、2つのガスの一方が過剰のままでした。
一方、ゲイ・ルサックから、ガスの量が一定の関係で反応することを学びました。したがって、2つの体積の水素が1つの酸素と反応して2つの体積の水を生成します(高温が生成されると、蒸気の形になります)。
分子仮説
1811年、アボガドロは分子仮説を立てるために彼の考えを凝縮しました。そこで彼は、気体分子を分離する距離は、圧力と温度が変化しない限り一定であると説明しました。次に、この距離は、ガスが膨張可能なバリア(たとえば、バルーン)を備えたコンテナ内で占有できる体積を定義します。
よって、ガスA、m個の質量所与Aを、ガスB、m個の質量B、m個のA及びM Bは両方の理想的なガスが持っている場合、通常の条件(T =0ºC、およびP = 1気圧)下で同じ体積を有することになります同じ数の分子; これは、現在の法律であるアボガドロの仮説でした。
彼の観察から、彼はまた、ガスの濃度との関係は、再びA及びBは、それらの相対分子質量(ρのと同じであると推定A /ρ B = M A / M B)。
彼の最大の成功は、今日知られている「分子」という用語を導入することでした。アボガドロは水素、酸素、水を原子ではなく分子として扱いました。
50年後
その二原子分子のアイデアは、19世紀の化学者の間で強い抵抗に遭遇しました。アマデオアボガドロはトリノ大学で物理学を教えましたが、彼の研究はあまり受け入れられず、有名な化学者による実験と観察の陰で、彼の仮説は50年間埋もれていました。
アボガドロの仮説を支持した有名な科学者であるアンドレアンペレの貢献でさえ、化学者がそれを真剣に検討するには不十分でした。
1860年にドイツのカールスルーエで初めて、若いイタリアの化学者スタニスラオカニッツァーロが、信頼できる固体の原子質量と化学方程式の欠如により、カオスに対応してアボガドロの研究を救いました。
用語の誕生
「アボガドロ数」として知られるものは、ほぼ100年後のフランスの物理学者ジャンバプティストペリンによって導入されました。彼はブラウン運動に関する彼の研究からさまざまな方法でN Aの近似を決定しました。
構成要素とユニット
アトムグラムと分子グラム
アボガドロの数とモルは関連しています。ただし、2番目は最初の前に存在しました。
原子の相対質量がわかっているため、原子質量単位(amu)は炭素12同位体原子の12分の1として導入されました。陽子または中性子の質量。このように、炭素は水素より12倍重いことが知られています。つまり、12 Cの重さは12u、1 Hの重さは1 uです。
しかし、1つのamuは実際にはどのくらいの質量ですか?また、そのような小さな粒子の質量をどのように測定することが可能でしょうか?その後、グラム原子とグラム分子のアイデアが登場しましたが、それらは後にモルに置き換えられました。これらのユニットは、グラムを次のようにamuに接続しました。
12 g 12 C = N ma
12個のC N原子の数に原子質量を掛けると、相対原子質量(12 amu)と数値的に同じ値が得られます。したがって、12gの12 Cの1グラム原子に等しかったです。16 gの16 O、1グラムの酸素原子; 16 gのCH 4、メタンの場合は1グラムの分子など、他の元素または化合物を使用。
モル質量とモル
単位ではなくグラム原子とグラム分子は、それぞれ原子と分子のモル質量で構成されていました。
したがって、モルの定義は次のようになります。12gの純粋な炭素12(または0.012 Kg)に存在する原子の数の単位。その間、彼はN N Aと呼ばれるようになった。
したがって、アボガドロの数は、正式には、このような12 gの炭素12を構成する原子の数で構成されます。その単位はモルとその誘導体(kmol、mmol、lb-moleなど)です。
モル質量は、モルの関数として表される分子(または原子)質量です。
たとえば、O 2のモル質量は32g / molです。つまり、1モルの酸素分子の質量は32 g、O 2の分子の分子質量は32 uです。同様に、Hのモル質量は1g / molです。1モルのH原子の質量は1 gで、1つのH原子の原子質量は1 uです。
アボガドロ数の計算方法
ほくろはいくらですか?Nの値が何であるA原子と分子量がモル質量と同じ数値を持っているようには?調べるには、次の方程式を解く必要があります。
12 g 12 C = N A ma
しかしmaは12 amuです。
12 g 12 C = N A 12uma
あなたはAMUの価値(1667 10でどのくらい知っている場合は-24グラム)、あなたは直接N計算できるAを:
N A =(12g / 2・10 -23 g)
= 5,998 10 23 12 Cの原子
この番号は、記事の冒頭に示したものと同じですか?いいえ小数があり、対戦しながらあるNを決定するために多くの、より正確な計算Aは。
より正確な測定方法
モルの定義、特に電子のモルとそれらが運ぶ電荷(約96,500 C /モル)が既知であり、個々の電子の電荷(1,602×10 -19 C)がわかっている場合、この方法でもN Aを計算します。
N A =(96500 C / 1.602×10 -19 C)
= 6.0237203 10 23電子
この値はさらに良く見えます。
これを計算するもう1つの方法は、1 kgの超高純度シリコン球を使用したX線結晶学手法で構成されています。
N A = n(V u / V m)
ここで、nはシリコン結晶のユニットセル(n = 8)に存在する原子の数であり、V uとV mはそれぞれユニットセルとモルセルの体積です。シリコン結晶の変数がわかっているため、アボガドロ数はこの方法で計算できます。
用途
アボガドロの数は、基本的に、素粒子の異常な量を単純なグラムで表すことを可能にします。これは、分析天びんまたは初歩的な天びんで測定できます。これだけではありません。原子特性にN Aを掛けると、その現象は肉眼で見える巨視的なスケールで得られます。
したがって、正当な理由により、この数は微視的および巨視的間の橋渡しとして機能すると言われています。分子やイオンの振る舞いをそれらの物理相(液体、気体、固体)の振る舞いと関連付けようとするときに、特に物理化学でよく見られます。
解決された演習
Nを使用したエクササイズのセクション2の例の計算は、に対処されました。次に、次の2つを解決します。
演習1
H 2 Oの分子の質量は何ですか?
そのモル質量が18 g / molであることがわかっている場合、1モルのH 2 O 分子の質量は18グラムです。しかし、問題は、個々の分子だけに関するものです。次に、その質量を計算するために、変換係数が使用されます。
(18g / mol H 2 O)・(mol H 2 O / 6.02・10 23分子H 2 O)= 2.99・10 -23 g /分子H 2 O
つまり、H 2 Oの分子の質量は2.99・10 -23 gです。
演習2
ジスプロシウム金属(Dy)の原子には、質量が26 gの金属片がいくつ含まれますか?
ジスプロシウムの原子質量は162.5 uで、アボガドロ数を使用すると162.5 g / molに相当します。繰り返しになりますが、変換係数に進みます。
(26 g)・(mol Dy / 162.5g)・(6.02・10 23 Dy原子/ mol Dy)= 9.63・10 22 Dy原子
この値はN Aの 0.16倍(9.63・10 22 / 6.02・10 23)であるため、このピースには0.16モルのジスプロシウムがあります(26/162で計算することもできます) 、5)。
参考文献
- ウィキペディア。(2019)。アボガドロ定数。から回復:en.wikipedia.org
- Atteberry Jonathan。(2019)。アボガドロの番号はいくつですか?HowStuffWorks。回収元:science.howstuffworks.com
- ライアンブノワ、マイケルタイ、チャーリーワン、ジェイコブゴメス。(2019年5月2日)。ほくろとアボガドロの定数。化学LibreTexts。回収元:chem.libretexts.org
- ほくろの日。(sf)。アボガドロ数の歴史:23から6.02倍で10 回目。回収元:moleday.org
- ヘルメンスティン、アンマリー、Ph.D。(2019年1月6日)。アボガドロ数の実験的決定。から回復:thoughtco.com
- トマス・ゲルマン。(sf)。アボガドロの数。IESドミンゴミラル。リカバリー元:iesdmjac.educa.aragon.es
- ホアキンサンフルトスフェルナンデス。(sf)。アボガドロの数とモルのコンセプト。回復:encina.pntic.mec.es
- ベルナルドエラドン。(2010年9月3日)。カールスルーエ議会:150年。から回復:madrimasd.org
- ジョージ・M・ボドナー。 (2004年2月16日)。アボガドロの数はどのように決定されましたか?科学的なアメリカ人。回収元:scientificamerican.com