Avogadro's Number Example Chemistry Problem

Die Avogadro-Zahl ist eine der wichtigsten Konstanten in der Chemie. Dies ist die Anzahl der Partikel in einem Mol eines Materials, basierend auf der Anzahl der Atome in genau 12 Gramm des Isotops Kohlenstoff-12. Obwohl diese Zahl eine Konstante ist, wurde sie experimentell bestimmt. Wir verwenden daher einen ungefähren Wert von 6.022 x 10²³. Sie wissen also, wie viele Atome eine Mole enthält. Hier erfahren Sie, wie Sie anhand der Informationen die Masse eines einzelnen Atoms bestimmen.

Avogadro's Number Example Problem: Masse eines einzelnen Atoms

Frage: Berechnen Sie die Masse eines einzelnen Kohlenstoffatoms (C) in Gramm.

Lösung

Um die Masse eines einzelnen Atoms zu berechnen, schlagen Sie zuerst die Atommasse von Kohlenstoff im Periodensystem nach.
Diese Zahl, 12,01, ist die Masse in Gramm eines Mols Kohlenstoff. Ein Mol Kohlenstoff ist 6,022 × 10²³ Kohlenstoffatome (Avogadro-Zahl). Diese Beziehung wird dann verwendet, um ein Kohlenstoffatom nach dem folgenden Verhältnis in Gramm umzuwandeln:

Masse von 1 Atom / 1 Atom = Masse eines Mols Atome / 6,022 · 10²³ Atome

Geben Sie die Atommasse des Kohlenstoffs ein, um nach der Masse von 1 Atom zu suchen:

Masse von 1 Atom = Masse eines Mols Atome / 6,022 x 10²³

Masse von 1 C-Atom = 12,01 g / 6,022 x 10²³ C-Atome
Masse von 1 C-Atom = 1,994 x 10^-23 G

Antworten

Die Masse eines einzelnen Kohlenstoffatoms beträgt 1,994 x 10^-23 G.

Anwendung der Formel zur Lösung anderer Atome und Moleküle

Obwohl das Problem mit Kohlenstoff (dem Element, auf dem die Avogadro-Zahl basiert) gelöst wurde, können Sie mit derselben Methode die Masse eines Atoms oder Moleküls bestimmen. Wenn Sie die Masse eines Atoms eines anderen Elements finden, verwenden Sie einfach die Atommasse dieses Elements.

Wenn Sie die Beziehung verwenden möchten, um nach der Masse eines einzelnen Moleküls zu suchen, gibt es einen zusätzlichen Schritt. Sie müssen die Massen aller Atome in diesem einen Molekül addieren und stattdessen verwenden.

Angenommen, Sie möchten die Masse eines einzelnen Wasseratoms kennen. Aus der Formel (H₂O), Sie wissen, dass es zwei Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom gibt. Sie verwenden das Periodensystem, um die Masse jedes Atoms nachzuschlagen (H ist 1,01 und O ist 16,00). Die Bildung eines Wassermoleküls ergibt eine Masse von:

1,01 + 1,01 + 16,00 = 18,02 Gramm pro Mol Wasser

und Sie lösen mit:

Masse von 1 Molekül = Masse von 1 Mol Moleküle / 6,022 x 10²³

Masse von 1 Wassermolekül = 18,02 Gramm pro Mol / 6,022 × 10²³ Moleküle pro Mol

Masse von 1 Wassermolekül = 2,992 × 10^-23 Gramm