Mole και Αριθμός Avogadro, ΒΙΝΤΕΟ,Α ΛΥΚΕΙΟΥ

Ο αριθμός του Avogadro παίζει κεντρικό ρόλο στην ατομική θεωρία, γιατί μας επιτρέπει να συνδέσουμε την μικροσκοπική κλίμακα (ατομική και μοριακή) με την μακροσκοπική κλίμακα (όπως οι μετρήσεις που κάνουμε σε εργαστηριακό επίπεδο).

Συγκεκριμένα, ο αριθμός του Avogadro είναι ο αριθμός των στοιχειωδών οντοτήτων (όπως άτομα ή μόρια) σε ένα mol μιας ουσίας, και είναι περίπου (6.022 10^{23}\). Αυτό μας επιτρέπει να υπολογίσουμε την ατομική ή μοριακή μάζα σε γραμμάρια.

Για παράδειγμα, αν έχουμε 1 mol υδρογόνου, τότε έχουμε περίπου (6.022  10^23) άτομα υδρογόνου, και η μάζα του θα είναι 1 γραμμάριο, επειδή η ατομική μάζα του υδρογόνου είναι περίπου 1 amu (atomic mass unit).

Η σημασία του αριθμού του Avogadro και της ατομικής θεωρίας είναι ότι μας επιτρέπουν να αντιλαμβανόμαστε και να υπολογίζουμε ιδιότητες των υλικών σε επίπεδο ατόμων και μορίων, βοηθώντας έτσι στην κατανόηση και εξέλιξη της χημείας και της φυσικής.

Είναι συναρπαστικό πώς ο αριθμός αυτός γεφυρώνει τον κόσμο των ατόμων με τον κόσμο που μπορούμε να παρατηρήσουμε και να μετρήσουμε! 

Ιστορία του αριθμού 

Ονόμαστηκε προς τιμήν του Ιταλού επιστήμονα Amedeo Avogadro, ο οποίος το 1811 πρότεινε ότι ο όγκος ενός αερίου (σε σταθερή θερμοκρασία και πίεση) είναι ανάλογος του αριθμού των σωματιδίων του ανεξαρτήτως της φύσης του αερίου. Η πρόταση αυτή είναι γνωστή ως ο νόμος του Avogadro.

Ωστόσο, ο ίδιος ο Avogadro δεν πρότεινε τον αριθμό που φέρει το όνομά του. Ο αριθμός του Avogadro καθορίστηκε πολύ αργότερα, το 1909, από τον Γάλλο φυσικό Jean Perrin, ο οποίος χρησιμοποίησε διάφορες μεθόδους για να προσδιορίσει την τιμή της σταθεράς. Ο Perrin κέρδισε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1926 για το έργο του αυτό.

Αρχικά, ο αριθμός του Avogadro βασίστηκε στον αριθμό των ατόμων σε 1 γραμμάριο-μόριο ατομικού υδρογόνου, αλλά αργότερα επαναπροσδιορίστηκε με βάση 12 γραμμάρια άνθρακα-12.

mole

Υπάρχει ακόμα μια λέξη πολύ χρήσιμη στον κόσμο της χημείας, το mole. 

Τι είναι το mole; 

Ενα mole είναι μια ποσότητα από κάτι. Ο όρος χρησιμοποιήθηκε από Γερμανό χημικό Wilhelm Ostwald στα τέλη του 19ου αιώνα, και βρήκε τον όρο εξαιτίας της σχέσης του με το μόριο (molecule). 

Τι σημαίνει; Σκεφτείτε την ντουζίνα. Αν πω ότι έχω μια ντουζίνα αυγά, πόσα αυγά έχω; Αν έχω μια ντουζίνα αυγά, έχω 12 αυγά. Αν πω έχω ένα mole άτομα λιθίου, πόσα άτομα λιθίου έχω; Σημαίνει ότι έχω 6,02214076 επί 10 στην 23 άτομα λιθίου. Ίδια ιδέα ,απλά ο αριθμός Avogadro είναι πιο περίεργος από μια ντουζίνα. 

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ

Βεβαίως! Ο αριθμός του Avogadro μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διάφορους υπολογισμούς στη χημεία. Ας δούμε μερικά παραδείγματα:

 Παράδειγμα 1: Υπολογισμός αριθμού σωματιδίων σε ένα δείγμα

Έστω ότι έχουμε 2 mol διοξειδίου του άνθρακα (CO₂). Για να βρούμε πόσα μόρια CO₂ έχουμε:

1. Ο αριθμός των μορίων σε 1 mol είναι ο αριθμός του Avogadro: 6.022x 10^23μόρια/mol.

2. Άρα, τα μόρια σε 2 mol CO₂ θα είναι:

2  molx 6.022 10^23 μόρια/mol = 1.2044  10^24μόρια

 Παράδειγμα 2: Υπολογισμός μάζας ενός στοιχείου

Ας υποθέσουμε ότι έχουμε 3 mol αργύρου (Ag) και θέλουμε να βρούμε τη μάζα τους.

1. Η ατομική μάζα του αργύρου (Ag) είναι περίπου 107.87 amu.

2. Ένα mol αργύρου (Ag) έχει μάζα 107.87 γραμμάρια.

3. Άρα, η μάζα σε 3 mol αργύρου θα είναι:

3mol x107.87 g/mol = 323.61 g

Παράδειγμα 3: Υπολογισμός αριθμού ατόμων από τη μάζα

Ας πούμε ότι έχουμε 18 γραμμάρια νερού (H₂O) και θέλουμε να βρούμε πόσα άτομα υδρογόνου περιέχονται.

1. Η μοριακή μάζα του νερού (H₂O) είναι περίπου 18 amu.

2. Ένα mol νερού έχει μάζα 18 γραμμάρια και περιέχει 2 x6.02210^23 άτομα υδρογόνου, γιατί κάθε μόριο νερού έχει 2 άτομα υδρογόνου.

3. Έχουμε 1 mol νερού, γιατί:

18  g : 18 g/mol = 1  mol

4. Άρα τα άτομα υδρογόνου σε 1 mol νερού είναι:

1 molx 2x 6.022 10^23 άτομα = 1.2044  10^24άτομα υδρογόνου