Sådan beregnes antallet af molekyler i en opløsning

Af Riti Gupta
Opdateret 30. august 2022

LightFieldStudios/iStock/GettyImages

I laboratoriet arbejder kemikere rutinemæssigt med mængder, der enten er astronomisk store eller meget små. Mens en klar saltopløsning er let at se, er de individuelle molekyler, den indeholder, langt uden for rækkevidde af det blotte øje.

Så hvordan bestemmer vi det nøjagtige antal saltmolekyler i et givet volumen? Svaret ligger i en fundamental konstant kendt som Avogadros tal.

Hvad er Avogadros nummer?

I en saltopløsning er molekylerne usynlige og utallige – ofte over 10 ²³ i en enkelt muldvarp. Kemi er afhængig af at vide, hvor mange partikler der er til stede for at forudsige reaktioner, forberede løsninger og opretholde præcision i målinger.

Begrebet muldvarpen bygger bro mellem disse ufattelige mængder og dagligdagens laboratoriearbejde. Et mol af ethvert stof indeholder nøjagtigt 6,022 × 10 ²³ partikler – denne værdi er kendt som Avogadros tal.

Tænk på en muldvarp som en halv snes:Ligesom et dusin donuts altid er lig med tolv donuts, indeholder et mol natriumchlorid altid 6,022 × 10 ²³ NaCl-molekyler.

Forholdet mellem mol og masse udtrykkes gennem molmassen, antallet af gram i et mol af et stof. Den molære masse for hvert grundstof er angivet ved siden af ​​dets symbol i det periodiske system. For eksempel er kulstofs molmasse 12,01 g/mol, hvilket betyder, at ét mol kulstof vejer 12,01 gram.

Brug af Avogadros tal til at beregne antallet af molekyler

Antag, at du har 2 mol NaCl. For at finde ud af, hvor mange molekyler det repræsenterer, ganges med Avogadros tal:

\(\mathrm{2\,mol\,NaCl\Bigl(\frac{6.022\times10^{23}\,\text{molecules}\,NaCl}{1\,mol}\Bigr)=1.2\times10^{24}\,\text{molekyler}\,NaCl}\)

Således indeholder 2 mol NaCl 1,2 × 10 ²⁴ molekyler.

Hvad hvis du får 2 gram NaCl i stedet for mol? Konverter først gram til mol ved hjælp af molmassen (58,44 g/mol for NaCl), og anvend derefter Avogadros tal:

\(\mathrm{2\,g\,NaCl\Bigl(\frac{1\,mol\,NaCl}{58.44\,g\,NaCl}\Bigr)\Bigl(\frac{6.022\times10 ^{23}\,\tekst{molekyler}\,NaCl}{1\,mol}\Bigr)=2,1\ gange10^{22}\,\tekst{molekyler}\,NaCl}\)

Så 2 gram NaCl indeholder cirka 2,1 × 10 ²² molekyler.