Як розрахувати кількість атомів

Як розрахувати кількість атомів

Вчені на з’їзді в Карлсруе (Німеччина) в 1860-му році прийняли рішення називати атомом найдрібнішу неподільну частку речовини, що є носієм його хімічних властивостей. Кількість атомів навіть в самому крихітному, практично не помітному неозброєним оком, зразку речовини не просто величезна — грандіозне. А чи можна якось підрахувати, скільки атомів міститься в тому чи іншому кількості речовини?

Інструкція

  1. Розгляньте такий приклад. У вас є якийсь мідний предмет, наприклад, шматок товстого дроту або пластинка. Як визначити, скільки атомів міді в ньому міститься? Для спрощення рішення припустимо, що це — чиста мідь без будь-яких домішок і без окислів, що покривають її поверхню.
  2. Перш за все, зважте цей предмет. Найкраще — на лабораторних вагах. Припустимо, його маса — 1270 грамів.
  3. Тепер подивіться в Таблицю Менделєєва. Атомна маса міді (округлена) — 63,5 а.е.м. (Атомних одиниць маси). Отже, молярна маса міді — 63,5 грам / моль. З цього ви легко знайдете, що в досліджуваному зразку міститься 1270/63, 5 = 20 молей.
  4. Кількість атомів в зразку міді розрахуйте за формулою: m * NA, де m — кількість молей речовини, а NA — так зване число Авогадро. Воно відповідає кількості найдрібніших частинок речовини — атомів, іонів, молекул — в одному його молі і дорівнює 6,022 * 10 ^ 23. У вашому випадку мова йде про атоми. Помноживши 20 на число Авогадро, отримаєте відповідь: 1,204 * 10 ^ 25 — стільки атомів міді в зразку.
  5. Трохи ускладнимо завдання. Відомо, що мідь через свою м’якості і пластичності часто використовується не в чистому вигляді, а як компонент сплавів з іншими металами, що додають їй твердість. Наприклад, знаменита бронза — сплав міді з оловом.
  6. У вас є бронзова деталь, зроблена зі сплаву, до складу якого входить 20% олова і 80% міді. Вага деталі — 1186 грамів. Скільки атомів вона містить? Перш за все, знайдіть маси компонентів сплаву:

    1186 * 0,2 = 237,2 грама олова;

    1186 * 0,8 = 948,8 грама міді.
  7. За допомогою Таблиці Менделєєва знайдіть молярну масу олова — 118,6 грам / моль. Отже, в сплаві міститься 237,2 / 118,6 = 2 моля олова. Значить, 948,8 / 63,5 = 14,94 моля міді. Для спрощення розрахунків, можна прийняти кількість міді за 15 молей, похибка буде зовсім невеликий.
  8. Далі зроби обчислення за такою формулою:

    (15 +2) * 6,022 * 10 ^ 23 = 1,02 * 10 ^ 25.

    Стільки атомів міститься в наявному зразку бронзи.

Корисні поради

«Атомна одиниця маси» — це маса 1 / 12 частини атома вуглецю, прийнята в якості одиниці вимірювання, «міль» — кількість речовини, в якому міститься 6,022 * 10 ^ 23 найдрібніших частинок цієї речовини, «молярна маса» — маса 1 моля речовини . Слід пам’ятати, що хоча молярна маса збігається за величиною з атомною масою, вона вимірюється в інших величинах!