U sadržaju ove nastavne teme naučit ćete više o veličinama kojima opisujemo brojnost jedinki u nekom uzorku.

ISHODI UČENJA

Usvajanjem sadržaja ove Teme moći ćete odgovoriti na sljedeća pitanja:

• Objasni kako računamo brojnost jedinki u nekom uzorku!
• Objasni što je množina tvari!
• Što povezuje brojnost jedinki i množinu tvari?
• Napiši i obrazloži izraz koji povezuje množinu tvari i brojnost jedinki!

Kako računamo brojnost jedinki u nekom uzorku?

♦ U Temi RELATIVNA ATOMSKA I MOLEKULSKA MASA naučili smo kako su mase atoma i molekula jako male, te da ih iz tog razloga izražavamo preko relativnih atomskih i molekulskih masa.

Što kada u nekom uzorku imamo više atoma ili više molekula? Kako izraziti njihov broj?

♦ Ako se naš uzorak sastoji samo od atoma istog kemijskog elementa ili samo od molekula istog kemijskog spoja, onda broj atoma ili molekula u uzorku možemo dobiti tako da masu uzorka podijelimo sa masom atoma ili molekule na sljedeći način:

N (X) = m_uzorka / m_a (X)

ili

N (XY) = m_uzorka / m_f (XY)

gdje oznaka N predstavlja brojnost jedinki (atoma, molekula, iona).

Primjerice, ukoliko u 100 g uzorka imamo samo molekule vode, m_f (H₂O) = 29,916 × 10^-27 kg, slijedi da u toj masi uzorka imamo 3,34 × 10²⁴ molekula vode.

ZADATAK:

a) Izračunaj broj atoma srebra u 20 g uzorka !

m_a (Ag) = 179,17 × 10^-24 g

b) Koliko atoma srebra se nalazi u 1g uzorka?

♦ Vidimo da se u 1 g uzorka nalazi ogroman broj atoma ili molekula. U kemijskim izračunima je teško baratati sa tako visokim vrijednostima, te se zbog jednostavnosti uvela vrijednost množine tvari.

Što je množina tvari?

♦ Referentna vrijednost kod uvođenja relativne atomske i molekulske mase bio je izotop ugljika C 12, točnije 1/12 njegove vrijednosti.

Ovaj izotop ugljika je referentna vrijednost i pri izvođenju množine tvari.

Izmjereno je koliko se ugljikovih atoma nalazi u 12 g izotopa ugljika C 12.

Dobivena je vrijednost iznosila 6,022 × 10²³ . Ova vrijednost je nazvana Avogadrovim brojem (u čast talijanskom fizičaru i kemičaru Amadeu Avogadru koji je 1811. dokazao da jednaki volumeni plinova pri istim uvjetima tlaka i temperature sadrže jednak broj čestica, tj. molekula – Avogadrov zakon).

♦ Množina tvari je osnovna fizikalna veličina koju označavamo malim slovom N (n). Fizikalna jedinica za množinu tvari je mol.

Što povezuje brojnost jedinki i množinu tvari?

♦ U 1 molu svake tvari nalazi se Avogadrov broj jedinki (slika 1.) .

Iz ovoga slijedi da je množina tvari proporcionalana brojnosti jedinki:

n ∼ N

♦ Ove dvije veličine, brojnost jedinki i množinu, povezuje Avogadrov broj jedinki, iz kojeg je izvedena Avogadrova konstanta koju označavamo sa  N_A :

n = N × N_A          [ mol ]

Vrijednost Avogadrove konstante iznosi:  N_A = 6,022 × 10²³  mol^-1

♦ U literaturi se može pronaći i oznaka L za ovu konstantu. Razlog tome je što je vrijednost Avogadrovog broja prvi matematički izračunao J. J. Loschmidt, austrijski fizičar i kemičar, te se ovaj broj često naziva i Loschmidtovim brojem (L).

ZADACI:

1. Izračunaj brojnost atoma srebra u jednom molu srebra?

N (Ag) = ?

N_A = 6,022 × 10²³  mol^-1

n (Ag) = 1 mol

2. Izračunaj množinu molekula vode u 100 g uzorka vode!

m_f (H₂O) = 29,916 × 10^-27 kg

3. Izračunaj brojnost i množinu molekula ugljikovog dioksida u posudi valjkastog oblika obujma 50 L.

ρ_CO2 = 1,977 g dm^-3

m_f (CO₂) = 73,08 × 10^-24 g

Što čujem zaboravim, što vidim pamtim, što uradim znam!

BROJNOST JEDINKI I MNOŽINA TVARI

e-učenje kemije