عدد آووگادرو
در سال 1811 آمادئو آووگادرو، قانون تركیب حجمی را توضیح داد. اصل آووگادرو میگوید: حجمهای مساوی همهی گازها در دما و فشار یكسان، دارای تعداد مولكولهای برابر هستند. به عكس، تعداد مولكولهای برابر از هر دو گاز، تحت شرایط دما و فشار یكسان، حجمهای برابر را اشغال میكنند. یك مول از یك ماده دارای 23**10*022/6 ذره است. بنابراین در شرایط دما و فشار یكسان، یك مول از یك گاز حجمی برابر با یك مول از هر گاز دیگر اشغال میكند. در شرایط متعارفی این حجم، به حجم مولی گاز در شرایط متعارفی موسوم است و برابر با 414/22 لیتر میباشد.
درواقع آقای آووگادرو خودش مقدار عددی این عدد را نتوانست به دست آورد، اما چون وی رفتار گازها را بر حسب تعداد مولكولهای واكنش دهنده را مورد بررسی قرار داد، بعدها كه این عدد بدست آمد، به افتخار آووگادرو كه بنیان گذار این كار بود، به نام وی نام گذاری نمودند.
مقدار این عدد با روشهای الكترو شیمیایی و بلور شناسی معین شده است . در روش بلور شناسی مثلا یك عنصر را در نظر میگیرند سپس با دستگاههای دقیق ساختار عنصر و طول هریك از اضلاع سلول واحد بلور و وزن اتمی عنصر و وزن حجمی آن را مشخص میكنند . سپس به كمك یك عملیات ریاضی میتوان به عدد آووگادرو دست یافت به عنوان مثال نیكل در سیستم مكعبی با وجوه مركز پر متبلور میشود . طول هر یك از اضلاع سلول واحد 52/3 آنگسترم ، وزن اتمی نیكل 7/58 و وزن حجمی آن 94/8 است .حال به كمك این دادهها عدد آووگادرو را حساب میكنیم : هر سلول واحد دارای چهار اتم نیكل است . اگر عدد آووگادرو را n در نظر بگیریم ، وزن هر اتم برابر( 7 /58 تقسیم بر n) گرم خواهد بود . وزن هر سلول واحد چهار برابر این مقدار و حجم آن برابر( 52/3 ضرب در ده به توان منفی هشت ) كل این مقدار به توان سه ، سانتیمتر مكعب است . حال اكر این دو را تقسیم كنیم چگالی نیكل بدست میآید كه البته ضریبی است از nبا توجه به اینكه میدانیم چگالی نیكل برابر است با 94/8 پس با میتوانیم مقدار n را كه همان عدد آووگادرو است حساب كرد . اگر بخواهیم از روش الكترو شیمی استفاده كنیم بایستی عدد فاراده را تقسیم بر بار یك الكترون تنها كنیم كه در این صورت مقدار عدد آووگادرو حساب میشود .
كاربرد عدد آووگادرو
برای بیان مفهوم اتم گرم
شیمیدانها جرم یك مول یا 6.023*10**23اتم را اتم گرم میگویند و آنرا برحسب گرم بیان میكنند. برای مثال اتم اكسیژن ، 16 گرم و اتم كربن ، 12 گرم است؛ یعنی جرم یك مول از اتمهای اكسیژن كه شامل 6.023*10**23اتم است، برابر 16 گرم و به همین ترتیب ، جرم یك مول از اتمهای كربن برابر 12 گرم است.
مفهوم مولكول گرم
بدیهی است جرم یك مول از مولكولهای یك ماده كه «مولكول گرم» نامیده میشود. به كمك اتم گرم اتمهای سازنده آن به آسانی قابل محاسبه است. برای مثال ، مولكول گرم اكسیژن o2 برابر مجموع دو اتم اكسیژن 16+16=32گرم و مولكول گرم co2برابر است با مجموع دو اتم اكسیژن و یك اتم كربن 44=16+16+12 گرم است
با این مثال ها بزرگی عدد آووگادرو را درک کنید
-با یک مول توپ بسکتبال می توانیم سیاره ای جدید هم اندازه زمین خودمان بسازیم
-اگر یک مول تیله داشته باشیم و قطر همه ی این تیله ها 2 سانتی متر باشد،ارتفاع کوهی که از سوار کردن این تیله ها روی هم به وجود می آید 116 برابر ارتفاع کوه اورست و مساحت زمینی که چنین کوهی را اشغال می کند، کمی بیشتر از کشور آمریکا خواهد بود.
-یک هندوانه برای این که یک مول داشته باشد باید کمی بزرگتر از ماه باشد.
-اگر یک مول پیراشکی داشته باشیم،می توانیم کل سطح زمین را با لایه ای به ضخامت 8 کیلومتر کل سطح زمین را پوشش دهیم.
-دبی آبشار نیاگارا در حدود 650000 کیلومتر در هر دقیقه است.با این حساب،134000 سال طول می کشد تا یک مول قطره ی آب در نیاگارا جا به جا شود.
-یک مول گرم گلبول خونی حتی از مجموع تعداد گلبول هایی که تمامی انسان ها دارند بیشتر است.
-فرض کنید در لحظه ی تولدتان یک حساب بانکی با موجودی یک مول پنی(واحد پولی چندین کشور انگلیسی زبان)برایتان باز کرده اند.اگر از آن لحظه تا 100 سالگی تان،در هر ثانیه 1 میلیون دلار خرج کنید،با هم بیشتر 99/99٪ از پولتان باقی خواهد ماند.
-با یک مول پف نبات زمینی به اندازه ی کشور آمریکا زیر لایه ای به ضخامت 105000 کیلومتر دفن خواهد شد.