Atom sayısı ve mol sayısı: sükroz örneği

Stokiyometri ile ilgili temel becerilerden biri, atom sayısı ve mol sayısı kavramları arasındaki ayrımdan oluşur. Her iki kavram da yakından ilişkilidir ve birçok kimya ve biyokimya metninde yer alan bilgileri doğru yorumlamak ve hesaplamaları doğru yapabilmek için bunları anlamak önemlidir.

atom nedir?

Atomlardan bahsettiğimizde , belirli bir kimyasal elementi oluşturan ve hala aynı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip olan en küçük birimlerden bahsediyoruz . Atomlar, pozitif yüklü protonları ve nötronları bulabileceğimiz daha da küçük bir çekirdek tarafından oluşturulan küçük parçacıklardır; ayrıca bir dizi negatif yüklü elektronla çevrilidirler.

Bu atomlar, periyodik tabloda bulduğumuz ve ilgili kimyasal sembolleri aracılığıyla kağıt üzerinde temsil ettiğimiz aynı kimyasal atomlardır. Örneğin, hidrojen atomlarından veya karbon atomlarından bahsedebiliriz, bu durumda hidrojen veya karbon elementini oluşturan ve sırasıyla H ve C sembolleriyle temsil edilen parçacıklardan söz ederiz.

moleküller

İki veya daha fazla atom kovalent bağlarla birleştiğinde, molekül adı verilen yeni ayrık birimler oluşur. Tıpkı atomların kimyasal sembolleriyle temsil edilmesi gibi, moleküller de, molekülü oluşturan her bir elementin atom sayısını gösteren alt simgelerle, onu oluşturan tüm atomların sembollerinin bir listesi olan moleküler formülle temsil edilir. Sunmak.

Bir molekül örneği: sükroz

Bir molekül örneği olarak sakaroz düşünebiliriz. Bu bileşik _, bir glikoz molekülü ile _bir fruktoz molekülünün birleşmesiyle oluşan bir disakkarittir ve moleküler formülü _{C12H22O11’dir} . Yapısı aşağıda sunulmuştur:

Sükrozda kaç atom var?

Artık atomların ne olduğunu ve sakarozun ne olduğunu anladığımıza ve ikincisinin moleküler formülünü de bildiğimize göre, sakaroz ve içerdiği atomlar arasında bazı basit stokiyometrik ilişkiler kurabiliriz:

• Sükroz, karbon (C), hidrojen (H) ve oksijen (O) atomları olmak üzere üç farklı atom türü içerir.
• Her sükroz molekülü tam olarak 12 karbon atomu içerir.
• Bir sükroz molekülü tam olarak 22 hidrojen atomu içerir.
• Her sükroz molekülü tam olarak 11 oksijen atomu içerir.
• Toplamda, her sükroz molekülü tam olarak 45 atom içerir.

Sükroz molekülü ile içerdiği atomlar arasındaki bu ilişkilere ek olarak, ek stokiyometrik ilişkiler de kurabiliriz:

• Bir sükroz örneğinde her 12 karbon atomu için 22 hidrojen atomu vardır.
• Sükroz, her 12 karbon atomu için 11 oksijen atomu içerir.
• Sükrozda bulunan her 22 hidrojen atomu için ayrıca 11 oksijen atomu vardır.

Bu oranların her biri sükroza ilişkin stokiyometrik hesaplamaları gerçekleştirmek için kullanılabilir. Ayrıca moleküler formülünü bildiğimiz herhangi bir madde ile aynı analiz yapılabilir.

köstebek nedir

Köstebek, uluslararası sistemin madde miktarını ifade eden birimidir . Örneğin, bir mol nitrojenimiz olduğunu söyleyerek, bu elementin kaç tane atomumuz olduğunu dolaylı olarak ifade etmiş oluyoruz. Bunun nedeni, benlerden bahsettiğimizde, Avogadro’nun sayısını kastediyoruz. Yani köstebek , bir şeyin 6.022 x 10 ²³ biriminin varlığını veya varlığını gösteren bir kattır . Bu şey her şey hakkında olabilir, ancak bilim bağlamında genellikle atomları, molekülleri, iyonları, elektronları veya genel olarak sadece parçacıkları ifade eder.

Başka bir deyişle, köstebek bir sayıdan başka bir şey değildir; çok büyük bir sayı, doğru, ama sonuçta bir sayı. Aslında köstebek kavramı, 12 anlamına gelen bir düzine kavramına eşdeğerdir. Bir düzinenin 12’ye karşılık geldiğini söyleyebiliriz, tıpkı Avogadro’nun sayısına göre köstebek olduğu gibi.

Köstebek kavramı, karbon elementinin 12 izotopunun bir atomunun ağırlığına göre atomik ağırlıkların bir ölçeğini oluşturmak için Avogadro tarafından icat edildi. Başlangıçta, tamamen saf bir karbon-12 örneğinin tam olarak 12 gramında bulunan karbon atomlarının sayısı olarak tanımlandı. ^{Yıllar sonra bu sayının 6.022 x 10 23} olduğu tespit edilmiş ve sonraki deneysel tespitler bu sayıyı kademeli olarak iyileştirmiştir. Bununla birlikte, uluslararası birim sisteminin temel birimlerinden birinin deneysel ölçümlerin doğruluğuna bağlı olmasını ve bu nedenle her daha iyi bir ölçüm elde edildiğinde değişikliğe uğramasını önlemek için tam olarak 6.02214076 x 10 23 olarak yeniden ^tanımlandı .

Köstebeğin önemi

Köstebek, maddenin makroskobik numunelerindeki (her zaman son derece büyük sayılardır) atom sayısını daha küçük, daha yönetilebilir sayılarla ifade etmemize izin verdiği için çok kullanışlı bir madde miktarı birimidir.

Öte yandan, bir kimyasal bileşiği oluşturan farklı kimyasal elementler arasındaki oranların sabit olması sayesinde atom, molekül veya iyon cinsinden kurabileceğimiz tüm stokiyometrik oranlar aynı sayılar kullanılarak kurulabilir. atomların molleri, moleküllerin molleri veya iyonların molleri.

Köstebeğin doğru ve yanlış kullanımı

Kimya öğrencilerinin köstebeklerle ilk karşılaştıklarında biraz kafalarının karışması yaygın bir durumdur. Çoğu durumda bu karışıklık, stokiyometrik ilişkileri ifade ederken terimin yanlış kullanılmasından kaynaklanmaktadır. Unutmayalım ki köstebek, bir şeyin kaç birim olduğunu sayan bir sayıdan başka bir şey değildir; bu nedenle, ne zaman benlerden söz etsek, neyi saydığımızı belirtmemiz gerekir.

Bir an için bir kişinin diğerine “Bende bir düzine var” dediğini hayal edelim. İkinci kişi hemen şüpheye düşecek ve soracak: bir düzine ne?

Aynı şey benler için de geçerli. Bir kimyagere “her litre çözelti 3 mol içerir” dersek, kimyager hemen neyin 3 molünü bilmek isteyecektir? Kesinlikle mi? çözücü mü? Çözünmenin mi?

Sükrozda kaç mol var?

Yukarıdakileri açıklığa kavuşturduktan sonra, daha önce atomlar ve moleküller cinsinden yazdığımız, ancak şimdi mol cinsinden yazdığımız aynı stokiyometrik ilişkiler setini şimdi kurabiliriz. Bu ilişkiler:

• 1 mol sükroz molekülü tam olarak 12 mol karbon atomu içerir.
• 1 mol sükroz molekülü tam olarak 22 mol hidrojen atomu içerir.
• Sükroz moleküllerinin her bir molü tam olarak 11 mol oksijen atomu içerir.
• Toplamda, her bir sükroz molü 45 mol atom içerir.
• Herhangi bir sükroz örneğinde, her 12 mol karbon atomu için 22 mol hidrojen atomu vardır.
• Sükroz, her 12 mol karbon atomu için 11 mol oksijen atomu içerir.
• Sükrozda bulunan her 22 mol hidrojen için ayrıca 11 mol oksijen vardır.

Bu örneklerde, bunu yapmak tercih edilse de, birçok durumda söz konusu parçacıkların veya birimlerin türünün değil, yalnızca adlarının belirtilmesinin gerekli olduğunu fark edebiliriz. Böylece “her bir mol sakaroz” denildiğinde, sakaroz bir molekül olduğu için, molün sakaroz moleküllerini saydığı anlaşılmaktadır.

Aynı şekilde, bu bağlamda “22 mol hidrojen” denildiğinde, hidrojen bir atomun adı olduğundan, molün hidrojen atomlarının mollerini ifade ettiği anlaşılmaktadır. _{Bununla birlikte, hidrojen kelimesi başka bağlamlarda H2} formülüne sahip iki atomlu bir gaz olan elementel hidrojene de atıfta bulunabileceğinden dikkatli olunmalıdır . Bu durumlarda, “hidrojen şablonlarından” bahsetmek belirsiz olabilir, çünkü hidrojen moleküllerinin mollerinden mi yoksa hidrojen atomlarının mollerinden mi bahsettiğimiz net değildir, bu da her zaman neyi saydığını belirtme ihtiyacını vurgular.

Sükrozdaki atom sayısına karşı mol sayısı

Yukarıda belirtilen stokiyometrik ilişkiler sükroz için kurulabilen tek ilişki değildir. Atom, iyon veya molekül sayısını atom, iyon veya moleküllerin mol sayıları ile birleştiren ilişkiler de yazabilirsiniz. Bu durumlarda, bir molün Avogadro sayısına eşit olduğu unutulmamalıdır.

Bazı olası karma stokiyometrik oranlar şunlardır:

• Bir mol sükroz molekülünde 1.32454 x 10 ²⁵ hidrojen atomu vardır (bu, 22 mol çarpı Avogadro sayısına karşılık gelir).
• Bir sükroz numunesindeki her 12 mol karbon atomu için 6.02214076 x 10 ²³ sükroz molekülü mevcuttur.

Diğer herhangi bir bileşik için olduğu gibi sükroz için stokiyometrik ilişkiler yazarken en yaygın hatalardan biri, atom ve moleküllerin sayısını ve atomların ve moleküllerin mol sayısını aynıymış gibi ele almaktır. Bu tür hatalara ilişkin bazı tipik örnekler aşağıda verilmiştir:

• Bir mol sükroz molekülünde 22 hidrojen atomu vardır.
• Bir sakaroz numunesindeki her 12 karbon atomu için 1 mol sakaroz molekülü bulunur.

Herhangi bir zamanda bir ilişkinin doğru mu yoksa yanlış mı olduğu konusunda bir soru ortaya çıkarsa, köstebek kelimesini düzine ile değiştirmek çok yararlı bir numaradır. İlişki bunu yaparken mantıklıysa, muhtemelen sorun yoktur. İlişki iyi yazılmadığında mol yerine düzine koymak ilişkiyi çok daha garip gösterecek ve bir yanlışlık olduğunu kolayca anlayacaktır. Örneğin, iki hatalı ilişkiden ilkinde, bir düzine sükroz molekülünde 22 hidrojen atomu olduğunu söylemek açıkça yanlıştır, çünkü bir düzine molekülde 12 çarpı 22 hidrojen atomu yani 22 değil, 264 hidrojen atomu vardır.

Referanslar

Moleküler ve iyonik bileşikler. (2020, 30 Ekim). https://espanol.libretexts.org/@go/page/1807

Chang, R. (2021). Kimya (11. baskı). MCGRAW HILL EĞİTİMİ.

Atomların ve moleküllerin molleri – Kavramlar – Stokiyometri – Kimya . (son). beUnicoos. https://www.beunicoos.com/quimica/estequiometria/moles-y-magnitudes-masicas/quimica-moles-de-atomos-y-moleculas

Köstebeğin yeniden tanımlanması . (son). LATU. https://www.latu.org.uy/wp/wp-content/uploads/2018/05/Redefinici%C3%B3n-del-mol.pdf