Exemple de numéro de problème de chimie d'Avogadro

Le nombre d'Avogadro est l'une des constantes les plus importantes utilisées en chimie. C'est le nombre de particules dans une seule mole d'un matériau, basé sur le nombre d'atomes dans exactement 12 grammes d'isotope carbone 12. Bien que ce nombre soit une constante, il est déterminé expérimentalement, nous utilisons donc une valeur approximative de 6,022 x 10²³. Donc, vous savez combien d'atomes se trouvent dans une taupe. Voici comment utiliser les informations pour déterminer la masse d'un seul atome.

Exemple de problème de nombre d'Avogadro: Masse d'un seul atome

Question: Calculez la masse en grammes d'un seul atome de carbone (C).

Solution

Pour calculer la masse d'un seul atome, recherchez d'abord la masse atomique de carbone dans le tableau périodique.
Ce nombre, 12,01, est la masse en grammes d'une mole de carbone. Une mole de carbone fait 6,022 x 10²³ atomes de carbone (nombre d'Avogadro). Cette relation est ensuite utilisée pour «convertir» un atome de carbone en grammes par le rapport:

masse de 1 atome / 1 atome = masse d'une mole d'atomes / 6,022 x 10²³ des atomes

Branchez la masse atomique de carbone pour résoudre la masse de 1 atome:

masse de 1 atome = masse d'une mole d'atomes / 6,022 x 10²³

masse de 1 atome C = 12,01 g / 6,022 x 10²³ Atomes C
masse de 1 atome C = 1,994 x 10^-23 g

Répondre

La masse d'un seul atome de carbone est de 1,994 x 10^-23 g.

Application de la formule à résoudre pour d'autres atomes et molécules

Bien que le problème ait été résolu en utilisant du carbone (l'élément sur lequel le nombre d'Avogadro est basé), vous pouvez utiliser la même méthode pour résoudre la masse d'un atome ou d'une molécule. Si vous trouvez la masse d'un atome d'un élément différent, utilisez simplement la masse atomique de cet élément.

Si vous souhaitez utiliser la relation pour résoudre la masse d'une seule molécule, il y a une étape supplémentaire. Vous devez additionner les masses de tous les atomes de cette molécule et les utiliser à la place.

Disons, par exemple, que vous voulez connaître la masse d'un seul atome d'eau. De la formule (H₂O), vous savez qu'il y a deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène. Vous utilisez le tableau périodique pour rechercher la masse de chaque atome (H est 1,01 et O est 16,00). La formation d'une molécule d'eau vous donne une masse de:

1,01 + 1,01 + 16,00 = 18,02 grammes par mole d'eau

et vous résolvez avec:

masse d'une molécule = masse d'une mole de molécules / 6,022 x 10²³

masse d'une molécule d'eau = 18,02 grammes par mole / 6,022 x 10²³ molécules par mole

masse d'une molécule d'eau = 2,992 x 10^-23 grammes