Атомы железа – основные строительные блоки вещества. Их количество в данном случае зависит от массы железа, взятого в расчет. Как известно, атомы не могут быть наблюдены невооруженным глазом, они настолько малы, что требуется особое оборудование для их исследования. Однако, современная наука позволяет проводить расчеты и определять количество атомов вещества на основе известной массы.
Железо — химический элемент с атомным номером 26 и атомной массой примерно равной 56 граммам на моль. Таким образом, молярная масса железа равна 56 г/моль. Для определения количества атомов в 14 граммах железа нужно сделать несколько простых математических действий.
Сначала рассчитаем количество молей железа в 14 граммах. Для этого разделим массу на молярную массу: 14 г / 56 г/моль = 0,25 моль железа. А теперь умножим полученное количество молей на столькими атомами составлено одно молекулярное единство вещества (постулат Авогадро): 0,25 моль * 6,022 * 10^23 атома/моль = примерно 1,5055 * 10^23 атомов железа.
Массовая доля и молярная масса
Массовая доля (обозначается как мас, или w) представляет собой отношение массы определенного вещества к общей массе системы. Величина массовой доли выражается в процентах или долях единицы (мас. % или доли).
Массовая доля железа в данном случае можно найти, используя соотношение:
мас(Fe) = (m(Fe) / m(общ)) * 100%
где m(Fe) — масса железа, m(общ) — общая масса системы.
Молярная масса (обозначается как M) представляет собой массу одного моля вещества. Молярная масса измеряется в г/моль.
Молярная масса вычисляется путем суммирования атомных масс всех атомов, входящих в молекулу вещества. Для железа (Fe) молярная масса равна 55,85 г/моль.
Для расчета количества атомов железа, содержащихся в 14 граммах, нужно вычислить количество молей железа в данной массе и затем умножить его на число Авогадро (количество атомов в одном моле), которое равно 6,02214 х 10^23 атома.
Подробный расчет представлен в следующей таблице:
| Ход расчета | Выражение | Значение |
|---|---|---|
| Масса железа (m(Fe)) | 14 г | — |
| Молярная масса железа (M(Fe)) | 55,85 г/моль | — |
| Количество молей железа (n) | m(Fe) / M(Fe) | 0,25 моль |
| Число атомов железа (N) | n * NA | 1,506 х 10^23 атома |
Таким образом, в 14 граммах железа содержится приблизительно 1,506 х 10^23 атома железа.
Формула расчета числа атомов
Для расчета числа атомов в веществе необходимо знать его молекулярную массу и массу пробы. Для железа молекулярная масса равна 55,85 г/моль.
Для начала нужно вычислить количество молей железа в данной пробе, используя массу пробы и молекулярную массу:
Количество молей = масса пробы / молекулярная масса
В данном случае: Количество молей = 14 г / 55,85 г/моль = 0,250 моль
Затем, найдем число атомов в полученном количестве молей, используя формулу:
Число атомов = количество молей * Авогадро число
Авогадро число составляет примерно 6,022 * 10^23 молекул/моль
Произведем расчет:
Число атомов = 0,250 моль * 6,022 * 10^23 молекул/моль = 1,5055 * 10^23 атомов железа
Таким образом, в 14 граммах железа содержится примерно 1,5055 * 10^23 атомов железа.
Пример расчета числа атомов в 14 граммах железа
Для расчета числа атомов в 14 граммах железа, сначала нам необходимо знать атомный вес железа. Атомный вес железа равен примерно 55,845 г/моль.
Затем мы можем использовать формулу:
Число атомов = (масса вещества * 6,022 * 10^23) / атомный вес
Подставляя значения в формулу, получим:
Число атомов = (14 г * 6,022 * 10^23) / 55,845 г/моль
Далее производим вычисления:
Число атомов = 8,078 * 10^23 атомов
Таким образом, в 14 граммах железа содержится приблизительно 8,078 * 10^23 атомов железа.
Таким образом, количество атомов в 14 граммах железа можно рассчитать, зная молярную массу железа (Fe) и постоянную Авогадро (6,022 × 10²³ молекул). Первым шагом необходимо вычислить количество молей железа, используя формулу: масса (г) / молярная масса (г/моль). Затем, используя постоянную Авогадро, необходимо умножить количество молей на число Авогадро, чтобы получить количество атомов.
В нашем случае:
- Молярная масса железа (Fe) равна 55,845 г/моль.
- Количество молей железа = 14 г / 55,845 г/моль = 0,25 моль.
- Количество атомов железа = 0,25 моль × 6,022 × 10²³ атомов/моль = 1,506 × 10²³ атомов.
Таким образом, в 14 граммах железа содержится примерно 1,506 × 10²³ атомов железа.