ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು
ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಆಧುನಿಕ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಮುಖ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಪ್ರಪಂಚ (ಪರಮಾಣುಗಳು, ಅಣುಗಳು, ಅಯಾನುಗಳು) ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ಪ್ರಪಂಚ (ಗ್ರಾಂಗಳು, ಲೀಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ನಾವು ತೂಗಬಹುದಾದ ವಸ್ತುಗಳು) ನಡುವಿನ ಸೇತುವೆಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದರಿಂದ ಮೋಲ್‌ಗಳ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿರುವ ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ಸ್ಟೊಚಿಯೊಮೆಟ್ರಿ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಲೇಖನವು ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ, ಅದರ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಆಧಾರ ಮತ್ತು ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಹಲವಾರು ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಚರ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.
ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು
ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆ (\(N_A\) ನಿಂದ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ) ಎಂದರೆ ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ 1 ಮೋಲ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಕಣಗಳ (ಪರಮಾಣುಗಳು, ಅಣುಗಳು ಅಥವಾ ಇತರ ಘಟಕಗಳು) ಸಂಖ್ಯೆ. ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸ್ವೀಕೃತ ಮೌಲ್ಯ:
\[
N_A = 6{,}02214076 \times 10^{23}\ \text{mol}^{-1}
\]
ಈ ಸಂಖ್ಯೆ ತುಂಬಾ ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ವಸ್ತುವನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಕಣಗಳು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 1 ಮೋಲ್ ನೀರು ಸರಿಸುಮಾರು \(6{,}02 \times 10^{23}\) ನೀರಿನ ಅಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಅವೊಗಾಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆ ಕೇವಲ "ಕಂಠಪಾಠ ಮಾಡಿದ" ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲ, ಬದಲಿಗೆ ವಿಜ್ಞಾನದ ಇತಿಹಾಸದುದ್ದಕ್ಕೂ ದೀರ್ಘ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಮೂಲಕ ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾದ ಅಳತೆಗಳು ಮತ್ತು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಗಳ ಫಲಿತಾಂಶವಾಗಿದೆ.
ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಮೋಲ್‌ಗಳ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧ
ಮೋಲ್ ಎಂಬ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ವಸ್ತುವಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಘಟಕ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸರಳವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ:
– ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ 1 ಮೋಲ್ = ಆ ವಸ್ತುವಿನ \(N_A\) ಕಣಗಳು.
– ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ 1 ಮೋಲ್‌ನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಗ್ರಾಂಗಳಲ್ಲಿ) ಮೋಲಾರ್ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ.
ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಕಾರ್ಬನ್-12 ರ ಮೋಲಾರ್ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ 12 ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್ ಆಗಿದೆ. ಇದರರ್ಥ 12 ಗ್ರಾಂ ಕಾರ್ಬನ್-12 \(6{,}022 \times 10^{23}\) ಕಾರ್ಬನ್-12 ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂಬಂಧವು ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ತೂಗಬಹುದಾದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಿಂದ ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ನಮಗೆ ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.
ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಏಕೆ "ನಿರ್ಧರಿಸಬೇಕು"?
ಐತಿಹಾಸಿಕವಾಗಿ, ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಮೌಲ್ಯವು ನೇರವಾಗಿ ತಿಳಿದಿರಲಿಲ್ಲ. ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಮ್ಯಾಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ಅಳತೆಗಳನ್ನು (ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ, ಪರಿಮಾಣ, ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್) ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಲು ಒಂದು ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬೇಕಾಗಿತ್ತು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ವಿವಿಧ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ವಿಧಾನಗಳು ಮತ್ತು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ವಿಧಾನಗಳ ಮೂಲಕ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಯಿತು.
ಇಂದು, ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಬಹಳ ನಿಖರವಾಗಿ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ. 2019 ರ SI ಮರುವ್ಯಾಖ್ಯಾನದ ನಂತರ, \(N_A\) ನ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ \(6{,}02214076 \times 10^{23}\) ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಶೈಕ್ಷಣಿಕ ಉದ್ದೇಶಗಳಿಗಾಗಿ, ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಸಂಖ್ಯೆ ಎಲ್ಲಿಂದ ಬರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿಜ್ಞಾನವು ಅದನ್ನು ಹೇಗೆ ಅಳೆಯುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ನಮಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
ವಿಧಾನ 1: ಪರಮಾಣು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಿಂದ ವಿಧಾನ (ಕಾರ್ಬನ್-12)
ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಅತ್ಯಂತ ಮೂಲಭೂತ ಮಾರ್ಗವೆಂದರೆ ಕಾರ್ಬನ್-12 ಮಾನದಂಡದ ಮೂಲಕ. ಒಮ್ಮೆ ಮೋಲ್ ಅನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ 12 ಗ್ರಾಂ ಕಾರ್ಬನ್-12 ನಲ್ಲಿರುವ ಪರಮಾಣುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿತ್ತು. ಒಂದು ಕಾರ್ಬನ್-12 ಪರಮಾಣುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿದ್ದರೆ, ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು:
\[
N_A = \frac{\ಪಠ್ಯ{1 ಮೋಲ್‌ನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ}}{\ಪಠ್ಯ{1 ಪರಮಾಣುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ}}
\]
1 ಮೋಲ್ ಇಂಗಾಲ-12 ರ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ 12 ಗ್ರಾಂ ಆಗಿರುವುದರಿಂದ, ಆಗ:
\[
N_A = \frac{12\ \text{g}}{m_{\text{C-12 ಪರಮಾಣು}}}}
\]
ಸಮಸ್ಯೆಯೆಂದರೆ, ಒಂದೇ ಪರಮಾಣುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಮತೋಲನದೊಂದಿಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಅಳೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಮಾಸ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೆಟ್ರಿ ಮತ್ತು ಪರಮಾಣು-ಪ್ರಮಾಣದ ಮಾಪನ ತಂತ್ರಗಳಂತಹ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯೊಂದಿಗೆ, ಪರಮಾಣು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಪರೋಕ್ಷವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಬಹುದು. ಈ ವಿಧಾನವು ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಪರಮಾಣು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗೆ ಹೇಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಬಲವಾದ ಪರಿಕಲ್ಪನಾ ಆಧಾರವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ವಿಧಾನ 2: ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ ವಿಧಾನ (ಫ್ಯಾರಡೆ ನಿಯಮ)
ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಸಿದ್ಧ ವಿಧಾನವು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಸ್ತುವನ್ನು ಕೊಳೆಯುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುವ ವಸ್ತುವಿನ ಪ್ರಮಾಣವು ಹರಿಯುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಫ್ಯಾರಡೆ ನಿಯಮ ಹೇಳುತ್ತದೆ.
ಈ ವಿಧಾನದ ಪ್ರಮುಖ ಕಲ್ಪನೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸುವುದು:
– 1 ಮೋಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಒಟ್ಟು ಚಾರ್ಜ್ (ಫ್ಯಾರಡೆಯ ಸ್ಥಿರಾಂಕ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, \(F\))
– ಒಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ನ ಚಾರ್ಜ್ (\(e\))
ಫ್ಯಾರಡೆಯ ಸ್ಥಿರಾಂಕ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ನ ಚಾರ್ಜ್ ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿದ್ದರೆ, ಅವೊಗಾಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹೀಗೆ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು:
\[
N_A = \frac{F}{e}
\]
ಫ್ಯಾರಡೆಯ ಸ್ಥಿರಾಂಕವು ಸರಿಸುಮಾರು:
\[
F \ಸುಮಾರು 96485\ \ಪಠ್ಯ{C/mol}
\]
ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಚಾರ್ಜ್:
\[
ಇ \ಸುಮಾರು 1{,}602 \times 10^{-19}\ \text{C}
\]
ಆದ್ದರಿಂದ ಸ್ಥೂಲವಾಗಿ:
\[
N_A \ಸುಮಾರು \frac{96485}{1{,}602 \times 10^{-19}} \ಸುಮಾರು 6{,}02 \times 10^{23}
\]
ಇದು ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳನ್ನು ( ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ) ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಮೂಲಭೂತ ಸ್ಥಿರಾಂಕಗಳಿಗೆ (ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಚಾರ್ಜ್) ಸಂಬಂಧಿಸುವುದರಿಂದ ಇದು ತುಂಬಾ ಸೊಗಸಾದ ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ .
ವಿಧಾನ 3: ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ವಿಧಾನ (ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ವಿಧಾನ)
ಆಧುನಿಕ ಮಾಪನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ, ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಅತ್ಯಂತ ನಿಖರವಾದ ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ಅತ್ಯಂತ ಶುದ್ಧ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಹರಳುಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದು. ಈ ವಿಧಾನವು ಹರಳುಗಳು ನಿಯಮಿತ ಪರಮಾಣು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರವನ್ನು ಎಕ್ಸ್-ರೇ ವಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅಳೆಯಬಹುದು ಎಂಬ ಅಂಶವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.
ಸಾಮಾನ್ಯ ಅವಲೋಕನ:
1. ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆ ಮತ್ತು ಬಹುತೇಕ ಪರಿಪೂರ್ಣ ಆಕಾರ ಹೊಂದಿರುವ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಗೋಳವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಿ.
2. ಚೆಂಡಿನ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಅಳೆಯಿರಿ.
3. ಅದರ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಚೆಂಡಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಅಳೆಯಿರಿ.
4. ಡೇಟಾವನ್ನು ಬಳಸಿ ಎಷ್ಟು ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆ ಪ್ರತಿ ಯೂನಿಟ್ ಪರಿಮಾಣಕ್ಕೆ ಒಳಗೊಂಡಿದೆ.
ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿರುವ ಪರಮಾಣುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಂಡು ಅದನ್ನು ಒಟ್ಟು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸುವ ಮೂಲಕ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು 1 ಮೋಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ಪರಮಾಣುಗಳಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು , ಅದು ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆ. ಈ ವಿಧಾನವು SI ಸ್ಥಿರಾಂಕಗಳನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸುವಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಆಧಾರಸ್ತಂಭವಾಗಿದೆ.
ವಿಧಾನ 4: ಆದರ್ಶ ಅನಿಲ ವಿಧಾನ (ಐತಿಹಾಸಿಕ ಪರಿಕಲ್ಪನೆ)
ಐತಿಹಾಸಿಕವಾಗಿ, ಅವೊಗಡ್ರೊ ಅವರ ಕಲ್ಪನೆಯು ಅನಿಲಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಾರಂಭವಾಯಿತು: "ಒಂದೇ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ, ಸಮಾನ ಪ್ರಮಾಣದ ಅನಿಲಗಳು ಸಮಾನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಕಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ." ಈ ವಿಧಾನವು (N_A) ನ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಒದಗಿಸದಿದ್ದರೂ, ಇದು ಅನಿಲದ ಪರಿಮಾಣ , ಮೋಲ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಸಂಬಂಧಿಸಲು ದಾರಿ ಮಾಡಿಕೊಟ್ಟಿತು.
ಉದಾಹರಣೆಗೆ, STP (ಹಳೆಯ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ: 0°C ಮತ್ತು 1 atm) ನಲ್ಲಿ, ಒಂದು ಮೋಲ್ ಆದರ್ಶ ಅನಿಲವು ಸುಮಾರು 22,4 L ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ಆಕ್ರಮಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದು ದಿನ ನಾವು ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಮೂಲಕ ಆ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿನ ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಸಾಧ್ಯವಾದರೆ, ಅವೊಗಾಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ, ಆದರ್ಶ ಅನಿಲ ವಿಧಾನವು ಶಾಲಾ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಪರಿಕಲ್ಪನಾ ಅಡಿಪಾಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ \(N_A\) ನ ನಿಖರವಾದ ನಿರ್ಣಯಕ್ಕೆ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳಂತಹ ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾದ ವಿಧಾನಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ.
ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದಲ್ಲಿ ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಬಳಸುವುದು
ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯ ನಿಖರವಾದ ನಿರ್ಣಯವನ್ನು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತಾರೆಯಾದರೂ, ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳು ಮತ್ತು ಕಾಲೇಜು ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ \(N_A\) ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು "ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತಾರೆ". ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಸೂತ್ರವೆಂದರೆ:
1. ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಿಂದ ಮೋಲ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ:
\[
n = \frac{m}{M}
\]
\(m\) = ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (g) ಮತ್ತು \(M\) = ಮೋಲಾರ್ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (g/mol) ನೊಂದಿಗೆ.
2. ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ:
\[
N = n \ಬಾರಿ N_A
\]
ತ್ವರಿತ ಉದಾಹರಣೆ: 18 ಗ್ರಾಂ ನೀರಿನಲ್ಲಿ (\(H_2O\)) ಎಷ್ಟು ಅಣುಗಳಿವೆ?
– ನೀರಿನ ಮೋಲಾರ್ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ = 18 ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್
– ನೀರಿನ ಮೋಲ್‌ಗಳು = \(18/18 = 1\) ಮೋಲ್‌ಗಳು
– ಅಣುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ = \(1 \times 6{,}02 \times 10^{23} = 6{,}02 \times 10^{23}\)
ತೀರ್ಮಾನ
ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಹಲವಾರು ಪ್ರಮುಖ ವಿಧಾನಗಳ ಮೂಲಕ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು: ಪರಮಾಣು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧ (ಕಾರ್ಬನ್-12), ಫ್ಯಾರಡೆ ನಿಯಮದ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ, ಎಕ್ಸ್-ರೇ ವಿವರ್ತನೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸ್ಫಟಿಕ ವಿಧಾನ ಮತ್ತು ಆದರ್ಶ ಅನಿಲಗಳ ಪರಿಕಲ್ಪನಾ ವಿಧಾನ. ಈ ವಿವಿಧ ವಿಧಾನಗಳಿಂದ, ಅವೊಗಡ್ರೊ ಸಂಖ್ಯೆ "ಯಾದೃಚ್ಛಿಕ" ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲ, ಬದಲಿಗೆ ನಾವು ದೈನಂದಿನ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಬಹುದಾದ ಮಾಪಕಗಳೊಂದಿಗೆ ಪರಮಾಣು ಮಾಪಕವನ್ನು ಸಂಪರ್ಕಿಸುವ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಅಳತೆಗಳ ಫಲಿತಾಂಶವಾಗಿದೆ ಎಂಬುದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. ಅದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ, ನಾವು ಅದರ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ನೆನಪಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುವುದಲ್ಲದೆ, ಮೋಲ್‌ನ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯ ಹಿಂದಿನ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಅರ್ಥ ಮತ್ತು ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ ರಾಸಾಯನಿಕ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತೇವೆ.
