Մոլային զանգվածը չափվում է. Մոլ. Մոլային զանգված

Միավորների միջազգային համակարգում (SI) նյութի քանակի միավորը մոլն է։

Խլուրդ - սա այն նյութի քանակն է, որը պարունակում է այնքան կառուցվածքային միավորներ (մոլեկուլներ, ատոմներ, իոններ, էլեկտրոններ և այլն), որքան ատոմներ կան 12 C ածխածնի իզոտոպի 0,012 կգ-ում:

Իմանալով ածխածնի մեկ ատոմի զանգվածը (1,93310 -26 կգ)՝ կարող ենք հաշվել N A ատոմների թիվը 0,012 կգ ածխածնի մեջ։

N A = 0,012/1,93310 -26 = 6,0210 23 մոլ -1

6.0210 23 մոլ -1 կոչվում է Ավոգադրոյի հաստատունը(նշումը N A, չափս 1/մոլ կամ մոլ -1): Այն ցույց է տալիս կառուցվածքային միավորների թիվը ցանկացած նյութի մոլում:

Մոլային զանգված- արժեք, որը հավասար է նյութի զանգվածի և նյութի քանակի հարաբերությանը: Այն ունի կգ/մոլ կամ գ/մոլ չափս: Այն սովորաբար նշանակվում է Մ.

Ընդհանուր առմամբ, նյութի մոլային զանգվածը, արտահայտված գ/մոլով, թվայինորեն հավասար է այս նյութի հարաբերական ատոմային (A) կամ հարաբերական մոլեկուլային զանգվածին (M): Օրինակ՝ C, Fe, O 2, H 2 O-ի հարաբերական ատոմային և մոլեկուլային զանգվածները համապատասխանաբար 12, 56, 32, 18 են, իսկ դրանց մոլային զանգվածները՝ համապատասխանաբար 12 գ/մոլ, 56 գ/մոլ, 32 գ/մոլ։ , 18 գ/մոլ.

Պետք է նշել, որ նյութի զանգվածը և քանակը տարբեր հասկացություններ են։ Զանգվածն արտահայտվում է կիլոգրամներով (գրամներով), իսկ նյութի քանակը՝ մոլերով։ Պարզ հարաբերություններ կան նյութի զանգվածի (m, g), նյութի քանակի (ν, mol) և մոլային զանգվածի (M, g/mol) միջև։

m = νM; ν = m/M; M = m/v.

Օգտագործելով այս բանաձևերը՝ հեշտ է հաշվարկել նյութի որոշակի քանակի զանգվածը կամ որոշել նյութի մոլերի քանակը հայտնի զանգվածում կամ գտնել նյութի մոլային զանգվածը։

Հարաբերական ատոմային և մոլեկուլային զանգվածներ

Քիմիայում նրանք ավանդաբար օգտագործում են զանգվածի հարաբերական, քան բացարձակ արժեքներ։ 1961 թվականից ատոմային զանգվածի միավորը (կրճատ՝ a.m.u.), որը կազմում է ածխածնի-12 ատոմի զանգվածի 1/12-ը, այսինքն՝ ածխածնի 12 C իզոտոպը, ընդունվել է որպես հարաբերական ատոմային զանգվածների միավոր 1961 թվականից։

Հարաբերական մոլեկուլային քաշըՆյութի (M r) արժեքն է, որը հավասար է նյութի բնական իզոտոպային կազմի մոլեկուլի միջին զանգվածի հարաբերությանը ածխածնի ատոմի զանգվածի 1/12-ին 12 C:

Հարաբերական մոլեկուլային զանգվածը թվայինորեն հավասար է մոլեկուլը կազմող բոլոր ատոմների հարաբերական ատոմային զանգվածների գումարին և հեշտությամբ հաշվարկվում է՝ օգտագործելով նյութի բանաձևը, օրինակ՝ նյութի բանաձևը B x D y C z է։ , ապա

M r = xA B + yA D + zA C.

Մոլեկուլային զանգվածն ունի a.m.u չափ: և թվով հավասար է մոլային զանգվածին (գ/մոլ):

Գազի մասին օրենքներ

Գազի վիճակն ամբողջությամբ բնութագրվում է նրա ջերմաստիճանով, ճնշումով, ծավալով, զանգվածով և մոլային զանգվածով։ Օրենքները, որոնք կապում են այս պարամետրերը, շատ մոտ են բոլոր գազերի համար և բացարձակապես ճշգրիտ իդեալական գազ , որոնցում մասնիկների միջև բացարձակ փոխազդեցություն չկա, և որոնց մասնիկները նյութական կետեր են։

Գազերի միջև ռեակցիաների առաջին քանակական ուսումնասիրությունները պատկանում էին ֆրանսիացի գիտնական Գեյ-Լյուսակին։ Հեղինակ է գազերի ջերմային ընդարձակման և ծավալային հարաբերությունների օրենքի օրենքների։ Այս օրենքները 1811 թվականին բացատրել է իտալացի ֆիզիկոս Ա.Ավոգադրոն։ Ավոգադրոյի օրենքը - քիմիայի կարևոր հիմնական սկզբունքներից մեկը, որն ասում է. Նույն ջերմաստիճանում և ճնշման տակ վերցված տարբեր գազերի հավասար ծավալները պարունակում են նույն թվով մոլեկուլներ».

Հետեւանքները Ավոգադրոյի օրենքից.

1) պարզ ատոմների մեծ մասի մոլեկուլները երկատոմային են (H 2 , ՄԱՍԻՆ 2 և այլն);

2) տարբեր գազերի նույն թվով մոլեկուլները նույն պայմաններում զբաղեցնում են նույն ծավալը.

3) նորմալ պայմաններում ցանկացած գազի մեկ մոլը զբաղեցնում է 22,4 դմ հավասար ծավալ. 3 (լ).Այս հատորը կոչվում է մոլայինգազի ծավալը(V o) (նորմալ պայմաններ - t o = 0 °C կամ

T o = 273 K, P o = 101325 Pa = 101,325 kPa = 760 մմ: rt. Արվեստ. = 1 ատմ):

4) ցանկացած նյութի մեկ մոլը և ցանկացած տարրի ատոմը, անկախ ագրեգացման պայմաններից և վիճակից, պարունակում են նույն թվով մոլեկուլներ.Սա Ավոգադրոյի թիվը (Ավոգադրոյի հաստատուն) - փորձնականորեն հաստատվել է, որ այս թիվը հավասար է

Ն Ա = 6,02213∙10 23 (մոլեկուլները)։

Այսպիսով. գազերի համար 1 մոլ – 22,4 դմ 3 (լ) – 6.023∙10 23 մոլեկուլներ – M, գ/մոլ ;

նյութի համար 1 խլուրդ – 6.023∙10 23 մոլեկուլներ – M, գ/մոլ.

Ավոգադրոյի օրենքի հիման վրա. Նույն ճնշման և նույն ջերմաստիճանի դեպքում գազերի հավասար ծավալների զանգվածները (մ) կապված են դրանց մոլային զանգվածների հետ (M)

մ 1 / մ 2 = Մ 1 / Մ 2 = Դ,

որտեղ D-ն առաջին գազի հարաբերական խտությունն է երկրորդի նկատմամբ:

Համաձայն R. Boyle-ի օրենքը – E. Mariotte հաստատուն ջերմաստիճանում գազի տվյալ զանգվածի կողմից առաջացած ճնշումը հակադարձ համեմատական է գազի ծավալին.

P o / P 1 = V 1 / V o կամ PV = կոնստ.

Սա նշանակում է, որ ճնշման աճի հետ գազի ծավալը նվազում է։ Այս օրենքը առաջին անգամ ձեւակերպվել է 1662 թվականին Ռ.Բոյլի կողմից։ Քանի որ դրա ստեղծմանը մասնակցել է նաև ֆրանսիացի գիտնական Է.Մարիոթը, Անգլիայից բացի այլ երկրներում այս օրենքը կոչվում է. կրկնակի անուն. Այն ներկայացնում է հատուկ դեպք իդեալական գազի օրենք(նկարագրում է հիպոթետիկ գազ, որը իդեալականորեն ենթարկվում է գազի վարքի բոլոր օրենքներին):

Ըստ Ջ.Գեյ-Լյուսակի օրենքը մշտական ճնշման դեպքում գազի ծավալը փոխվում է բացարձակ ջերմաստիճանի ուղիղ համեմատությամբ (T)

V 1 / T 1 = V o / T o կամ V / T = կոնստ.

Գազի ծավալի, ճնշման և ջերմաստիճանի միջև կապը կարող է արտահայտվել ընդհանուր հավասարմամբ, որը միավորում է Բոյլ-Մարիոտի և Գեյ-Լյուսակի օրենքները ( գազի միասնական օրենք)

PV/T=P o V o /T o,

որտեղ P և V-ը գազի ճնշումն ու ծավալն են տվյալ ջերմաստիճանում T. P o և V o - նորմալ պայմաններում գազի ճնշում և ծավալ (n.s.):

Մենդելեև-Կլապեյրոնի հավասարումը (Իդեալական գազի վիճակի հավասարումը) սահմանում է կապը գազի զանգվածի (m, կգ), ջերմաստիճանի (T, K), ճնշման (P, Pa) և ծավալի (V, m 3) և նրա մոլային զանգվածի (մ) միջև։ Մ, կգ/մոլ)

որտեղ R-ը գազի համընդհանուր հաստատունն է, որը հավասար է 8,314 Ջ/(մոլ Կ). Բացի այդ, գազի հաստատունն ունի ևս երկու արժեք. P – մմ Hg, Վ - սմ 3 (մլ), Ռ = 62400 ;

R – բանկոմատ, Վ - դմ 3 (լ), Ռ = 0,082 .

Մասնակի ճնշում (լատ. մասնակի- մասնակի, լատ. պարս- մաս) - գազային խառնուրդի առանձին բաղադրիչի ճնշումը: Գազային խառնուրդի ընդհանուր ճնշումը նրա բաղադրիչների մասնակի ճնշումների գումարն է։

Հեղուկի մեջ լուծված գազի մասնակի ճնշումը գազի մասնակի ճնշումն է, որը ձևավորվում է գազի ձևավորման փուլում նույն ջերմաստիճանում գտնվող հեղուկի հետ հավասարակշռված վիճակում: Գազի մասնակի ճնշումը չափվում է որպես գազի մոլեկուլների ջերմադինամիկ ակտիվություն։ Գազերը միշտ կհոսեն բարձր մասնակի ճնշման տարածքից դեպի ավելի ցածր ճնշման տարածք. և ինչով ավելի շատ տարբերություն, այնքան ավելի արագ կլինի հոսքը։ Գազերը լուծվում են, ցրվում և արձագանքում են իրենց մասնակի ճնշման համաձայն և պարտադիր չէ, որ կախված լինեն գազային խառնուրդի կոնցենտրացիայից: Մասնակի ճնշումների ավելացման օրենքը ձեւակերպվել է 1801 թվականին Ջ.Դալթոնի կողմից։ Միևնույն ժամանակ, ճիշտ տեսական հիմնավորումը՝ հիմնված մոլեկուլային կինետիկ տեսության վրա, շատ ավելի ուշ է արվել։ Դալթոնի օրենքները - երկու ֆիզիկական օրենք, որոնք որոշում են գազերի խառնուրդի ընդհանուր ճնշումն ու լուծելիությունը և ձևակերպվել են նրա կողմից 19-րդ դարի սկզբին։

Աշխատանքի տեքստը տեղադրված է առանց պատկերների և բանաձևերի։
Ամբողջական տարբերակըաշխատանքը հասանելի է «Աշխատանքային ֆայլեր» ներդիրում՝ PDF ձևաչափով

Ներածություն

Քիմիա և ֆիզիկա ուսումնասիրելիս կարևոր դեր են խաղում այնպիսի հասկացություններ, ինչպիսիք են «ատոմը», «հարաբերական ատոմային և մոլային զանգվածները»: քիմիական տարր« Կարծես թե այս տարածքում վաղուց ոչ մի նոր բան չի հայտնաբերվել։ Այնուամենայնիվ, Մաքուր և կիրառական քիմիայի միջազգային միությունը (IUPAC) ամեն տարի թարմացնում է քիմիական տարրերի ատոմային զանգվածների արժեքները: Վերջին 20 տարիների ընթացքում ճշգրտվել են 36 տարրերի ատոմային զանգվածները, որոնցից 18-ը չունեն իզոտոպներ։

Մասնակցելով բնագիտության օլիմպիադայի համառուսաստանյան լրիվ դրույքով փուլին, մեզ առաջարկվեց հետևյալ առաջադրանքը՝ «Առաջարկեք միջոց՝ որոշելու նյութի մոլային զանգվածը դպրոցական լաբորատորիայում»:

Այս առաջադրանքը զուտ տեսական էր, և ես այն հաջողությամբ ավարտեցի։ Այսպիսով, ես որոշեցի փորձարարական եղանակով, դպրոցական լաբորատորիայում, հաշվարկել նյութի մոլային զանգվածը:

Թիրախ:

Փորձնականորեն որոշեք նյութի մոլային զանգվածը դպրոցական լաբորատորիայում:

Առաջադրանքներ.

Հետազոտել գիտական գրականություն, որը բացատրում է, թե ինչպես կարելի է հաշվարկել հարաբերական ատոմային և մոլային զանգվածները։

Փորձնականորեն որոշեք նյութի մոլային զանգվածը գազային և պինդ վիճակում՝ օգտագործելով ֆիզիկական մեթոդներ:

Եզրակացություններ արեք.

II. Հիմնական մասը

Հիմնական հասկացություններ.

Հարաբերական ատոմային զանգվածքիմիական տարրի զանգվածն է՝ արտահայտված ատոմային զանգվածի միավորներով (amu): Ժամը 1-ի համար Ընդունված է 12 ատոմային կշռով ածխածնի իզոտոպի զանգվածի 1/12-ը:

Հարաբերական ատոմային զանգված - ցույց է տալիս, թե քիմիական տարրի տվյալ ատոմի զանգվածը քանի անգամ է մեծ 12 C իզոտոպի զանգվածի 1/12-ից:

Իզոտոպներ- նույն քիմիական տարրի ատոմները, որոնք ունեն տարբեր թվով նեյտրոններ և նույն թվով պրոտոններ միջուկում, հետևաբար ունեն տարբեր հարաբերական ատոմային զանգվածներ:

Նյութի մոլային զանգված -նյութի այս զանգվածը վերցված է 1 մոլի չափով։

1 խլուրդ -Սա այն նյութի քանակն է, որը պարունակում է նույն թվով ատոմներ (մոլեկուլներ), որքան 12 գ ածխածնի մեջ:

Նյութի հատուկ ջերմային հզորությունՖիզիկական մեծություն է, որը ցույց է տալիս, թե որքան ջերմություն պետք է հաղորդվի 1 կգ կշռող օբյեկտին՝ նրա ջերմաստիճանը 1 0 C-ով փոխելու համար։

Ջերմային հզորություն -Այն նյութի հատուկ ջերմային հզորության և դրա զանգվածի արտադրյալն է:

Քիմիական տարրերի ատոմային զանգվածների որոշման պատմություն.

Վերլուծելով տարբեր քիմիական տարրերի հարաբերական ատոմային զանգվածների որոշման պատմության վերաբերյալ գրականության տարբեր աղբյուրներ՝ ես որոշեցի ամփոփել տվյալները աղյուսակում, որը բավականին հարմար է, քանի որ. Վ տարբեր աղբյուրներգրական տեղեկատվությունը տրված է անորոշ.

Գիտնականի լրիվ անվանումը, տարեթիվը	Ատոմային հարաբերական զանգվածների ուսումնասիրության և որոշման ներդրումը	Նշում
Ջոն Դալթոն	Հասկանալի է, որ անհնար է ուղղակիորեն կշռել ատոմները։ Դալթոնը խոսեց միայն «գազային և այլ մարմինների ամենափոքր մասնիկների կշիռների հարաբերակցության մասին», այսինքն՝ դրանց հարաբերական զանգվածների մասին։ Դալթոնը վերցրեց ջրածնի ատոմի զանգվածը որպես զանգվածի միավոր, և այլ ատոմների զանգվածները գտնելու համար նա օգտագործեց տարբեր հետազոտողների կողմից հայտնաբերված այլ տարրերի հետ տարբեր ջրածնի միացությունների տոկոսային բաղադրությունը։ Դալթոնը կազմել է որոշ տարրերի հարաբերական ատոմային զանգվածների աշխարհում առաջին աղյուսակը։
Ուիլյամ Պրուտ (անգլերեն)	Նա առաջարկեց, որ ամենաթեթև տարրից՝ ջրածնից, մնացած բոլոր տարրերը կարող են առաջանալ խտացման միջոցով: Այս դեպքում բոլոր տարրերի ատոմային զանգվածները պետք է լինեն ջրածնի ատոմի զանգվածի բազմապատիկ: Միավորի համար ատոմային զանգվածնա առաջարկեց ընտրել ջրածինը։	Միայն հետագայում Վերջին տարիներին պարզվեց, որ Պրուտի վարկածն իրականում հաստատվել է Ասում էին, որ բոլոր տարրերը իրականում գոյացել են ջրածնի ատոմների միջուկներից՝ պրոտոններից, ինչպես նաև նեյտրոններից գերնոր աստղերի պայթյունի ժամանակ։
1819 Դուլոնգ P.I., A.T.Pti:	Հիմնական կանոն. ատոմային զանգվածի և ջերմային հզորության արտադրանք- արժեքը հաստատուն է: Կանոնը դեռ օգտագործվում է որոշ նյութերի հարաբերական ատոմային զանգվածը որոշելու համար	Բերզելիուսը, հիմնվելով կանոնի վրա, ուղղել է մետաղների որոշ ատոմային զանգվածներ
Ստաս, Ռիչարդս	Որոշ տարրերի հարաբերական ատոմային զանգվածի պարզաբանում.
S. Ca-nizzaro	Որոշ տարրերի հարաբերական ատոմային զանգվածի որոշում՝ որոշելով տարրերի ցնդող միացությունների հայտնի հարաբերական մոլեկուլային զանգվածները
Ստաս, Բելգիա	Նա առաջարկեց փոխել ատոմային զանգվածի միավորը և որպես նոր ստանդարտ ընտրել թթվածնի ատոմը։ Թթվածնի ատոմի զանգվածը վերցվել է 16000 չափման միավորը դարձել է թթվածնի այս զանգվածի 1/16-ը։
	Պրուտի վարկածի ամբողջական հերքումը՝ հիմնված որոշ միացություններում քիմիական տարրերի զանգվածային հարաբերակցության որոշման վրա
Դ.Ի.Մենդելեև	Պարբերական համակարգի հիման վրա նա որոշեց և ուղղեց որոշ հայտնի և դեռ չհայտնաբերված քիմիական տարրերի հարաբերական ատոմային զանգվածները։
	Հաստատվել է այսպես կոչված թթվածնի սանդղակը, որտեղ որպես ստանդարտ ընդունվել է թթվածնի ատոմի զանգվածը.
Թեոդոր Ուիլյամ Ռիչարդս	20-րդ դարի սկզբին։ շատ ճշգրիտ որոշեց 25 քիմիական տարրերի ատոմային զանգվածները և ուղղեց այլ քիմիկոսների նախկինում թույլ տված սխալները:
	Զանգվածային սպեկտրոգրաֆը ստեղծվել է հարաբերական ատոմային զանգվածները որոշելու համար
	Ատոմային զանգվածի միավորը (amu) ընդունվել է ածխածնի 12C իզոտոպի զանգվածի 1/12-ը (ածխածնի միավոր): (1 ամու, կամ 1D (դալտոն), SI զանգվածային միավորներով 1,6605710-27 կգ է:

Իմանալով ատոմի հարաբերական ատոմային զանգվածը՝ մենք կարող ենք որոշել նյութի մոլային զանգվածը. M= Ar·10̄ ³ կգ/մոլ

Տարրերի մոլեկուլային զանգվածների որոշման մեթոդներ.

Ատոմային և մոլեկուլային զանգվածը կարող է որոշվել ինչպես ֆիզիկական, այնպես էլ քիմիական մեթոդներով: Քիմիական մեթոդները տարբերվում են նրանով, որ մի փուլում դրանք ներառում են ոչ թե բուն ատոմները, այլ դրանց համակցությունները։

Ֆիզիկական մեթոդներ.

1 ճանապարհ. Դյուլոգի և Պետիի օրենքը

1819 թվականին Դուլոնգը Ա.Թ. Petit-ը սահմանեց պինդ մարմինների ջերմային հզորության օրենքը, ըստ որի պարզ պինդ մարմինների հատուկ ջերմային հզորությունների և բաղկացուցիչ տարրերի հարաբերական ատոմային զանգվածի արտադրյալը մոտավորապես հաստատուն արժեք է (ժամանակակից չափման միավորներով հավասար է մոտավորապես Сv·Аr = 25.12 J/(g.K)); Մեր օրերում այդ հարաբերությունները կոչվում են «Դուլոնգ-Փեթի օրենք»։ Հատուկ ջերմային հզորության օրենքը, որը բավականին երկար ժամանակ աննկատ մնաց ժամանակակիցների կողմից, հետագայում հիմք հանդիսացավ ատոմային զանգվածների մոտավոր գնահատման մեթոդի համար։ ծանր տարրեր. Դուլոնի և Պետի օրենքից հետևում է, որ 25,12-ը բաժանելով պարզ նյութի հատուկ ջերմունակության վրա, որը հեշտությամբ որոշվում է փորձարարական եղանակով, կարելի է գտնել հարաբերական ատոմային զանգվածի մոտավոր արժեքը։ այս տարրի. Եվ իմանալով տարրի հարաբերական ատոմային զանգվածը, կարող եք որոշել նյութի մոլային զանգվածը։

М=Мr·10̵ ³ կգ/մոլ

Վրա սկզբնական փուլՖիզիկայի և քիմիայի զարգացման հետ մեկտեղ տարրի հատուկ ջերմային հզորությունը ավելի հեշտ էր որոշել, քան շատ այլ պարամետրեր, հետևաբար, օգտագործելով այս օրենքը, սահմանվեցին ՀԱՐԱԲԵՐԱԿԱՆ ԱՏՈՄԱԿԱՆ ԶԱՆԳՎԱԾԻ մոտավոր արժեքները:

Նշանակում է, Ար=25.12/վ

c-ն նյութի հատուկ ջերմային հզորությունն է

Պինդ մարմնի հատուկ ջերմային հզորությունը որոշելու համար մենք կատարում ենք հետևյալ փորձը.

Q1=c1m1(t-t1), որտեղ Q1-ը ջերմափոխանակության արդյունքում ջրի արտանետվող ջերմության քանակն է, c1 - հատուկ ջերմությունջուր (աղյուսակային արժեք), m1 - ջրի զանգված, t - վերջնական ջերմաստիճան, t 1 - ջրի սկզբնական ջերմաստիճան, Q2=c2m2(t-t2), որտեղ Q2-ը ջերմափոխանակության արդյունքում պինդ մարմնի կողմից ստացվող ջերմության քանակն է, c2-ը նյութի տեսակարար ջերմունակությունն է (կորոշվի), m2-ը նյութի զանգվածն է, t2-ը՝ սկզբնական ջերմաստիճանը։ ուսումնասիրվող մարմնի, քանի որ Ջերմային հաշվեկշռի հավասարումը ունի ձև. Q1 + Q2 = 0 ,

Հետո c2 = c1m1(t-t1) /(- m2(t-t2))

						s, J/ (կգ 0 Կ)

Միջին արժեքը հարաբերական ատոմային զանգվածնյութեր են պարզվել

Ար = 26,5 ամու

Հետևաբար, մոլային զանգված a-ն հավասար է M =0,0265 կգ/մոլ.

Պինդ մարմին - ալյումինե ձող

Մեթոդ 2. Հաշվենք օդի մոլային զանգվածը։

Օգտագործելով համակարգի հավասարակշռության վիճակը՝ կարող եք նաև հաշվարկել նյութի, օրինակ՝ գազի, օրինակ՝ օդի մոլային զանգվածը։

Fa = Fstrand(Արքիմեդի ուժը, որը գործում է փուչիկհավասարակշռված է գնդակի կեղևի վրա ազդող ընդհանուր ծանրության ուժով, գնդակի մեջ գտնվող գազով և գնդակից կախված բեռով։ Իհարկե, հաշվի առնելով, որ գնդակը կախված է օդում (այն չի բարձրանում և չի ընկնում):

Ֆա- Արքիմեդի ուժը, որը գործում է օդում գտնվող գնդակի վրա

Fa =рвg Vш

ռվ -օդի խտությունը

F1- ծանրության ուժը, որը գործում է գնդակի կեղևի և գնդակի ներսում գտնվող գազի (հելիումի) վրա

F1=մոբ գ + մգել գ

F2- ծանրության ուժը, որը գործում է բեռի վրա

F2=մգ գ

Մենք ստանում ենք բանաձևը. рвg Vш= ամբոխ գ + մգել գ + մգ գ (1)

Օդի մոլային զանգվածը հաշվարկելու համար օգտագործենք Մենդելեև-Կլապեյրոն բանաձևը.

Եկեք արտահայտենք օդի մոլային զանգվածը.

(3) հավասարման մեջ օդի խտության փոխարեն փոխարինում ենք (2) հավասարումը։ Այսպիսով, մենք ունենք օդի մոլային զանգվածը հաշվարկելու բանաձև.

Հետևաբար, օդի մոլային զանգվածը գտնելու համար անհրաժեշտ է չափել.

1) բեռի քաշը

2) հելիումի զանգված

3) խեցի զանգված

4) օդի ջերմաստիճանը

5) օդի ճնշում (մթնոլորտային ճնշում)

6) գնդակի ծավալը

Ռ- ունիվերսալ գազի հաստատուն, R=8,31 Ջ/(մոլ Կ)

Բարոմետրը ցույց տվեց մթնոլորտային ճնշում

հավասար ra = 96000Pa

Սենյակի ջերմաստիճանը:

T=23 +273=297K

Մենք որոշեցինք բեռի զանգվածը և գնդակի կեղևի զանգվածը՝ օգտագործելով էլեկտրոնային կշեռքներ.

մգռ =8,02գ

գնդակի կեղևի զանգվածը.

ամբոխ = 3,15գ

Մենք որոշեցինք գնդակի ծավալը երկու եղանակով.

ա) մեր գնդակը կլոր է: Մի քանի տեղից գնդակի շրջագիծը չափելով՝ որոշեցինք գնդակի շառավիղը։ Եվ հետո դրա ծավալը. V=4/3·πR³

L=2πR, Lav= 85.8cm= 0.858m, հետեւաբար R=0.137m

Vsh= 0,0107մ³

բ) դույլի մեջ ջուրը լցրեց մինչև ծայրը, այն սկուտեղի հետ դնելուց հետո, որպեսզի ջուրը քամվի: Գնդակը ամբողջությամբ իջեցրինք ջրի մեջ, ջրի մի մասը լցվեց դույլի տակ գտնվող լոգարանի մեջ, չափելով դույլից դուրս թափված ջրի ծավալը, որոշեցինք ծավալը. փուչիկ: Vwater=Vsh= 0.011m³

(Նկարում պատկերված գնդակն ավելի մոտ էր տեսախցիկին, ուստի այն ավելի մեծ է թվում)

Այսպիսով, հաշվարկի համար մենք վերցրել ենք գնդակի ծավալի միջին արժեքը.

Vsh= 0,0109մ³

Հելիումի զանգվածը որոշում ենք Մենդելեև-Կլապեյրոն հավասարման միջոցով՝ հաշվի առնելով, որ հելիումի ջերմաստիճանը հավասար է օդի ջերմաստիճանին, իսկ գնդիկի ներսում հելիումի ճնշումը հավասար է մթնոլորտային ճնշմանը։

Հելիումի մոլային զանգված 0,004 կգ/մոլ:

մգել = 0,00169 կգ

Չափման բոլոր արդյունքները փոխարինելով բանաձևով (4), մենք ստանում ենք օդի մոլային զանգվածի արժեքը.

M= 0,030 կգ/մոլ

(աղյուսակի մոլային զանգվածի արժեքը

օդ 0,029 կգ/մոլ)

Եզրակացություն:Դպրոցական լաբորատորիայում ֆիզիկական մեթոդներով կարող եք որոշել քիմիական տարրի հարաբերական ատոմային զանգվածը և նյութի մոլային զանգվածը: Արած լինելով այս աշխատանքը, ես շատ բան սովորեցի հարաբերական ատոմային զանգվածը որոշելու եղանակների մասին։ Իհարկե, շատ մեթոդներ անհասանելի են դպրոցական լաբորատորիայի համար, բայց, այնուամենայնիվ, նույնիսկ տարրական սարքավորումների միջոցով ես կարողացա փորձարարականորեն որոշել քիմիական տարրի հարաբերական ատոմային զանգվածը և նյութի մոլային զանգվածը ֆիզիկական մեթոդներով: Հետևաբար, ես իրագործեցի այս աշխատանքում դրված նպատակն ու խնդիրները։

Օգտագործված գրականության ցանկ

alhimik.ru

alhimikov.net

https://ru.wikipedia.org/wiki/Molar_mass

G. I. Deryabina, G. V. Kantaria. 2.2.Խլուրդ, մոլային զանգված. Օրգանական քիմիա. վեբ դասագիրք.

http://kf.info.urfu.ru/glavnaja/

https://ru.wikipedia.org/wiki/Molar_mass հ

Գործնականում և տեսական քիմգոյություն ունեն և ունեն գործնական նշանակություներկու հասկացություններ, ինչպիսիք են մոլեկուլային (այն հաճախ փոխարինվում է մոլեկուլային քաշ հասկացությամբ, որը ճիշտ չէ) և մոլային զանգված: Այս երկու քանակներն էլ կախված են պարզ կամ բարդ նյութի բաղադրությունից։

Ինչպես որոշել կամ մոլեկուլային: Այս երկու ֆիզիկական մեծությունները չեն կարող (կամ գրեթե չեն կարող) հայտնաբերվել ուղղակի չափման միջոցով, օրինակ՝ նյութը կշեռքի վրա կշռելով։ Դրանք հաշվարկվում են՝ ելնելով քիմիական բանաձեւբոլոր տարրերի միացությունները և ատոմային զանգվածները: Այս մեծությունները թվայինորեն հավասար են, բայց տարբերվում են չափսերով: արտահայտված ատոմային զանգվածի միավորներով, որոնք պայմանական մեծություն են և նշանակված են ա. e.m., ինչպես նաև մեկ այլ անուն ՝ «դալթոն»: Մոլային զանգվածի միավորներն արտահայտվում են գ/մոլով։

Պարզ նյութերի մոլեկուլային զանգվածները, որոնց մոլեկուլները բաղկացած են մեկ ատոմից, հավասար են նրանց ատոմային զանգվածներին, որոնք նշված են Մենդելեևի պարբերական աղյուսակում։ Օրինակ՝ համար.

նատրիում (Na) - 22,99 ա. ուտել;
երկաթ (Fe) - 55,85 ա. ուտել;
ծծումբ (S) - 32,064 ա. ուտել;
արգոն (Ար) - 39,948 ա. ուտել;
կալիում (K) - 39,102 ա. ուտել.

Նաև պարզ նյութերի մոլեկուլային կշիռները, որոնց մոլեկուլները բաղկացած են քիմիական տարրի մի քանի ատոմներից, հաշվարկվում են որպես տարրի ատոմային զանգվածի արտադրյալ՝ մոլեկուլի ատոմների քանակով։ Օրինակ՝ համար.

թթվածին (O2) - 16. 2 = 32 ա. ուտել;
ազոտ (N2) - 14,2 = 28 ա. ուտել;
քլոր (Cl2) - 35. 2 = 70 ա. ուտել;
օզոն (O3) - 16. 3 = 48 ա. ուտել.

Մոլեկուլային զանգվածները հաշվարկվում են՝ գումարելով ատոմային զանգվածի արտադրյալը և մոլեկուլում ընդգրկված յուրաքանչյուր տարրի ատոմների քանակը։ Օրինակ՝ համար.

(HCl) - 2 + 35 = 37 ա. ուտել;
(CO) - 12 + 16 = 28 ա. ուտել;
ածխածնի երկօքսիդ (CO2) - 12 + 16: 2 = 44 ա. ուտել.

Բայց ինչպե՞ս գտնել նյութերի մոլային զանգվածը։

Դա դժվար չէ անել, քանի որ դա որոշակի նյութի միավոր քանակի զանգվածն է՝ արտահայտված մոլերով։ Այսինքն, եթե յուրաքանչյուր նյութի հաշվարկված մոլեկուլային զանգվածը բազմապատկվի հաստատուն արժեքով, որը հավասար է 1 գ/մոլի, ապա կստացվի նրա մոլային զանգվածը։ Օրինակ, ինչպե՞ս եք գտնում մոլային զանգվածը (CO2): Հետևում է (12 + 16.2).1 գ/մոլ = 44 գ/մոլ, այսինքն՝ MCO2 = 44 գ/մոլ։ Պարզ նյութերի, մոլեկուլների համար, որոնք պարունակում են տարրի միայն մեկ ատոմ, այս ցուցանիշը, արտահայտված գ/մոլով, թվայինորեն համընկնում է տարրի ատոմային զանգվածի հետ։ Օրինակ, ծծմբի համար MS = 32,064 գ/մոլ: Ինչպես գտնել պարզ նյութի մոլեկուլը, որի մոլեկուլը բաղկացած է մի քանի ատոմից, կարելի է դիտարկել՝ օգտագործելով թթվածնի օրինակը՝ MO2 = 16: 2 = 32 գ/մոլ.

Օրինակներ են տրվել այստեղ կոնկրետ պարզ կամ բարդ նյութեր. Բայց հնարավո՞ր է և ինչպե՞ս գտնել մի քանի բաղադրիչներից բաղկացած արտադրանքի մոլային զանգվածը։ Ինչպես մոլեկուլային զանգվածը, այնպես էլ բազմաբաղադրիչ խառնուրդի մոլային զանգվածը հավելումային մեծություն է։ Դա բաղադրիչի մոլային զանգվածի և խառնուրդում նրա մասնաբաժնի արտադրյալների գումարն է՝ M = ∑Mi: Xi, այսինքն՝ կարելի է հաշվարկել և՛ միջին մոլեկուլային, և՛ միջին մոլային զանգվածը։

Օդի օրինակով, որը պարունակում է մոտավորապես 75,5% ազոտ, 23,15% թթվածին, 1,29% արգոն և 0,046% ածխածնի երկօքսիդ (մնացած կեղտերը, որոնք պարունակվում են ավելի փոքր քանակությամբ, կարելի է անտեսել). Mair = 28: 0,755 + 32։ 0,2315 + 40 . 0,129 + 44 . 0,00046 = 29,08424 գ/մոլ ≈ 29 գ/մոլ:

Ինչպե՞ս գտնել նյութի մոլային զանգվածը, եթե պարբերական համակարգում նշված ատոմային զանգվածների որոշման ճշգրտությունը տարբեր է: Որոշ տարրերի համար այն նշվում է տասներորդական ճշգրտությամբ, մյուսների համար՝ հարյուրերորդական, մյուսների համար՝ հազարերորդականների, իսկ այնպիսի տարրերի համար, ինչպիսիք են ռադոնը՝ ամբողջականներինը, մանգանը՝ տասը հազարերորդականի։

Մոլային զանգվածը հաշվարկելիս անիմաստ է հաշվարկներ կատարել ավելի մեծ ճշգրտությամբ, քան տասներորդականը, քանի որ դրանք ունեն գործնական օգտագործումերբ մեր մաքրությունը քիմիական նյութերկամ ռեակտիվները կներկայացնեն մեծ սխալ: Այս բոլոր հաշվարկները մոտավոր են։ Բայց այնտեղ, որտեղ քիմիկոսները պահանջում են ավելի մեծ ճշգրտություն, համապատասխան ուղղումներ են կատարվում՝ օգտագործելով որոշակի ընթացակարգեր. լուծույթի տիտրը սահմանվում է, չափաբերումները կատարվում են ստանդարտ նմուշների միջոցով և այլն:

Դա անելու համար հարկավոր է գումարել այս մոլեկուլի բոլոր ատոմների զանգվածները:

Օրինակ 1. Ջրի H2O մոլեկուլում կա 2 ջրածնի ատոմ և 1 թթվածնի ատոմ: Ջրածնի ատոմային զանգվածը = 1, իսկ թթվածինը = 16։ Հետևաբար, ջրի մոլեկուլային զանգվածը 1 + 1 + 16 = 18 ատոմային զանգվածի միավոր է, իսկ ջրի մոլային զանգվածը՝ 18 գ/մոլ։

Օրինակ 2. H 2 SO 4 ծծմբաթթվի մոլեկուլում կա 2 ջրածնի ատոմ, 1 ծծմբի ատոմ և 4 թթվածնի ատոմ։ Հետևաբար, այս նյութի մոլեկուլային զանգվածը կլինի 1 2 + 32 + 4 16 = 98 ամու, իսկ մոլային զանգվածը՝ 98 գ/մոլ։

Օրինակ 3. Ալյումինի սուլֆատի Al 2 (SO 4) 3 մոլեկուլում կա 2 ալյումինի ատոմ, 3 ծծմբի ատոմ և 12 թթվածնի ատոմ։ Այս նյութի մոլեկուլային զանգվածը 27 · 2 + 32 · 3 + 16 · 12 = 342 ամու է, իսկ մոլային զանգվածը 342 գ/մոլ է։

Խլուրդ, մոլային զանգված

Մոլային զանգվածը նյութի զանգվածի հարաբերությունն է նյութի քանակին, այսինքն. M(x) = m(x)/n(x), (1)

որտեղ M(x)-ը X նյութի մոլային զանգվածն է, m(x)՝ X նյութի զանգվածը, n(x)՝ X նյութի քանակությունը:

Մոլային զանգվածի SI միավորը կգ/մոլ է, սակայն սովորաբար օգտագործվող միավորը գ/մոլն է: Զանգվածի միավոր - գ, կգ:

Նյութի քանակի SI միավորը մոլն է:

Խոլը նյութի քանակն է, որը պարունակում է այս նյութի 6,02·10 23 մոլեկուլ։

Քիմիայի ցանկացած խնդիր լուծվում է նյութի քանակի միջոցով։ Պետք է հիշել հիմնական բանաձևերը.

n(x) =m(x)/ M(x)

կամ ընդհանուր բանաձեւը՝ n(x) =m(x)/M(x) = V(x)/Vm = N/N A, (2)

որտեղ V(x) X(l) նյութի ծավալն է, V m-ը գազի մոլային ծավալն է նորմալ պայմաններում։ (22,4 լ/մոլ), N-ը մասնիկների թիվն է, N A-ն Ավոգադրոյի հաստատունն է (6,02·10 23):

Օրինակ 1. Որոշել նատրիումի յոդիդի NaI զանգվածը 0,6 մոլ նյութի քանակով:

Օրինակ 2. Որոշեք նատրիումի տետրաբորատում պարունակվող ատոմային բորի քանակը 40,4 գ քաշով Na 2 B 4 O 7:

m(Na 2 B 4 O 7) = 40,4 գ:

Նատրիումի տետրաբորատի մոլային զանգվածը 202 գ/մոլ է։

Որոշե՛ք Na 2 B 4 O 7 նյութի քանակը.

n(Na 2 B 4 O 7) = m (Na 2 B 4 O 7) / M (Na 2 B 4 O 7) = 40.4/202 = 0.2 մոլ.

Հիշեցնենք, որ 1 մոլ նատրիումի տետրաբորատի մոլեկուլը պարունակում է 2 մոլ նատրիումի ատոմ, 4 մոլ բորի ատոմ և 7 մոլ թթվածնի ատոմ (տես նատրիումի տետրաբորատի բանաձևը)։

Այնուհետև ատոմային բորի նյութի քանակը հավասար է.

n(B)= 4 n(Na 2 B 4 O 7) = 4 0.2 = 0.8 մոլ:

Ատոմները և մոլեկուլները նյութի ամենափոքր մասնիկներն են, ուստի կարող եք որպես չափման միավոր ընտրել ատոմներից մեկի զանգվածը և արտահայտել այլ ատոմների զանգվածները ընտրվածի նկատմամբ։ Այսպիսով, ի՞նչ է մոլային զանգվածը և ո՞րն է դրա չափը:

Ի՞նչ է մոլային զանգվածը:

Ատոմային զանգվածների տեսության հիմնադիրը գիտնական Դալթոնն էր, ով կազմեց ատոմային զանգվածների աղյուսակը և ջրածնի ատոմի զանգվածը վերցրեց մեկ։

Մոլային զանգվածը նյութի մեկ մոլի զանգվածն է։ Խլուրդն իր հերթին նյութի քանակություն է, որը պարունակում է որոշակի քանակությամբ մանր մասնիկներ, որոնք մասնակցում են քիմիական գործընթացներին։ Մեկ մոլում պարունակվող մոլեկուլների թիվը կոչվում է Ավոգադրոյի թիվ։ Այս արժեքը հաստատուն է և չի փոխվում:

Բրինձ. 1. Ավոգադրոյի համարի բանաձևը.

Այսպիսով, նյութի մոլային զանգվածը մեկ մոլի զանգվածն է, որը պարունակում է 6,02 * 10^23 տարրական մասնիկներ։

Ավոգադրոյի թիվն իր անունը ստացել է ի պատիվ իտալացի գիտնական Ամեդեո Ավագադրոյի, ով ապացուցեց, որ գազերի հավասար ծավալներում մոլեկուլների թիվը միշտ նույնն է։

Մոլային զանգվածը ներս Միջազգային համակարգ SI-ն չափվում է կգ/մոլով, չնայած այս արժեքը սովորաբար արտահայտվում է գրամ/մոլով: Այս արժեքը նշանակված է Անգլերեն նամակ M, իսկ մոլային զանգվածի բանաձևը հետևյալն է.

որտեղ m-ը նյութի զանգվածն է, իսկ v-ն նյութի քանակն է:

Բրինձ. 2. Մոլային զանգվածի հաշվարկ.

Ինչպե՞ս գտնել նյութի մոլային զանգվածը:

Դ.Ի. Մենդելեևի աղյուսակը կօգնի ձեզ հաշվարկել որոշակի նյութի մոլային զանգվածը: Վերցնենք ցանկացած նյութ, օրինակ՝ ծծմբաթթու, դրա բանաձևը հետևյալն է՝ H 2 SO 4. Այժմ անդրադառնանք աղյուսակին և տեսնենք, թե որն է թթվի մեջ ներառված տարրերից յուրաքանչյուրի ատոմային զանգվածը։ Ծծմբաթթուբաղկացած է երեք տարրից՝ ջրածին, ծծումբ, թթվածին։ Այս տարրերի ատոմային զանգվածը համապատասխանաբար 1, 32, 16 է։

Ստացվում է, որ ընդհանուր մոլեկուլային զանգվածը հավասար է 98 ատոմային զանգվածի միավորի (1*2+32+16*4)։ Այսպիսով, պարզեցինք, որ մեկ մոլ ծծմբաթթուն կշռում է 98 գրամ։

Նյութի մոլային զանգվածը թվայինորեն հավասար է հարաբերական մոլեկուլային զանգվածին, եթե նյութի կառուցվածքային միավորները մոլեկուլներ են։ Նյութի մոլային զանգվածը կարող է հավասար լինել նաև հարաբերական ատոմային զանգվածին, եթե նյութի կառուցվածքային միավորներն ատոմներ են։

Մինչև 1961 թվականը թթվածնի ատոմն ընդունվում էր որպես ատոմային զանգվածի միավոր, բայց ոչ ամբողջ ատոմը, այլ դրա 1/16-ը։ Միևնույն ժամանակ զանգվածի քիմիական և ֆիզիկական միավորները նույնը չէին։ Քիմիականը 0,03%-ով ավելի է եղել, քան ֆիզիկականը։

Ներկայումս ֆիզիկայում և քիմիայում ընդունվել է չափման միասնական համակարգ։ Որպես ստանդարտ e.a.m. Ընտրված է ածխածնի ատոմի զանգվածի 1/12-ը։

Բրինձ. 3. Ածխածնի ատոմային զանգվածի միավորի բանաձևը.

Ցանկացած գազի կամ գոլորշու մոլային զանգվածը շատ հեշտ է չափել։ Բավական է օգտագործել վերահսկողությունը։ Գազային նյութի նույն ծավալը իր քանակով հավասար է նույն ջերմաստիճանում գտնվող մյուսին: Գոլորշի ծավալը չափելու հայտնի միջոց է տեղահանված օդի քանակությունը որոշելը։ Այս գործընթացը իրականացվում է կողային ճյուղի միջոցով, որը տանում է դեպի չափիչ սարք:

Քիմիայի համար շատ կարևոր է մոլային զանգված հասկացությունը։ Դրա հաշվարկն անհրաժեշտ է պոլիմերային համալիրների և բազմաթիվ այլ ռեակցիաների ստեղծման համար։ Դեղագործության մեջ տվյալ նյութի կոնցենտրացիան նյութում որոշվում է մոլային զանգվածի միջոցով։ Նաև մոլային զանգվածը կարևոր է կենսաքիմիական հետազոտություններ կատարելիս (տարրում նյութափոխանակության գործընթացը):

Մեր օրերում գիտության զարգացման շնորհիվ հայտնի են արյան գրեթե բոլոր բաղադրիչների, այդ թվում՝ հեմոգլոբինի մոլեկուլային զանգվածները։