Mol - količina snovi, ki vsebuje toliko strukturnih elementov, kolikor je atomov v 12 g 12 C, strukturni elementi pa so običajno atomi, molekule, ioni itd. Masa 1 mol snovi, izražena v gramih, je številčno enak njegovemu mol. maso. Torej, 1 mol natrija ima maso 22,9898 g in vsebuje 6,02 10 23 atomov; 1 mol kalcijevega fluorida CaF 2 ima maso (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g in vsebuje 6,02 10 23 molekul, kot je 1 mol ogljikovega tetraklorida CCl 4, katerega masa je (12,011 + 4 35 g 38,13 itd.)

Avogadrov zakon.

Ob zori razvoja atomske teorije (1811) je A. Avogadro postavil hipotezo, po kateri pri enaki temperaturi in tlaku enake prostornine idealnih plinov vsebujejo enako število molekul. Kasneje se je izkazalo, da je ta hipoteza nujna posledica kinetične teorije in je zdaj znana kot Avogadrov zakon. Lahko ga formuliramo na naslednji način: en mol katerega koli plina pri enaki temperaturi in tlaku zaseda enako prostornino, pri standardni temperaturi in tlaku (0 °C, 1,01×10 5 Pa), ki je enak 22,41383 litra. Ta količina je znana kot molska prostornina plina.

Avogadro sam ni ocenjeval števila molekul v določenem volumnu, vendar je razumel, da je to zelo velika količina. Prvi poskus najti število molekul, ki zavzemajo določeno prostornino, je leta 1865 naredil J. Loschmidt; je bilo ugotovljeno, da 1 cm 3 idealnega plina v normalnih (standardnih) pogojih vsebuje 2,68675×10 19 molekul. Po imenu tega znanstvenika se je navedena vrednost imenovala Loschmidtova številka (ali konstanta). Od takrat je bilo razvito veliko število neodvisnih metod za določanje števila Avogadro. Odlično ujemanje dobljenih vrednosti je prepričljiv dokaz resničnega obstoja molekul.

Loschmidtova metoda

je samo zgodovinskega pomena. Temelji na predpostavki, da je utekočinjeni plin sestavljen iz tesno pakiranih sferičnih molekul. Z merjenjem prostornine tekočine, ki je nastala iz dane prostornine plina, in približno poznavanjem prostornine molekul plina (ta prostornino bi lahko predstavili na podlagi nekaterih lastnosti plina, kot je viskoznost), je Loschmidt dobil oceno Avogadrovega števila ~10 22 .

Definicija temelji na merjenju naboja elektrona.

Enota za količino električne energije, znana kot Faradayjevo število F, je naboj, ki ga nosi en mol elektronov, t.j. F = Ne, kje e je naboj elektrona, N- število elektronov v 1 molu elektronov (t.i. Avogadrovo število). Faradayjevo število je mogoče določiti z merjenjem količine električne energije, ki je potrebna za raztapljanje ali oborino 1 mol srebra. Natančne meritve, ki jih je opravil ameriški nacionalni urad za standarde, so dale vrednost F\u003d 96490,0 C, naboj elektronov, izmerjen z različnimi metodami (zlasti v poskusih R. Millikena), pa je 1,602 × 10 -19 C. Od tu lahko najdete N. Ta metoda določanja Avogadrove številke se zdi ena najbolj natančnih.

Perrinovi poskusi.

Na podlagi kinetične teorije je bil pridobljen izraz, ki vključuje Avogadrovo število in opisuje zmanjšanje gostote plina (na primer zraka) z višino stebra tega plina. Če bi bilo mogoče prešteti število molekul v 1 cm 3 plina na dveh različnih višinah, bi lahko z uporabo navedenega izraza našli N. Žal tega ni mogoče storiti, saj so molekule nevidne. Vendar je J. Perrin leta 1910 pokazal, da zgornji izraz velja tudi za suspenzije koloidnih delcev, ki so vidni pod mikroskopom. Štetje števila delcev na različnih višinah v suspenzijski koloni je dalo Avogadrovo število 6,82 x 10 23. Iz druge serije poskusov, v katerih je bil izmerjen povprečni kvadratni premik koloidnih delcev kot posledica njihovega Brownovega gibanja, je Perrin dobil vrednost N\u003d 6,86 × 10 23. Kasneje so drugi raziskovalci ponovili nekatere Perrinove poskuse in dobili vrednosti, ki se dobro ujemajo s trenutno sprejetimi. Treba je opozoriti, da so Perrinovi poskusi postali prelomnica v odnosu znanstvenikov do atomske teorije snovi - prej so jo nekateri znanstveniki obravnavali kot hipotezo. W. Ostwald, izjemni kemik tistega časa, je to spremembo v svojih pogledih izrazil na naslednji način: »Skladnost Brownovega gibanja z zahtevami kinetične hipoteze ... je celo najbolj pesimistične znanstvenike prisilila, da so govorili o eksperimentalnem dokaz atomske teorije."

Izračuni z uporabo Avogadrove številke.

S pomočjo Avogadrovega števila so bile pridobljene natančne mase atomov in molekul številnih snovi: natrija, 3,819×10 -23 g (22,9898 g / 6,02×10 23), ogljikovega tetraklorida, 25,54×10 -23 g itd. . Lahko se tudi pokaže, da bi moral 1 g natrija vsebovati približno 3×10 22 atomov tega elementa.
Poglej tudi

> Avogadrova številka

Ugotovite, kaj je Avogadrovo število v molitvah. Preučite razmerje med količino snovi molekul in Avogadrovim številom, Brownovim gibanjem, plinsko konstanto in Faradayevim številom.

Število molekul v molu se imenuje Avogadrovo število, ki je 6,02 x 10 23 mol -1.

Učna naloga

• Razumeti razmerje med Avogadrovim številom in moli.

Ključne točke

• Avogadro je predlagal, da v primeru enakega tlaka in temperature enake količine plina vsebujejo enako število molekul.
• Avogadrova konstanta je pomemben dejavnik, saj povezuje druge fizikalne konstante in lastnosti.
• Albert Einstein je verjel, da je to število mogoče izpeljati iz količine Brownovega gibanja. Prvič ga je leta 1908 izmeril Jean Perrin.

Pogoji

• Plinska konstanta je univerzalna konstanta (R), ki izhaja iz zakona idealnega plina. Izvleče se iz Boltzmannove konstante in Avogadrovega števila.
• Faradayeva konstanta je količina električnega naboja na mol elektronov.
• Brownovo gibanje je naključni premik elementov, ki nastanejo zaradi udarcev s posameznimi molekulami v tekočini.

Če se soočate s spremembo količine snovi, potem je lažje uporabiti enoto, ki ni število molekul. Mol je osnovna enota v mednarodnem sistemu in prenaša snov, ki vsebuje toliko atomov, kolikor je shranjenih v 12 g ogljika-12. Ta količina snovi se imenuje Avogadrovo število.

Uspelo mu je vzpostaviti razmerje med masami enakega volumna različnih plinov (v pogojih enake temperature in tlaka). To prispeva k razmerju njihovih molekulskih mas

Avogadrovo število kaže število molekul v enem gramu kisika. Ne pozabite, da je to pokazatelj kvantitativne značilnosti snovi in ​​ne neodvisne velikosti meritve. Leta 1811 je Avogadro uganil, da je prostornina plina lahko sorazmerna s številom atomov ali molekul, na to pa ne bo vplivala narava plina (število je univerzalno).

Jean Perinne je leta 1926 prejel Nobelovo nagrado za fiziko za izpeljavo Avogadrove konstante. Torej je Avogadrovo število 6,02 x 10 23 mol -1.

znanstveni pomen

Konstanta Avogadrova ima vlogo pomembnega člena pri makro- in mikroskopskih opazovanjih narave. Nekako gradi most za druge fizične konstante in lastnosti. Na primer, vzpostavi razmerje med plinsko konstanto (R) in Boltzmannom (k):

R = kN A = 8,314472 (15) J mol -1 K -1 .

In tudi med Faradayjevo konstanto (F) in osnovnim nabojem (e):

F = N A e = 96485,3383 (83) C mol -1.

Stalni izračun

Opredelitev števila vpliva na izračun mase atoma, ki jo dobimo tako, da maso mola plina delimo z Avogadrovim številom. Leta 1905 je Albert Einstein predlagal, da ga izpeljemo na podlagi velikosti Brownovega gibanja. To idejo je Jean Perrin preizkusil leta 1908.

Fizikalna količina, ki je enaka številu strukturnih elementov (ki so molekule, atomi itd.) na en mol snovi, se imenuje Avogadrovo število. Njegova trenutno uradno sprejeta vrednost je NA = 6,02214084(18)×1023 mol -1, odobrena je bila leta 2010. Leta 2011 so bili objavljeni rezultati novih študij, ki veljajo za natančnejše, vendar trenutno niso uradno odobreni.

Avogadrov zakon je zelo pomemben pri razvoju kemije, dovolil je izračunati težo teles, ki lahko spremenijo stanje, postanejo plinasta ali parna. Na podlagi Avogadrovega zakona se je začela razvijati atomsko-molekularna teorija, ki izhaja iz kinetične teorije plinov.

Poleg tega je bila s pomočjo Avogadrovega zakona razvita metoda za pridobivanje molekulske mase topljencev. Da bi to naredili, so bili zakoni idealnih plinov razširjeni na razredčene raztopine, ki temeljijo na ideji, da bo topljenec porazdeljen po volumnu topila, kot se plin porazdeli v posodi. Tudi Avogadrov zakon je omogočil določitev resnične atomske mase številnih kemičnih elementov.

Praktična uporaba Avogadrove številke

Konstanta se uporablja pri izračunu kemijskih formul in v procesu sestavljanja enačb kemijskih reakcij. S pomočjo njega se določijo relativne molekulske mase plinov in število molekul v enem molu katere koli snovi.

Preko Avogadrovega števila se izračuna univerzalna plinska konstanta, ki jo dobimo tako, da to konstanto pomnožimo z Boltzmannovo konstanto. Poleg tega lahko z množenjem Avogadrovega števila in osnovnega električnega naboja dobimo Faradayjevo konstanto.

Uporaba posledic Avogadrovega zakona

Prva posledica zakona pravi: "En mol plina (kateri koli) pod enakimi pogoji zaseda en volumen." Tako je v normalnih pogojih prostornina enega mola katerega koli plina 22,4 litra (ta vrednost se imenuje molska prostornina plina) in z uporabo Mendeleev-Clapeyronove enačbe lahko določite prostornino plina pri katerem koli tlaku in temperaturi.

Druga posledica zakona: "Molarna masa prvega plina je enaka zmnožku molske mase drugega plina in relativne gostote prvega plina do drugega." Z drugimi besedami, pod enakimi pogoji, če poznamo razmerje med gostoto dveh plinov, lahko določimo njuni molski masi.

V času Avogadra je bila njegova hipoteza teoretično nedokazljiva, vendar je olajšala eksperimentalno ugotavljanje sestave plinskih molekul in določanje njihove mase. Sčasoma je bila pod njegovimi poskusi prinesena teoretična osnova, zdaj pa se uporablja Avogadrovo število

Avogadrov zakon

Ob zori razvoja atomske teorije () je A. Avogadro postavil hipotezo, po kateri pri enaki temperaturi in tlaku enake količine idealnih plinov vsebujejo enako število molekul. Kasneje se je izkazalo, da je ta hipoteza nujna posledica kinetične teorije in je zdaj znana kot Avogadrov zakon. Lahko ga formuliramo na naslednji način: en mol katerega koli plina pri enaki temperaturi in tlaku zavzema enako prostornino, pod normalnimi pogoji je enak 22,41383 . Ta količina je znana kot molska prostornina plina.

Avogadro sam ni ocenjeval števila molekul v določenem volumnu, vendar je razumel, da je to zelo velika količina. Prvi poskus najti število molekul, ki zavzemajo dano prostornino, je naredil J. Loschmidt; ugotovljeno je bilo, da 1 cm³ idealnega plina v normalnih pogojih vsebuje 2,68675 10 19 molekul. Po imenu tega znanstvenika se je navedena vrednost imenovala Loschmidtova številka (ali konstanta). Od takrat je bilo razvito veliko število neodvisnih metod za določanje števila Avogadro. Odlično ujemanje dobljenih vrednosti je prepričljiv dokaz resničnega obstoja molekul.

Razmerje med konstantami

• Preko produkta Boltzmannove konstante, univerzalne plinske konstante, R=kN A.
• S produktom osnovnega električnega naboja in Avogadrovega števila je Faradayeva konstanta izražena, F=en A.

Poglej tudi

Fundacija Wikimedia. 2010 .

Poglejte, kaj je "Avogadrova konstanta" v drugih slovarjih:

Avogadrova konstanta- Avogadro konstanta statusas T sritis Standardizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas(ai) Grafinis formatas atitikmenys: engl. Avogadro stalni vok. Avogadro Konstante, ž; Avogadrosche Konstante, f rus. Avogadrova stalnica ... Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

Avogadrova konstanta- Avogadro konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. Avogadrova konstanta; Avogadrovo številko vok. Avogadro Konstante, ž; Avogadrosche Konstante, f rus. Avogadrova konstanta, f; Avogadrovo število, n pranc. konstante d'Avogadro, f; nombre… … Fizikos terminų žodynas

Avogadrova konstanta- Avogadro konstanta statusas T sritis Energetika apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas(ai) MS Word formatas atitikmenys: engl. Avogadrov stalni vok. Avogadro Konstante, ž; Avogadrosche Konstante, f rus. Avogadrova konstanta, f; konstantno...... Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

- (Avogadro število) (NA), število molekul ali atomov v 1 molu snovi; NA = 6,022? 1023 mol 1. Poimenovan po A. Avogadru ... Moderna enciklopedija

Avogadrova konstanta- (Avogadro število) (NA), število molekul ali atomov v 1 molu snovi; NA=6,022´1023 mol 1. Imenovan po A. Avogadru. … Ilustrirani enciklopedični slovar

Avogadro Amedeo (08/09/1776, ‒ 07/09/1856, ibid.), italijanski fizik in kemik. Diplomiral je iz prava, nato je študiral fiziko in matematiko. Dopisni član (1804), redni akademik (1819), nato pa direktor oddelka ... ...

- (Avogadro) Amedeo (08.09.1776, Torino, 07.09.1856, ibid.), italijanski fizik in kemik. Diplomiral je iz prava, nato je študiral fiziko in matematiko. Dopisni član (1804), redni akademik (1819), nato pa direktor oddelka za fiziko ... ... Velika sovjetska enciklopedija

Konstanta fine strukture, običajno označena kot, je temeljna fizična konstanta, ki označuje moč elektromagnetne interakcije. Leta 1916 ga je uvedel nemški fizik Arnold Sommerfeld kot merilo ... ... Wikipedia

- (Avogadrovo število), število strukturnih elementov (atomov, molekul, ionov ali drugih h c) v enotah. štejte va do va (v enem molu). Imenovan po A. Avogadru, imenovan NA. A. p. ena od temeljnih fizikalnih konstant, ki je bistvena za določanje mnogih ... Fizična enciklopedija

KONSTANTNO- vrednost, ki ima konstantno vrednost na področju svoje uporabe; (1) P. Avogadro je isto kot Avogadro (glej); (2) P. Boltzmann je univerzalna termodinamična količina, ki povezuje energijo elementarnega delca z njegovo temperaturo; označeno s k,…… Velika politehnična enciklopedija

knjige

• Biografije fizikalnih konstant. Fascinantne zgodbe o univerzalnih fizikalnih konstantah. 46. ​​številka
• Biografije fizikalnih konstant. Fascinantne zgodbe o univerzalnih fizikalnih konstantah, O. P. Spiridonov. Ta knjiga je posvečena obravnavanju univerzalnih fizikalnih konstant in njihovi pomembni vlogi v razvoju fizike. Naloga knjige je v priljubljeni obliki pripovedovati o pojavu v zgodovini fizike ...

Enota za atomsko maso. Avogadrovo število

Snov je sestavljena iz molekul. Z molekulo razumemo najmanjši delec dane snovi, ki ohranja kemijske lastnosti dane snovi.

Bralec: In v kakšnih enotah se meri masa molekul?

Avtor: Maso molekule lahko izmerimo v kateri koli enoti mase, na primer v tonah, a ker so mase molekul zelo majhne: ~ 10 -23 g, potem za udobje uvedli posebno enoto enota atomske mase(a.u.m.).

enota atomske maseimenujemo vrednost, ki je enaka -ti masi ogljikovega atoma 6 C 12 .

Zapis 6 C 12 pomeni: ogljikov atom z maso 12 a.m.u. in naboj jedra je 6 osnovnih nabojev. Podobno je 92 U 235 atom urana z maso 235 a.m.u. in naboj jedra je 92 elementarnih nabojev, 8 O 16 je atom kisika z maso 16 amu in naboj jedra je 8 elementarnih nabojev itd.

Bralec: Zakaj je bila vzeta kot atomska enota mase (vendar ne oz ) del mase atoma in natančno ogljika in ne kisika ali plutonija?

Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da 1 g » 6,02×10 23 a.m.u.

Imenuje se število, ki kaže, kolikokrat je masa 1 g večja od 1 amu Avogadrovo število: N A = 6,02×10 23 .

Od tod

N A × (1 amu) = 1 g. (5.1)

Če zanemarimo maso elektronov in razliko v masi protona in nevtrona, lahko rečemo, da Avogadrovo število približno kaže, koliko protonov (ali, kar je skoraj enako, atomov vodika) je treba vzeti, da nastane masa 1 g (slika 5.1).

Krt

Masa molekule, izražena v atomskih masnih enotah, se imenuje relativna molekulska masa .

Označeno Gospod(r- od relativnega - relativno), na primer:

12 amu = 235 amu

Del snovi, ki vsebuje toliko gramov dane snovi, kolikor enot atomske mase vsebuje molekulo dane snovi, se imenuje molem(1 mol).

Na primer: 1) relativna molekulska masa vodika H 2: torej ima 1 mol vodika maso 2 g;

2) relativna molekulska masa ogljikovega dioksida CO 2:

12 amu + 2×16 amu = 44 amu

torej ima 1 mol CO 2 maso 44 g.

Izjava. En mol katere koli snovi vsebuje enako število molekul: N A \u003d 6,02 × 10 23 kos.

Dokaz. Naj bo relativna molekulska masa snovi Gospod(am.u.) = Gospod× (1 amu). Potem ima po definiciji 1 mol dane snovi maso Gospod(d) = Gospod×(1 g). Naj bo N je torej število molekul v enem molu

N×(masa ene molekule) = (masa enega mola),

Mol je osnovna merska enota SI.

Komentar. Mol je mogoče definirati drugače: 1 mol je N A \u003d \u003d 6,02 × 10 23 molekul te snovi. Potem je enostavno razumeti, da je masa 1 mola enaka Gospod(G). Dejansko ima ena molekula maso Gospod(a.m.u.), tj.

(masa ene molekule) = Gospod× (1 amu),

(masa enega mola) = N A × (masa ene molekule) =

= N A × Gospod× (1 amu) = .

Masa 1 mola se imenuje molska masa te snovi.

Bralec: Če vzamemo maso t neka snov, katere molska masa je enaka m, koliko molov bo potem?

Spomnimo se:

Bralec: In v katerih enotah v sistemu SI naj se meri m?

, [m] = kg/mol.

Na primer molska masa vodika