BAB 4. KELAS INFORMASI AWAL TENTANG STRUKTUR MASALAH
Pemecahan masalah pada topik ini seharusnya membantu siswa mengembangkan konsep awal tentang struktur molekul zat.
Dalam tugas, pertama-tama perlu mempertimbangkan fakta-fakta berikut: penjelasan ilmiah yang mau tidak mau mengarah pada gagasan bahwa benda terdiri dari partikel-partikel kecil – molekul.
Selanjutnya, sejumlah masalah harus diselesaikan yang memberikan gambaran tentang ukuran molekul, serta sifat, pergerakan, dan interaksinya. Karena tidak mencukupi pelatihan matematika siswa, sebagian besar tugas harus berkualitas tinggi.
Perhatian besar juga harus diberikan pada masalah eksperimental. Tidak rumit tugas eksperimental Siswa juga dapat melakukannya di rumah.
Informasi yang diperoleh tentang struktur molekul suatu zat kemudian digunakan untuk menjelaskan perbedaan antara padat, cair dan keadaan gas zat.
1. Keberadaan molekul. Ukuran molekul
Berguna untuk memperjelas dan memperdalam konsep awal molekul dan ukurannya dengan bantuan tugas di mana foto-foto molekul diperoleh dengan menggunakan mikroskop elektron.
Pemecahan masalah ditampilkan struktur yang kompleks molekul, opsional. Namun dalam rencana pengantar, terutama di kelas dengan prestasi akademik yang kuat, kita dapat mempertimbangkan 2-3 soal yang menunjukkan bahwa molekul zat kompleks terdiri dari lebih banyak partikel halus- atom.
Selain soal kualitatif, Anda juga dapat memberikan soal perhitungan sederhana tentang ukuran absolut dan relatif molekul.
43. Gambar 11 menunjukkan foto sebuah partikel padat, diperoleh dengan menggunakan mikroskop elektron. Yang
Beras. 11. (lihat pemindaian)
Dapatkah diambil kesimpulan berdasarkan foto ini tentang struktur benda padat? Dengan menggunakan skala yang ditunjukkan dalam foto, tentukan ukuran satu partikel - sebuah molekul.
Larutan. Perhatian tertuju pada fakta bahwa semua molekul adalah identik, terletak pada benda padat di dalam urutan tertentu dan memiliki kemasan yang sangat padat sehingga hanya ada sedikit celah yang tersisa di antara keduanya.
Untuk menentukan diameter molekul, hitung jumlahnya (50) pada jarak yang ditunjukkan yaitu 0,00017 cm, dan dengan menghitung, carilah diameter molekul kira-kira 0,000003 cm.
Beri tahu siswa bahwa ini adalah molekul raksasa. Sebuah molekul air, misalnya, memiliki diameter sekitar seratus kali lebih kecil.
44. Mikroskop optik dapat membedakan benda-benda yang berukuran sekitar 0,00003 cm. Mungkinkah melihat setetes air dengan diameter seratus, seribu, satu juta molekul dalam mikroskop seperti itu? Diameter molekul air kira-kira
Akibatnya, dengan mikroskop optik Anda hanya dapat melihat setetes air yang diameternya setidaknya 1000 kali lebih besar dari diameter molekul air. Molekul air sendiri tidak dapat dilihat dengan mikroskop optik.
45. Banyaknya molekul di udara pada tekanan normal dan 0°C adalah . Dengan asumsi diameter satu molekul gas kira-kira 0,00000003 cm, hitunglah berapa panjang “manik-manik” tersebut jika semua molekul tersebut dapat dirangkai erat pada benang tak kasat mata.
Menjawab. 8 juta km.
46(e). Tempatkan dua tabung reaksi secara terbalik di dalam air dan letakkan di dalamnya kabel telanjang yang menempel pada kutub baterai. Amati gelembung gas dan periksa komposisinya menggunakan serpihan yang membara. Dari mana asal gas tersebut?
Larutan. Berdasarkan pembakaran terang serpihan di satu tabung reaksi dan kilatan cahaya di tabung reaksi lainnya, disimpulkan bahwa terdapat oksigen di satu tabung reaksi dan hidrogen di tabung reaksi lainnya.
Mereka menjelaskan bahwa gas muncul selama penguraian molekul air. Akibatnya, sifat-sifat suatu molekul tidak dipertahankan ketika dibagi menjadi bagian-bagian yang lebih kecil. Siswa dapat diberitahu bahwa air juga terurai menjadi oksigen dan hidrogen ketika uap air dipanaskan sampai suhu yang sangat tinggi.
Jelas bahwa kita tidak akan dapat mengukur secara langsung partikel sekecil itu. Kita akan melakukan percobaan yang melalui perhitungan sederhana kita dapat menentukan ukuran molekul. Anda tentu pernah melihat lapisan tipis berwarna yang terbentuk dari produk minyak bumi (minyak pelumas, solar, dll) di permukaan air. Warna lapisan tipis timbul dari superposisi sinar cahaya yang dipantulkan dari atas dan permukaan bawah film - fenomena ini disebut interferensi cahaya. Untuk alasan yang sama, gelembung sabun berkilau dengan semua warna pelangi.
Anda akan mempelajari fenomena interferensi dalam pelajaran fisika. Dan sekarang kami tertarik dengan ketebalan filmnya - pernahkah Anda bertanya-tanya seberapa tebal film tersebut? Menentukan ketebalan film sangat sederhana: Anda perlu membagi volumenya dengan luas permukaan. Bahkan para pelaut zaman dahulu memperhatikan bahwa jika minyak nabati dituangkan ke permukaan air, maka akan menyebar di tempat yang sangat luas (pada saat itu muncul pendapat yang agak aneh bahwa dengan cara ini laut dapat “menenangkan” saat terjadi badai). Mungkin orang pertama yang mengukur luas noda minyak di air adalah ilmuwan dan diplomat Amerika terkemuka Benjamin Franklin (1706-1790), yang gambarnya muncul pada uang kertas seratus dolar. Miliknya penemuan terkenal- penangkal petir (atau lebih tepatnya, penangkal petir). Pada tahun 1774, Franklin melakukan perjalanan ke Eropa untuk menyelesaikan konflik lain antara Inggris dan Amerika Serikat. Di waktu luangnya dari negosiasi, ia bereksperimen dengan lapisan minyak di permukaan air. Yang mengejutkannya, satu sendok minyak sayur tersebar di seluruh permukaan kolam kecil. Jika Anda menuangkan bukan minyak sayur ke dalam air, tetapi minyak mesin yang tidak kental, noda darinya tidak akan terlalu besar: satu tetes menghasilkan lingkaran dengan diameter sekitar 20 cm kira-kira 300 cm3, volume satu tetesnya kira-kira 0,03 cm3. Jadi ketebalan filmnya adalah 0,03 cm1 / 300 cm3 = 0,0001 cm = 0,001 mm - 1 µm. Seperseribu milimeter adalah nilai yang sangat kecil; tidak semua mikroskop dapat melihat partikel sebesar ini.
Namun apakah kita mempunyai jaminan bahwa molekul oli mesin tersebar di air dalam satu lapisan? Memang, hanya dalam kasus ini ketebalan film akan sesuai dengan ukuran molekul. Kami tidak memiliki jaminan seperti itu, dan inilah alasannya. Molekul yang menyusun oli mesin disebut hidrofobik (diterjemahkan dari bahasa Yunani “hidrofobik” - “takut air”). Mereka “menempel” dengan cukup baik satu sama lain, tetapi sangat enggan dengan molekul air. Jika suatu zat yang mirip dengan oli mesin dituangkan ke permukaan air, maka akan terbentuk lapisan yang agak tebal (menurut standar molekuler), terdiri dari ratusan bahkan ribuan lapisan molekul. Selain fakta bahwa perhitungan seperti itu menarik, perhitungannya juga bagus signifikansi praktis. Misalnya, hingga saat ini tidak mungkin menghindari kecelakaan kapal tanker besar yang mengangkut minyak ribuan kilometer dari tempat produksinya. Akibat kecelakaan tersebut, jumlah yang banyak minyak, yang akan berdampak buruk pada organisme hidup. Oli lebih kental dibandingkan oli mesin, begitu pula lapisan filmnya permukaan air Ini mungkin sedikit lebih tebal. Jadi, dalam salah satu kecelakaan, 120.000 ton minyak tumpah seluas 500 km3. Seperti yang ditunjukkan oleh perhitungan sederhana, ketebalan rata-rata film tersebut adalah 200 mikron. Ketebalan lapisan film bergantung pada jenis minyak dan suhu air: di laut dingin, saat minyak menjadi lebih kental, lapisan filmnya lebih tebal, di laut hangat, saat minyak menjadi kurang kental, lapisannya lebih tipis. Namun bagaimanapun juga, kecelakaan sebuah kapal tanker besar, ketika puluhan ribu ton minyak jatuh ke laut, adalah sebuah bencana. Toh jika semua minyak yang tumpah menyebar lapisan tipis, kemudian terbentuk suatu titik dengan area yang sangat luas, dan sangat sulit untuk menghilangkan film semacam itu.
Mungkinkah suatu zat tersebar di atas air sehingga hanya terbentuk satu lapisan molekul (lapisan seperti itu disebut monomolekuler)? Ternyata hal ini mungkin terjadi, tetapi alih-alih oli mesin atau minyak bumi, Anda perlu mengonsumsi zat lain. Molekul-molekul zat tersebut harus mempunyai gugus atom yang disebut hidrofilik (yakni “menyukai air”) di satu ujung, dan gugus hidrofobik di ujung yang lain. Apa yang terjadi jika suatu zat yang terdiri dari molekul-molekul tersebut diletakkan di atas permukaan air? Bagian molekul yang hidrofilik, yang berusaha larut dalam air, akan menarik molekul tersebut ke dalam air, sedangkan bagian hidrofobik yang “takut” terhadap air akan dengan keras kepala menghindari kontak dengan air. Sebagai hasil dari “kesalahpahaman” timbal balik tersebut, molekul-molekul (jika mereka “ditekan” sedikit dari samping menggunakan papan) akan berbaris di permukaan air seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 3.1: ujung hidrofiliknya tenggelam ke dalam air, dan ujung hidrofobiknya menonjol.
\6666666666ы/
Beras. 3.1. Beginilah cara molekul surfaktan berorientasi pada batas air-udara, membentuk “benteng Langmuir” - dinamai menurut ahli kimia dan fisikawan Amerika Irving Langmuir (1881-1957), yang pada tahun 1916 menciptakan teori struktur lapisan tersebut pada permukaan cairan
Zat yang berperilaku seperti ini disebut surfaktan. Ini termasuk, misalnya, sabun dan lainnya deterjen; asam oleat, yang merupakan bagian dari minyak bunga matahari; alkohol palmitat, yang merupakan bagian dari minyak sawit dan minyak ikan paus. Penyebaran zat-zat tersebut di atas permukaan air menghasilkan lapisan film yang jauh lebih tipis dibandingkan oli mesin. Fenomena ini sudah diketahui sejak lama, pengalaman serupa dilakukan pada abad ke-18. Tapi hanya di akhir XIX- pada awal abad ke-20, sebagai hasil percobaan yang dilakukan oleh fisikawan Inggris John William Rayleigh (1842-1919), fisikawan Jerman Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1923) dan sejumlah ilmuwan lainnya, ditunjukkan bahwa ketebalan film dapat mencapai ukuran yang sangat kecil sehingga sebanding dengan ukuran molekul individu.
Dalam salah satu eksperimen ini, ahli kimia Inggris Neil Kensington Adam. Sebagian besar molekul dan ion zat yang kita kenal memiliki ukuran orde 1 nm. Jadi, diameter molekul hidrogen kira-kira 0,2 nm, yodium - 0,5 nm, etil alkohol- 0,4nm; jari-jari ion aluminium adalah 0,06 nm, natrium - 0,10 nm, klorida - 0,13 nm, klorin - 0,18 nm, yodium - 0,22 nm. Namun di antara molekul-molekul juga terdapat raksasa, yang ukurannya, menurut standar molekuler, benar-benar sangat besar. Jadi, di dalam inti sel hewan dan tumbuhan tingkat tinggi terdapat molekul keturunan - asam deoksiribonukleat (DNA). Panjangnya bisa melebihi 2.000.000 nm, yaitu 2 mm!
Untuk menyimpulkan bagian ini - cerita pendek tentang metode cerdik (meskipun bukan yang paling akurat) yang digunakan pada tahun 1908 oleh ilmuwan Perancis Jean Perrin untuk “menimbang” molekul. Seperti yang Anda ketahui, kepadatan udara berkurang seiring dengan ketinggian. Juga di awal XIX abad, ilmuwan Perancis Pierre Laplace mengembangkan rumus yang memungkinkan seseorang menghitung tekanan pada ketinggian berbeda. Menurut rumus ini, tekanan atmosfer turun setengahnya untuk setiap kenaikan 6 km. Nilai ini tentu saja bergantung pada kekuatannya gravitasi, serta massa molekul udara. Jika udara tidak terdiri dari nitrogen dan oksigen, tetapi dari molekul hidrogen yang sangat ringan (16 kali lebih ringan dari molekul oksigen), maka penurunan tekanan atmosfer hingga setengahnya akan diamati pada ketinggian bukan 6 km, tetapi sekitar 16 kali lipat. lebih, yaitu sekitar 100 km. Sebaliknya, jika molekulnya sangat berat, atmosfer akan “ditekan” ke permukaan bumi dan tekanannya akan turun dengan cepat seiring dengan ketinggian.
Beralasan seperti ini. Alih-alih menggunakan molekul, Perrin memutuskan untuk menggunakan bola-bola kecil pewarna gummigut yang tersuspensi dalam air. Ia mencoba membuat suspensi (emulsi) dengan bola-bola dengan ukuran yang sama - diameter sekitar 1 mikron. Kemudian dia meletakkan setetes emulsi di bawah mikroskop dan, dengan menggerakkan sekrup mikroskop secara vertikal, menghitung jumlah bola karet pada ketinggian yang berbeda. Ternyata rumus Laplace cukup dapat diterapkan pada emulsi: untuk setiap kenaikan 6 mikron, jumlah bola di bidang pandang berkurang setengahnya. Karena 6 km persisnya satu miliar kali lebih besar dari 6 mikron, Perrin menyimpulkan bahwa molekul oksigen dan nitrogen juga berkali-kali lebih ringan daripada bola karet (dan massanya sudah dapat ditentukan secara eksperimental).
Massa molar air:
Jika molekul-molekul dalam suatu cairan tersusun rapat dan masing-masing molekul tersebut masuk ke dalam kubus yang bervolume V 1 dengan tulang rusuk D, Itu .
Volume satu molekul: ,di mana: Vm satu doa, tidak ada- Nomor Avogadro.
Volume satu mol cairan: , dimana: M- massa molarnya adalah kepadatannya.
Diameter Molekul:
Menghitung, kita punya: 
Relatif massa molekul aluminium Mr = 27. Tentukan karakteristik molekul utamanya.
1. Massa molar aluminium: M=Mr. 10 -3 M = 27 . 10 -3
Tentukan konsentrasi molekul helium (M = 4,10 -3 kg/mol) di kondisi normal(p=10 5 Pa, T=273K), kecepatan akar rata-rata kuadrat dan kepadatan gasnya.Dari kedalaman berapa gelembung udara muncul di badan air jika volumenya menjadi dua kali lipat? Kita tidak tahu apakah suhu udara di dalam gelembung tetap sama. Jika sama, maka proses pendakian dijelaskan dengan persamaan pV=konstan . Jika berubah, maka persamaannya.
pV/T=konstan
Mari kita evaluasi apakah kita melakukan kesalahan besar jika mengabaikan perubahan suhu. hal 1 V 1 =p 2 V 2, Di mana: hal 1- tekanan udara dalam gelembung pada kedalaman h (p 1 = p atm. + rgh), hal 2- tekanan udara dalam gelembung dekat permukaan. p 2 = p atm.
 |
(p atm + rgh)V =p atm 2V; ;
|
Udara tersumbat di dalam gelas yang terbalik. Soalnya menyatakan bahwa kaca mulai tenggelam hanya pada kedalaman tertentu. Rupanya, jika dilepaskan pada kedalaman kurang dari kedalaman kritis tertentu, ia akan melayang (dengan asumsi kaca ditempatkan secara vertikal dan tidak terbalik).
Tingkat di mana kaca mengapung dan di bawahnya tenggelam, dicirikan oleh kesetaraan gaya yang diterapkan pada kaca dari sisi yang berbeda.
Gaya-gaya yang bekerja pada kaca dalam arah vertikal adalah gaya gravitasi yang diarahkan ke bawah dan gaya apung yang diarahkan ke atas.
Gaya apung berhubungan dengan massa jenis zat cair di mana kaca ditempatkan dan volume zat cair yang dipindahkan olehnya.
Gaya gravitasi yang bekerja pada kaca berbanding lurus dengan massanya.
Berdasarkan konteks soal, ketika kaca tenggelam, gaya ke atas berkurang. Penurunan gaya apung hanya dapat terjadi karena penurunan volume zat cair yang dipindahkan, karena zat cair praktis tidak dapat dimampatkan dan massa jenis air di permukaan dan pada kedalaman tertentu adalah sama.
Penurunan volume cairan yang dipindahkan dapat terjadi karena adanya kompresi udara di dalam kaca, yang selanjutnya dapat terjadi karena peningkatan tekanan. Perubahan suhu saat kaca direndam dapat diabaikan jika kita tidak tertarik pada keakuratan hasil yang terlalu tinggi. Pembenaran terkait diberikan pada contoh sebelumnya.
Hubungan antara tekanan gas dan volumenya di suhu konstan dinyatakan dengan hukum Boyle-Mariotte.
Tekanan zat cair sebenarnya meningkat seiring dengan kedalaman dan diteruskan ke segala arah, termasuk ke atas, secara merata.
Tekanan hidrostatis berbanding lurus dengan massa jenis zat cair dan tingginya (kedalaman perendaman).
Dicatat sebagai persamaan asli persamaan yang mencirikan keadaan kesetimbangan kaca, secara berurutan menggantikan ekspresi yang ditemukan selama analisis masalah dan menyelesaikan persamaan yang dihasilkan untuk kedalaman yang diinginkan, kita sampai pada kesimpulan bahwa untuk mendapatkan jawaban numerik kita perlu mengetahui nilai massa jenis air, tekanan atmosfer, massa kaca, volume dan percepatannya jatuh bebas.
Seluruh argumentasi yang dikemukakan dapat ditampilkan sebagai berikut:
Karena tidak ada data di teks soal, kami akan mengaturnya sendiri.
Diberikan:
Massa jenis air r=10 3 kg/m 3.
Tekanan atmosfer 10 5 Pa.
Volume gelas 200 ml = 2 00. 10 -3 aku = 2. 10 -4 m3.
Massa gelas tersebut adalah 50 g = 5. 10 -2kg.
Percepatan gravitasi g = 10 m/s 2.
Solusi numerik:
|
Masalah naiknya balon, seperti halnya masalah kaca yang tenggelam, dapat digolongkan sebagai masalah statis.
Bola akan mulai naik dengan cara yang sama seperti kaca tenggelam, segera setelah kesetaraan gaya yang diterapkan pada benda-benda ini dan diarahkan ke atas dan ke bawah terganggu. Bola, seperti halnya kaca, dipengaruhi oleh gaya gravitasi yang diarahkan ke bawah dan gaya apung yang diarahkan ke atas.
Gaya apung berhubungan dengan kepadatan udara dingin yang mengelilingi bola. Massa jenis ini dapat dicari dari persamaan Mendeleev-Clapeyron.
Gaya gravitasi berbanding lurus dengan massa bola. Massa bola, pada gilirannya, terdiri dari massa cangkang dan massa udara panas di dalamnya. Massa udara panas juga dapat dicari dari persamaan Mendeleev-Clapeyron.
Secara skematis, alasannya dapat ditampilkan sebagai berikut:
Dari persamaan tersebut kita dapat menyatakan besaran yang diinginkan, memperkirakan nilai yang mungkin diperlukan untuk memperoleh solusi numerik soal besaran, substitusikan besaran-besaran tersebut ke dalam persamaan yang dihasilkan dan temukan jawabannya dalam bentuk numerik.
Sebuah bejana tertutup berisi 200 g helium. Gas membuat proses yang sulit. Perubahan parameternya tercermin dalam grafik ketergantungan volume pada suhu absolut.1. Nyatakan massa gas dalam SI.
2. Berapa massa molekul relatif gas ini?
3. Berapa massa molar gas tersebut (dalam SI)?
4. Berapa jumlah zat yang terkandung dalam bejana tersebut?
5. Berapa jumlah molekul gas yang ada di dalam bejana?
6. Berapa massa satu molekul gas tersebut?
7. Sebutkan proses pada bagian 1-2, 2-3, 3-1.
8. Tentukan volume gas di titik 1,2, 3, 4 dalam ml, l, m 3.
9. Tentukan suhu gas di titik 1,2, 3, 4 pada 0 C, K.
10. Tentukan tekanan gas pada titik 1, 2, 3, 4 in mm. rt. Seni. , atm, Pa.
11. Gambar proses ini pada grafik tekanan versus suhu absolut.
12. Gambarkan proses ini pada grafik tekanan versus volume.
Petunjuk untuk solusi:
1. Lihat kondisinya.
2. Berat molekul relatif suatu unsur ditentukan dengan menggunakan tabel periodik.
3. M=M r·10 -3kg/mol.
7. P=const - isobarik; V=const-isokhorik; T=const - isotermal.
8. 1 m 3 = 10 3 liter; 1 liter = 10 3 ml. 9. T=t+ 273. 10. 1 atm. = 10 5 Pa = 760 mm Hg. Seni.
8-10. Anda dapat menggunakan persamaan Mendeleev-Clapeyron, atau hukum gas Boyle-Mariotte, Gay-Lussac, Charles.
Jawaban atas masalahnya
| m = 0,2kg | |||||||
| Tuan = 4 | |||||||
| M = 4 · 10 -3 kg/mol | |||||||
| n = 50 mol | |||||||
| N = 3 10 25 | |||||||
| m =6,7 · 10 -27kg | |||||||
| 1 - 2 - isobarik | |||||||
| 2 - 3 - isokhorik | |||||||
| 3 - 1 - isotermal | |||||||
| № | ml | aku | m 3 | ||||
| 2 10 5 | 0,2 | ||||||
| 7 10 5 | 0,7 | ||||||
| 7 10 5 | 0,7 | ||||||
| 4 10 5 | 0,4 | ||||||
| № | 0 C | KE | |||||
| № | mmHg. | ATM | Pa | ||||
| 7.6 10 3 | 10 6 | ||||||
| 7.6 10 3 | 10 6 | ||||||
| 2.28 10 3 | 0,3 10 6 | ||||||
| 3,8 10 3 | 0,5 10 6 | ||||||
 |
 |
||||||
Kikoin A.K. Cara sederhana untuk menentukan ukuran molekul // Quantum. - 1983. - Nomor 9. - Hlm.29-30.
Dengan persetujuan khusus dengan dewan redaksi dan editor jurnal "Kvant"
DI DALAM fisika molekuler utama " karakter“adalah molekul, partikel sangat kecil yang tak terbayangkan yang menyusun semua zat di dunia. Jelas bahwa untuk mempelajari banyak fenomena, penting untuk mengetahui apa molekulnya. Khususnya, berapa ukurannya.
Ketika orang berbicara tentang molekul, mereka biasanya dianggap sebagai bola kecil, elastis, dan keras. Oleh karena itu, mengetahui ukuran molekul berarti mengetahui jari-jarinya.
Meski kecil ukuran molekul, fisikawan telah mampu mengembangkan banyak cara untuk menentukannya. Fisika 9 berbicara tentang dua di antaranya. Kita memanfaatkan sifat beberapa (sangat sedikit) cairan untuk menyebar dalam bentuk film setebal satu molekul. Di negara lain, ukuran partikel ditentukan menggunakan perangkat kompleks - proyektor ion.
Namun demikian, ada metode yang sangat sederhana, meskipun bukan yang paling akurat, untuk menghitung jari-jari molekul (atau atom). Hal ini didasarkan pada fakta bahwa molekul suatu zat, ketika berada dalam padatan atau keadaan cair, dapat dianggap berdekatan satu sama lain. Dalam hal ini, untuk perkiraan kasar, kita dapat mengasumsikan volumenya V beberapa massa M zat itu sederhana sama dengan jumlahnya volume molekul yang dikandungnya. Kemudian kita mendapatkan volume satu molekul dengan membagi volumenya V per jumlah molekul N.
Jumlah molekul dalam berat badan M sama dengan, seperti diketahui, \(~N_a \frac(m)(M)\), di mana M- massa molar suatu zat N A adalah bilangan Avogadro. Oleh karena itu volumenya V 0 dari satu molekul ditentukan dari persamaan
\(~V_0 = \frac(V)(N) = \frac(VM)(m N_A)\) .
Ungkapan ini mencakup perbandingan volume suatu zat terhadap massanya. Hubungan terbalik \(~\frac(m)(V) = \rho\) adalah massa jenis zat, jadi
\(~V_0 = \frac(M)(\rho N_A)\) .
Kepadatan hampir semua zat dapat ditemukan pada tabel yang dapat diakses oleh semua orang. Masa molar mudah untuk menentukan jika diketahui rumus kimia zat.
\(~\frac(4)(3) \pi r^3 = \frac(M)(\rho N_A)\) .
dari situ kita memperoleh ekspresi jari-jari molekul:
\(~r = \sqrt (\frac(3M)(4 \pi \rho N_A)) = \sqrt (\frac(3)(4 \pi N_A)) \sqrt (\frac(M)(\rho) )\) .
Yang pertama dari dua akar ini adalah konstan, sama dengan ≈ 7,4 · 10 -9 mol 1/3, jadi rumusnya R berpura-pura
\(~r \kira-kira 7.4 \cdot 10^(-9) \sqrt (\frac(M)(\rho)) (m)\) .
Misalnya, jari-jari molekul air yang dihitung menggunakan rumus ini adalah sama dengan R B ≈ 1,9 · 10 -10 m.
Metode yang dijelaskan untuk menentukan jari-jari molekul tidak dapat akurat hanya karena bola-bola tersebut tidak dapat ditempatkan sedemikian rupa sehingga tidak ada celah di antara bola-bola tersebut, meskipun bola-bola tersebut bersentuhan satu sama lain. Selain itu, dengan “pengemasan” bola-molekul seperti itu, pergerakan molekul tidak mungkin terjadi. Namun demikian, perhitungan ukuran molekul menggunakan rumus di atas memberikan hasil yang hampir sama dengan hasil metode lain, yang jauh lebih akurat.
Saya ingin membicarakannya hal-hal penting, yang jarang dijelaskan di situs web perusahaan yang menjual sistem pembersihan, namun jauh lebih menyenangkan untuk memahami apa yang kita bicarakan saat memilih filter untuk keluarga atau pekerjaan Anda. Ulasan ini menyajikan beberapa aspek penting, yang harus diperhitungkan saat memilih filter.
Apa itu mikron dan nanometer?
Jika Anda sedang mencari filter air, kemungkinan besar Anda akan menemukan nama “mikron”. Kapan yang sedang kita bicarakan tentang kartrid mekanis, Anda sering dapat melihat frasa seperti “unit menyaring partikel kontaminan kasar yang berukuran hingga 10 mikron atau lebih”. Tapi berapa harganya - 10 mikron? Saya ingin tahu jenis kontaminasi apa yang dapat ditembus oleh kartrid yang dirancang untuk 10 mikron. Mengenai membran (apakah itu filter aliran atau osmosis balik), istilah lain digunakan - nanometer, yang juga merupakan ukuran yang sulit untuk direpresentasikan. Satu mikron sama dengan 0,001 milimeter, yaitu jika kita membagi satu milimeter secara kondisional menjadi 1000 bagian, kita mendapatkan tepat 1 mikron. Satu nanometer sama dengan 0,001 mikron, yang pada dasarnya sama dengan sepersejuta milimeter. Nama mikron dan nanometer diciptakan untuk memudahkan merepresentasikan bilangan kecil tersebut.
Mikron paling sering digunakan untuk mewakili kedalaman filtrasi yang dihasilkan oleh polipropilen atau kartrid karbon, nanometer untuk mewakili tingkat filtrasi yang dihasilkan oleh membran ultrafiltrasi atau osmosis balik.
Apa perbedaan antara filter air?
Ada 3 jenis filter utama: flow-through, flow-through dengan membran ultrafiltrasi (membran) dan filter reverse osmosis. Apa perbedaan utama antara sistem-sistem ini? Filter aliran dapat dianggap sebagai pemurnian dasar, karena filter ini jarang memurnikan air hingga mencapai kondisi minum - yaitu, tidak seperti dua jenis filter lainnya, setelahnya air mengalir harus direbus sebelum digunakan (pengecualian adalah sistem yang mengandung bahan Aragon, Aqualene dan Ecomix). Filter membran - filter dengan membran ultrafiltrasi memurnikan air dari semua jenis kontaminan, tetapi menjaga keseimbangan garam air tetap utuh - yaitu, kalsium alami, magnesium, dan mineral lainnya tetap berada di dalam air. Sistem osmosis terbalik memurnikan air sepenuhnya, termasuk mineral, bakteri, garam - di saluran keluar filter, anehnya, air hanya mengandung molekul air.
Klorin adalah polutan air yang paling sulit.
Biasanya, untuk menghilangkan kontaminan dari air dengan sistem membran, pori-pori membran harus lebih kecil dari dimensi elemennya. Namun, hal ini tidak berlaku untuk klorin, karena dimensi molekulnya sama dengan dimensi molekul air, dan jika pori-pori membran dibuat lebih kecil dari dimensi klorin, maka air tidak akan dapat melewatinya. salah satu. Ini sungguh sebuah paradoks. Oleh karena itu, semua sistem osmosis balik sebagai bagian dari pra-filter dan pasca-filter memiliki kartrid karbon yang memurnikan klorin dari air secara menyeluruh. Dan perhatikan, karena yang utama " sakit kepala"Air Ukraina justru mengandung klorin; jika Anda ingin membeli osmosis balik, Anda harus memilih sistem dengan dua kartrid karbon di pra-filter - ini menunjukkan kualitas pemurnian.
Semoga informasi yang disajikan bermanfaat bagi Anda. Informasi lebih lanjut dapat ditemukan di situs web
