Mol je količina snovi, ki vsebuje enako količino strukturni elementi, koliko atomov vsebuje 12 g 12 C, strukturni elementi pa so običajno atomi, molekule, ioni itd. Masa 1 mola snovi, izražena v gramih, je številčno enaka njenemu molu. masa. Tako ima 1 mol natrija 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, prav tako 1 mol ogljikovega tetraklorida CCl 4, katerega masa je (12,011 + 4 35,453) = 153,823 g itd.
Avogadrov zakon.
Na zori razvoja atomska teorija(1811) A. Avogadro je postavil hipotezo, po kateri pri enaki temperaturi in tlaku v enakih prostorninah idealni plini vsebuje enako število molekule. Kasneje se je pokazalo, da je ta hipoteza nujna posledica kinetična teorija, in je zdaj znan kot Avogadrov zakon. Lahko ga formuliramo na naslednji način: en mol katerega koli plina pri enaki temperaturi in tlaku zavzema enako prostornino, pri standardni temperaturi in tlaku (0 °C, 1,01 × 10 5 Pa) pa je enako 22,41383 litrov. Ta količina je znana kot molska prostornina plina.
Avogadro sam ni ocenil števila molekul v določenem volumnu, vendar je razumel, da je to zelo velika vrednost. Prvi poskus ugotoviti število molekul, ki zasedajo določeno prostornino, je leta 1865 izvedel J. Loschmidt; ugotovljeno je bilo, da v 1 cm 3 idealen plin pri normalnih (standardnih) pogojih vsebuje 2,68675Х10 19 molekul. Po imenu tega znanstvenika se je navedena vrednost imenovala Loschmidtova številka (ali konstanta). Od takrat se razvija veliko število neodvisne metode za določanje Avogadrovega števila. Odlično ujemanje med dobljenimi vrednostmi je prepričljiv dokaz resničnega obstoja molekul.
Loschmidtova metoda
je samo zgodovinskega pomena. Temelji na predpostavki, da je utekočinjeni plin sestavljen iz tesno zapakiranih sferičnih molekul. Z merjenjem prostornine tekočine, ki je nastala iz dane prostornine plina, in poznavanjem približno prostornine plinskih molekul (ta prostornina bi lahko bila predstavljena na podlagi nekaterih lastnosti plina, na primer viskoznosti), je Loschmidt dobil oceno Avogadrovega številka ~10 22.
Določanje na podlagi merjenja naboja elektrona.
Enota za količino električne energije, znana kot Faradayevo število F, je naboj, ki ga nosi en mol elektronov, tj. F = ne, Kje e– naboj elektrona, n– število elektronov v 1 molu elektronov (t.i. Avogadrovo število). Faradayevo število je mogoče določiti z merjenjem količine električne energije, ki je potrebna za raztapljanje ali obarjanje 1 mola srebra. Natančne meritve, ki jih je izvedel ameriški nacionalni urad za standarde, so dale vrednost F= 96490,0 C, in izmerjen naboj elektrona različne metode(zlasti v poskusih R. Millikana), je enaka 1,602 × 10 –19 C. Od tu lahko najdete n. Ta metoda določanja Avogadrovega števila se zdi ena najbolj natančnih.
Perrinovi poskusi.
Na podlagi kinetične teorije je bil pridobljen izraz z Avogadrovim številom, ki opisuje upadanje gostote plina (na primer zraka) z višino stolpca tega plina. Če bi bilo mogoče izračunati število molekul v 1 cm 3 plina na dveh različnih višinah, potem z uporabo z navedenim izrazom, bi lahko našli n. Na žalost je to nemogoče storiti, ker so molekule nevidne. J. Perrin pa je leta 1910 pokazal, da omenjeni izraz velja tudi za suspenzije koloidni delci, ki so vidne pod mikroskopom. Preštevanje števila delcev, ki se nahajajo na različnih višinah v suspenzijskem stolpcu, je dalo Avogadrovo število 6,82 × 10 23. Iz drugega niza poskusov, v katerih je povprečni kvadratni premik koloidnih delcev kot posledica njihove Brownovo gibanje, je Perrin dobil vrednost n= 6,86Х10 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 zaznamovali prelomnico v odnosu znanstvenikov do atomske teorije materije - prej so jo nekateri znanstveniki obravnavali kot hipotezo. W. Ostwald, izjemen kemik tistega časa, je to spremembo v pogledih izrazil takole: »Ujemanje Brownovega gibanja z zahtevami kinetične hipoteze ... je celo najbolj pesimistične znanstvenike prisililo, da so govorili o eksperimentalni dokaz atomska teorija".
Izračuni z uporabo Avogadrovega števila.
Z uporabo Avogadrovega števila smo dobili natančne vrednosti mase atomov in molekul številnih snovi: natrij, 3,819×10 –23 g (22,9898 g/6,02×10 23), ogljikov tetraklorid, 25,54×10 –23 g itd. Lahko se tudi pokaže, da mora 1 g natrija vsebovati približno 3 × 10 22 atomov tega elementa.
Glej tudi
Če poznamo količino snovi v molih in Avogadrovo število, je zelo enostavno izračunati, koliko molekul vsebuje ta snov. Preprosto pomnožite Avogadrovo število s količino snovi.
N=N A *ν
In če pridete na kliniko, da opravite teste, recimo, sladkorja v krvi, če poznate Avogadrovo številko, lahko preprosto preštejete število molekul sladkorja v krvi. No, na primer, analiza je pokazala 5 mol. Pomnožimo ta rezultat z Avogadrovim številom in dobimo 3.010.000.000.000.000.000.000.000 kosov. Če pogledamo to sliko, postane jasno, zakaj so nehali meriti molekule v kosih in jih začeli meriti v molih.
Molska masa (M).
Če količina snovi ni znana, jo lahko ugotovimo tako, da maso snovi delimo z njeno molsko maso.
N=N A * m / M .
Edino vprašanje, ki se tukaj lahko pojavi, je: "kaj je molska masa?" Ne, to ni maša slikarja, kot se morda zdi!!! Molska masa je masa enega mola snovi. Tukaj je vse preprosto, če en mol vsebuje N A delcev (tisti. enako številu Avogadro), nato množenje mase enega takega delca m 0 z Avogadrovim številom dobimo molsko maso.
M=m 0 *N A .
Molska masa je masa enega mola snovi.
In dobro je, če je znano, kaj pa, če ni? Izračunati bomo morali maso ene molekule m 0 . Ampak tudi to ni problem. Poznati morate le njegovo kemijsko formulo in imeti pri roki periodni sistem.
Relativna molekulska masa (Mr).
Če je število molekul v snovi zelo veliko, potem je masa ene molekule m0, nasprotno, zelo majhna. Zato smo za udobje izračunov uvedli relativna molekulska masa (M r). To je razmerje med maso ene molekule ali atoma snovi in 1/12 mase ogljikovega atoma. A naj vas to ne prestraši, za atome je navedeno v periodnem sistemu, za molekule pa se izračuna kot vsota relativnih molekulskih mas vseh atomov, vključenih v molekulo. Relativna molekulska masa se meri v atomske masne enote (a.u.m), izraženo v kilogramih 1 amu = 1,67 10 -27 kg.Če to vemo, zlahka določimo maso ene molekule tako, da relativno molekulsko maso pomnožimo z 1,67 10 -27.
m 0 = M r *1,67*10 -27.
Relativna molekulska masa- razmerje med maso ene molekule ali atoma snovi in 1/12 mase ogljikovega atoma.
Razmerje med molsko in molekulsko maso.
Spomnimo se formule za iskanje molska masa:
M=m 0 *N A .
Ker m 0 = M r * 1,67 10 -27, molsko maso lahko izrazimo kot:
M=M r *N A *1,67 10 -27.
Zdaj, če pomnožimo Avogadrovo število N A z 1,67 10 -27, dobimo 10 -3, to pomeni, da ugotovimo molsko maso snovi, je dovolj, da pomnožimo njeno molekulsko maso z 10 -3.
M=M r *10 -3
Toda ne hitite, da vse to storite z izračunom števila molekul. Če poznamo maso snovi m, potem jo delimo z maso molekule m 0, dobimo število molekul v tej snovi.
N=m / m 0
Seveda je nehvaležna naloga šteti molekule, ne samo, da so majhne, tudi nenehno se premikajo. Samo v primeru, da se izgubite, boste morali znova šteti. Toda v znanosti, tako kot v vojski, obstaja taka beseda "mora", zato so šteli celo atome in molekule ...
Doktor fizikalnih in matematičnih znanosti Evgeniy Meilikhov
Uvod (skrajšano) v knjigi: Meilikhov E. Z. Avogadrova številka. Kako videti atom. - Dolgoprudny: Založba "Intelekt", 2017.
Italijanski znanstvenik Amedeo Avogadro, sodobnik A. S. Puškina, je prvi razumel, da je število atomov (molekul) v enem gram-atomu (molu) snovi enako za vse snovi. Poznavanje te številke odpira pot do ocenjevanja velikosti atomov (molekul). V času Avogadrovega življenja njegova hipoteza ni bila deležna ustreznega priznanja.
Posvečeno zgodovini Avogadrovega števila nova knjiga Evgeniy Zalmanovich Meilikhov, profesor na MIPT, glavni raziskovalec v Nacionalnem raziskovalnem centru "Kurchatov Institute".
Če bi bilo zaradi neke globalne katastrofe uničeno vse nakopičeno znanje in bi prihodnjim generacijam živih bitij prišla le ena besedna zveza, kakšna izjava, sestavljena iz najmanjšega števila besed, bi prinesla največ informacij? Verjamem, da je to atomska hipoteza: ...vsa telesa so sestavljena iz atomov - majhnih teles v neprekinjenem gibanju.
R. Feynman. Feynman predava v fiziki
Avogadrovo število (Avogadrova konstanta, Avogadrova konstanta) je definirano kot število atomov v 12 gramih čistega izotopa ogljik-12 (12 C). Običajno je označena kot N A, manj pogosto L. Vrednost Avogadrovega števila, ki jo priporoča CODATA ( delovna skupina glede na temeljne konstante) v 2015: N A = 6,02214082(11)·10 23 mol -1. Mol je količina snovi, ki vsebuje N A strukturnih elementov (to je enako število elementov, kot je atomov v 12 g 12 C), strukturni elementi pa so običajno atomi, molekule, ioni itd. Po definiciji je enota za atomsko maso (a.u. .m.) enaka 1/12 mase atoma 12 C. En mol (gram-mol) snovi ima maso (molsko maso), ki je izražena v gramih je številčno enaka molekulski masi te snovi (izraženo v atomskih masnih enotah). Na primer: 1 mol natrija ima maso 22,9898 g in vsebuje (približno) 6,02 10 23 atomov, 1 mol kalcijevega fluorida CaF 2 ima maso (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g in vsebuje (približno) 6 . 02·10 23 molekul.
Konec leta 2011 je bil na XXIV generalni konferenci za uteži in mere soglasno sprejet predlog za opredelitev mol v prihodnja različica Mednarodni sistem enote (SI) na način, ki se izogne vezavi na definicijo grama. Predvidoma leta 2018 bo mol določen neposredno z Avogadrovo številko, ki ji bo dodeljena natančna (brez napak) vrednost na podlagi rezultatov meritev, ki jih priporoča CODATA. Avogadrova številka medtem ni sprejeta vrednost, ampak merljiva vrednost.
Ta konstanta je dobila ime po slavnem italijanskem kemiku Amedeu Avogadru (1776-1856), ki je, čeprav sam ni poznal te številke, razumel, da gre za zelo veliko vrednost. Ob zori razvoja atomske teorije je Avogadro (1811) postavil hipotezo, po kateri pri enaki temperaturi in tlaku v enake količine Idealni plini vsebujejo enako število molekul. Kasneje se je pokazalo, da je ta hipoteza posledica kinetične teorije plinov 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 pri normalne razmere enaka 22,41383 l (normalni pogoji ustrezajo tlaku P 0 = 1 atm in temperaturi T 0 = 273,15 K). Ta količina je znana kot molski volumen plin
Prvi poskus ugotovitve števila molekul, ki zasedajo določeno prostornino, je leta 1865 izvedel J. Loschmidt. Iz njegovih izračunov je sledilo, da je število molekul na prostorninsko enoto zraka 1,8 10 18 cm -3, kar je, kot se je izkazalo, približno 15-krat manj. pravilna vrednost. Osem let kasneje je J. Maxwell podal oceno, ki je veliko bližja resnici - 1,9·10 19 cm -3. Končno je leta 1908 Perrin podal sprejemljivo oceno: N A = 6,8·10 23 mol -1 Avogadrovo število, ugotovljeno s poskusi Brownovega gibanja.
Od takrat je bilo razvitih veliko število neodvisnih metod za določanje Avogadrovega števila, natančnejše meritve pa so pokazale, da dejansko 1 cm 3 idealnega plina pri normalnih pogojih vsebuje (približno) 2,69 10 19 molekul. Ta količina se imenuje Loschmidtovo število (ali konstanta). Ustreza Avogadrovemu številu N A ≈ 6,02·10 23.
Avogadrovo število je ena od pomembnih fizikalnih konstant, ki je imela veliko vlogo pri razvoju naravoslovje. Toda ali je to »univerzalna (temeljna) fizična konstanta«? Sam izraz ni definiran in se običajno povezuje z več ali manj podrobna tabela številčne vrednosti fizikalne konstante, ki ga je treba uporabiti pri reševanju problemov. V zvezi s tem se temeljne fizikalne konstante pogosto obravnavajo kot tiste količine, ki niso naravne konstante in dolgujejo svoj obstoj le izbranemu sistemu enot (kot so magnetne in električne konstante vakuuma) ali konvencionalnim mednarodnim sporazumom (kot je enota za atomsko maso). V številu temeljne konstante pogosto vključujejo številne izpeljane količine (na primer plinsko konstanto R, klasični radij elektron r e = e 2 /m e c 2 itd.) ali kot v primeru molski volumen, vrednost nekaterih fizični parameter, ki se nanašajo na posebne eksperimentalne pogoje, ki so bili izbrani le zaradi priročnosti (tlak 1 atm in temperatura 273,15 K). S tega vidika je Avogadrovo število resnično temeljna konstanta.
Ta knjiga je posvečena zgodovini in razvoju metod za določanje tega števila. Ep je trajal približno 200 let in različnih stopnjah je bil povezan z različnimi fizikalni modeli in teorije, od katerih mnoge še danes niso izgubile svojega pomena. Pri tej zgodbi so sodelovali najbistrejši znanstveni umi - samo naštejte A. Avogadra, J. Loschmidta, J. Maxwella, J. Perrina, A. Einsteina, M. Smoluchowskega. Seznam bi lahko nadaljeval ...
Avtor mora priznati, da ideja o knjigi ni pripadala njemu, ampak Levu Fedoroviču Solovejčiku, njegovemu sošolcu v Moskvi. Inštitut za fiziko in tehnologijo, oseba, ki je bila zaročena uporabne raziskave in razvoja, v srcu pa je ostal romantični fizik. To je človek, ki (eden redkih) nadaljuje »po naše kruta starost» boj za pravi »višji« telesna vzgoja v Rusiji ceni in po svojih najboljših močeh spodbuja lepoto in milino fizičnih idej. Znano je, da je iz zapleta, ki ga je A. S. Puškin dal N. V. Gogolu, nastala briljantna komedija. Tukaj seveda ni tako, a morda se bo komu zdela tudi ta knjiga uporabna.
Ta knjiga ni »poljudnoznanstveno« delo, čeprav se na prvi pogled zdi tako. V njem nekaj časa zgodovinsko ozadje Razpravlja se o resni fiziki, uporablja se resna matematika in razpravlja se o precej kompleksnih znanstvenih modelih. Pravzaprav je knjiga sestavljena iz dveh (ne vedno ostro razmejenih) delov, namenjenih različne bralce- nekaterim se bo morda zdelo zanimivo z zgodovinskega in kemijskega vidika, medtem ko se bodo drugi osredotočili na fizikalno in matematično plat problema. Avtor je imel v mislih vedoželjnega bralca – študenta fizikalne ali kemijske fakultete, ki mu matematika ni tuja in ga zanima zgodovina znanosti. Ali obstajajo takšni učenci? Avtor na to vprašanje ne pozna točnega odgovora, vendar na podlagi lastne izkušnje, upa, da obstaja.
Informacije o knjigah založbe Intellect so na spletni strani www.id-intellect.ru
Fizikalna količina, ki je enaka številu strukturnih elementov (ki so molekule, atomi itd.) na mol snovi, se imenuje Avogadrovo število. Njegova danes uradno sprejeta vrednost je NA = 6,02214084(18)×1023 mol−1, odobrena je bila leta 2010. Leta 2011 so bili objavljeni rezultati novih študij, veljajo za natančnejše, vendar v tem trenutku ni uradno odobren.
Avogadrov zakon ima velik pomen v razvoju kemije je omogočilo izračun teže teles, ki lahko spremenijo stanje, postanejo plinasta ali parna. Njegov razvoj se je začel na podlagi Avogadrovega zakona atomsko-molekularna teorija, ki izhaja iz kinetične teorije plinov.
Poleg tega je bila z uporabo Avogadrovega zakona razvita metoda za določitev molekulske mase topljencev. V ta namen so bili zakoni idealnih plinov razširjeni na razredčene raztopine, pri čemer so za osnovo vzeli idejo, da bo topljenec porazdeljen po prostornini topila, tako kot je plin porazdeljen v posodi. Prav tako je Avogadrov zakon omogočil določitev pravega atomske maseštevilne kemične elemente.
Praktična uporaba Avogadrovega števila
Konstanta se uporablja pri izračunih kemijske formule in v procesu sestavljanja enačb kemične reakcije. Uporablja se za določanje relativne molekulske mase plini in število molekul v enem molu katere koli snovi.
Univerzalno plinsko konstanto izračunamo preko Avogadrovega števila, dobimo pa jo tako, da to konstanto pomnožimo z Boltzmannovo konstanto. Poleg tega lahko z množenjem Avogadrovega števila in osnovnega električnega naboja dobimo Faradayevo konstanto.
Uporaba posledic Avogadrovega zakona
Prva posledica zakona pravi: »En mol plina (poljubnega) pri enaki pogoji bo zasedla en zvezek." Tako je v normalnih pogojih prostornina enega mola katerega koli plina enaka 22,4 litra (to vrednost imenujemo molska prostornina plina), z uporabo Mendeleev-Clapeyronove enačbe pa je mogoče določiti prostornino plina pri kateri koli tlak in temperatura.
Druga posledica zakona: »Molska masa prvega plina je enaka produktu molske mase drugega plina krat relativna gostota prvi plin drugemu." 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 jo je bilo enostavno ugotoviti eksperimentalno sestavo plinskih molekul in določi njihovo maso. Sčasoma je bila zagotovljena teoretična podlaga za njegove poskuse, zdaj pa se uporablja Avogadrovo število
n A = 6,022 141 79(30)×10 23 mol −1.Avogadrov zakon
Na zori razvoja atomske teorije () 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 zavzema enako prostornino, ki je pod normalnimi pogoji enaka 22,41383 . Ta količina je znana kot molska prostornina plina.
Avogadro sam ni ocenil števila molekul v dani prostornini, vendar je razumel, da je to zelo velika vrednost. Prvi poskus ugotoviti število molekul, ki zasedajo določeno prostornino, je naredil J. Loschmidt; ugotovljeno je bilo, da 1 cm³ idealnega plina pri 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 razvitih veliko število neodvisnih metod za določanje Avogadrovega števila. Odlično ujemanje med dobljenimi vrednostmi je prepričljiv dokaz resničnega obstoja molekul.
Odnos med konstantami
- Skozi produkt Boltzmannove konstante, univerzalne plinske konstante, R=kN A.
- Faradayeva konstanta je izražena s produktom elementarnega električnega naboja in Avogadrovega števila, F=eN A.
Glej tudi
Fundacija Wikimedia.
2010.
Oglejte si, kaj je "Avogadrova konstanta" v drugih slovarjih: Avogadrova konstanta - Avogadro konstanta statusas T sritis Standardizacija ir meroslovje apibrėžtis Apibrėžtį žr. Priede. priedas(ai) Grafinis formatas atitikmenys: engl. Avogadro stalni vok. Avogadro Constante, f; Avogadrosche Konstante, f rus. Avogadrova konstanta...
Oglejte si, kaj je "Avogadrova konstanta" v drugih slovarjih: Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
Oglejte si, kaj je "Avogadrova konstanta" v drugih slovarjih:- Avogadro konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. Avogadrova konstanta; Avogadrovo število vok. Avogadro Constante, f; Avogadrosche Konstante, f rus. Avogadrova konstanta, f; Avogadrovo število, n pranc. konstante d'Avogadro, f; nombre… … Fizikos terminų žodynas - Avogadro konstanta statusas T sritis Energetika apibrėžtis Apibrėžtį žr. Priede. priedas(ai) MS Word formatas atitikmenys: engl. Avogadrov stalni vok. Avogadro Constante, f; Avogadrosche Konstante, f rus. Avogadrova konstanta, f; konstanta......
Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas - (Avogadrovo število) (NA), število molekul ali atomov v 1 molu snovi; NA=6,022?1023 mol 1. Poimenovan po A. Avogadru...
Sodobna enciklopedija Avogadrova konstanta - (Avogadrovo število) (NA), število molekul ali atomov v 1 molu snovi; NA=6,022´1023 mol 1. Poimenovan po A. Avogadru. ...
Ilustrirani enciklopedični slovar Avogadro Amedeo (9.8.1776, Torino, ‒ 9.7.1856, prav tam), italijanski fizik in kemik. Prejeto pravna izobrazba
- (Avogadro) Amedeo (9.8.1776, Torino, 9.7.1856, prav tam), italijanski fizik in kemik. Diplomiral je iz prava, nato pa študiral fiziko in matematiko. Dopisni član (1804), redni akademik (1819) in nato direktor oddelka za fiziko ... ... Velika sovjetska enciklopedija
Konstanta fino strukturo, običajno označena kot, je temeljna fizikalna konstanta, ki označuje silo elektromagnetna interakcija. Leta 1916 ga je uvedel nemški fizik Arnold Sommerfeld kot mero... ... Wikipedia
- (Avogadrovo število), število strukturnih elementov (atomov, molekul, ionov ali drugih) v enotah. število va v va (v enem pomolu). Imenovan v čast A. Avogadra, označen kot NA. A.p. je ena temeljnih fizikalnih konstant, bistvenih za določanje množine ... Fizična enciklopedija
KONSTANTNO- količina, ki ima stalno vrednost na območju njene uporabe; (1) P. Avogadro je isto kot Avogadro (glej); (2) P. Boltzmannova univerzalna termodinamična količina, povezana z energijo osnovni delec z njeno temperaturo; označeno s k, ... ... Velika politehnična enciklopedija
knjige
- Biografije fizikalnih konstant. Fascinantne zgodbe o univerzalnih fizikalnih konstantah. Številka 46
- Biografije fizikalnih konstant. Fascinantne zgodbe o univerzalnih fizikalnih konstantah, O. P. Spiridonov. Prava knjiga se posveča obravnavi univerzalnih fizikalnih konstant in njihovih pomembno vlogo v razvoju fizike. Namen knjige je v poljudni obliki povedati o pojavu v zgodovini fizike...
