Mol - količina supstance koja sadrži onoliko strukturnih elemenata koliko ima atoma u 12 g 12 C, a strukturni elementi su obično atomi, molekuli, joni itd. Masa 1 mola supstance, izražena u gramima, je brojčano jednak njegovom mol. masa. Dakle, 1 mol natrijuma ima masu od 22,9898 g i sadrži 6,02 10 23 atoma; 1 mol kalcijum fluorida CaF 2 ima masu (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g i sadrži 6,02 10 23 molekula, kao 1 mol ugljen-tetrahlorida CCl 4, čija je masa (12,011 + 4 35 g) itd. = 325.
Avogadrov zakon.
U zoru razvoja atomske teorije (1811), A. Avogadro je izneo hipotezu prema kojoj, pri istoj temperaturi i pritisku, jednake zapremine idealnih gasova sadrže isti broj molekula. Kasnije se pokazalo da je ova hipoteza neophodna posledica kinetičke teorije, a sada je poznata kao Avogadrov zakon. Može se formulisati na sledeći način: jedan mol bilo kog gasa na istoj temperaturi i pritisku zauzima istu zapreminu, pri standardnoj temperaturi i pritisku (0°C, 1,01×10 5 Pa) jednak 22,41383 litara. Ova količina je poznata kao molarni volumen gasa.
Sam Avogadro nije procijenio broj molekula u datom volumenu, ali je shvatio da je to vrlo velika količina. Prvi pokušaj da se pronađe broj molekula koji zauzimaju datu zapreminu napravio je 1865. J. Loschmidt; utvrđeno je da 1 cm 3 idealnog gasa u normalnim (standardnim) uslovima sadrži 2,68675×10 19 molekula. Po imenu ovog naučnika, navedena vrijednost je nazvana Loschmidtov broj (ili konstanta). Od tada je razvijen veliki broj nezavisnih metoda za određivanje Avogadrovog broja. Odlično slaganje dobijenih vrijednosti uvjerljiv je dokaz stvarnog postojanja molekula.
Loschmidtova metoda
je samo od istorijskog interesa. Zasnovan je na pretpostavci da se ukapljeni plin sastoji od blisko zbijenih sfernih molekula. Mjerenjem zapremine tečnosti koja je nastala iz date zapremine gasa, i znajući približno zapreminu molekula gasa (ova zapremina bi se mogla predstaviti na osnovu nekih svojstava gasa, kao što je viskozitet), Loschmidt je dobio procenu Avogadro broj ~10 22 .
Definicija zasnovana na mjerenju naboja elektrona.
Jedinica za količinu električne energije poznata kao Faradejev broj F, je naboj koji nosi jedan mol elektrona, tj. F = Ne, Gdje e je naelektrisanje elektrona, N- broj elektrona u 1 molu elektrona (tj. Avogadrov broj). Faradejev broj se može odrediti mjerenjem količine električne energije koja je potrebna da se otopi ili istaloži 1 mol srebra. Pažljiva mjerenja američkog Nacionalnog biroa za standarde dala su vrijednost F\u003d 96490,0 C, a naboj elektrona izmjeren različitim metodama (posebno u eksperimentima R. Millikena) iznosi 1,602 × 10 -19 C. Odavde možete pronaći N. Čini se da je ova metoda određivanja Avogadrovog broja jedna od najpreciznijih.
Perinovi eksperimenti.
Na osnovu kinetičke teorije dobijen je izraz koji uključuje Avogadroov broj koji opisuje smanjenje gustine gasa (npr. vazduha) sa visinom stuba ovog gasa. Ako bismo mogli izračunati broj molekula u 1 cm 3 plina na dvije različite visine, onda bismo, koristeći naznačeni izraz, mogli pronaći N. Nažalost, to se ne može učiniti, jer su molekuli nevidljivi. Međutim, 1910. J. Perrin je pokazao da gornji izraz vrijedi i za suspenzije koloidnih čestica, koje su vidljive pod mikroskopom. Brojanje broja čestica na različitim visinama u stupcu suspenzije dalo je Avogadro broj od 6,82 x 10 23 . Iz druge serije eksperimenata u kojima je mjeren srednji kvadratni pomak koloidnih čestica kao rezultat njihovog Brownovog kretanja, Perrin je dobio vrijednost N\u003d 6,86 × 10 23. Nakon toga, drugi istraživači su ponovili neke od Perrinovih eksperimenata i dobili vrijednosti koje se dobro slažu s onima koje su trenutno prihvaćene. Treba napomenuti da su Perinovi eksperimenti postali prekretnica u stavu naučnika prema atomskoj teoriji materije - ranije su je neki naučnici smatrali hipotezom. W. Ostwald, izvanredni hemičar tog vremena, izrazio je ovu promjenu u svojim stavovima na sljedeći način: „Korespondencija Brownovog kretanja sa zahtjevima kinetičke hipoteze... natjerala je čak i najpesimističnije naučnike da govore o eksperimentalnom dokaz atomske teorije.”
Proračuni koristeći Avogadro broj.
Uz pomoć Avogadro broja dobijene su tačne mase atoma i molekula mnogih supstanci: natrijuma 3.819×10 -23 g (22.9898 g / 6.02×10 23), tetrahlorida ugljenika 25.54×10 -23 g itd. . Takođe se može pokazati da 1 g natrijuma treba da sadrži približno 3×10 22 atoma ovog elementa.
vidi takođe
Avogadrov zakon
U zoru razvoja atomske teorije (), A. Avogadro je iznio hipotezu prema kojoj, pri istoj temperaturi i pritisku, jednake zapremine idealnih plinova sadrže isti broj molekula. Kasnije se pokazalo da je ova hipoteza neophodna posledica kinetičke teorije, a sada je poznata kao Avogadrov zakon. Može se formulisati na sledeći način: jedan mol bilo kog gasa na istoj temperaturi i pritisku zauzima isti volumen, pod normalnim uslovima jednak 22,41383 . Ova količina je poznata kao molarni volumen gasa.
Sam Avogadro nije procijenio broj molekula u datom volumenu, ali je shvatio da je to vrlo velika količina. Prvi pokušaj da se pronađe broj molekula koji zauzimaju datu zapreminu napravio je J. Loschmidt; utvrđeno je da 1 cm³ idealnog gasa u normalnim uslovima sadrži 2,68675 10 19 molekula. Po imenu ovog naučnika, navedena vrijednost nazvana je Loschmidtovim brojem (ili konstantom). Od tada je razvijen veliki broj nezavisnih metoda za određivanje Avogadrovog broja. Odlično slaganje dobijenih vrijednosti uvjerljiv je dokaz stvarnog postojanja molekula.
Odnos između konstanti
- Kroz proizvod Boltzmannove konstante, Univerzalne plinske konstante, R=kN A.
- Kroz proizvod elementarnog električnog naboja i Avogadrovog broja izražava se Faradejeva konstanta, F=en A.
vidi takođe
Wikimedia fondacija. 2010 .
Pogledajte šta je "Avogadrova konstanta" u drugim rječnicima:
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, f; Avogadrosche Konstante, f rus. Avogadrova konstanta... Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas
Avogadrova konstanta- Avogadro konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. Avogadrova konstanta; Avogadrov broj vok. Avogadro Konstante, f; Avogadrosche Konstante, f rus. Avogadrova konstanta, f; Avogadrov broj, 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, f; Avogadrosche Konstante, f rus. Avogadrova konstanta, f; konstantno...... Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
- (Avogadro broj) (NA), broj molekula ili atoma u 1 molu supstance; NA = 6.022?1023 mol 1. Ime je dobio po A. Avogadru ... Moderna enciklopedija
Avogadrova konstanta- (Avogadro broj) (NA), broj molekula ili atoma u 1 molu supstance; NA=6.022´1023 mol 1. Ime je dobio po A. Avogadru. … Ilustrovani enciklopedijski rječnik
Avogadro Amedeo (08.09.1776, ‒ 07.09.1856, ibid.), italijanski fizičar i hemičar. Diplomirao je pravo, a zatim studirao fiziku i matematiku. Dopisni član (1804), obični akademik (1819), a zatim direktor katedre ... ...
- (Avogadro) Amedeo (08.09.1776, Torino, 07.09.1856, ibid.), italijanski fizičar i hemičar. Diplomirao je pravo, a zatim studirao fiziku i matematiku. Dopisni član (1804), obični akademik (1819), a zatim direktor Katedre za fiziku ... ... Velika sovjetska enciklopedija
Konstanta fine strukture, koja se obično označava kao, je osnovna fizička konstanta koja karakterizira snagu elektromagnetne interakcije. Nju je 1916. godine uveo njemački fizičar Arnold Sommerfeld kao mjeru ... ... Wikipedia
- (Avogadrov broj), broj strukturnih elemenata (atoma, molekula, jona ili drugih h c) u jedinicama. broji va do va (u jednom molu). Nazvan po A. Avogadru, označen kao NA. A. p. jedna od osnovnih fizičkih konstanti, bitna za određivanje mnogih ... Physical Encyclopedia
KONSTANTNO- vrijednost koja ima stalnu vrijednost u oblasti svoje upotrebe; (1) P. Avogadro je isto što i Avogadro (vidi); (2) P. Boltzmann je univerzalna termodinamička veličina koja povezuje energiju elementarne čestice sa njenom temperaturom; označeno sa k,… … Velika politehnička enciklopedija
Knjige
- Biografije fizičkih konstanti. Fascinantne priče o univerzalnim fizičkim konstantama. Broj 46
- Biografije fizičkih konstanti. Fascinantne priče o univerzalnim fizičkim konstantama, O. P. Spiridonov. Ova knjiga je posvećena razmatranju univerzalnih fizičkih konstanti i njihovoj važnoj ulozi u razvoju fizike. Zadatak knjige je da u popularnoj formi ispriča o pojavi u istoriji fizike ...
> Avogadrov broj
Saznajte šta je Avogadrov broj u molitvama. Proučavati omjer količine tvari molekula i Avogadrovog broja, Brownovog kretanja, plinske konstante i Faradeya.
Broj molekula u molu naziva se Avogadrovim brojem, koji iznosi 6,02 x 10 23 mol -1.
Zadatak učenja
- Shvatite odnos između Avogadrova broja i madeža.
Ključne točke
- Avogadro je predložio da u slučaju ujednačenog pritiska i temperature, jednake zapremine gasa sadrže isti broj molekula.
- Avogadrova konstanta je važan faktor, jer povezuje druge fizičke konstante i svojstva.
- Albert Einstein je vjerovao da se ovaj broj može izvesti iz količine Brownovog kretanja. Prvi put ga je izmjerio Jean Perrin 1908. godine.
Uslovi
- Gasna konstanta je univerzalna konstanta (R) koja proizlazi iz zakona idealnog plina. Izvučen je iz Boltzmannove konstante i Avogadrovog broja.
- Faradejeva konstanta je količina električnog naboja po molu elektrona.
- Brownovo kretanje je nasumično pomicanje elemenata nastalih uslijed udara s pojedinačnim molekulima u tekućini.
Ako ste suočeni s promjenom količine tvari, tada je lakše koristiti jedinicu osim broja molekula. Mol je osnovna jedinica u međunarodnom sistemu i prenosi supstancu koja sadrži onoliko atoma koliko je pohranjeno u 12 g ugljika-12. Ova količina supstance naziva se Avogadrov broj.
Uspeo je da uspostavi vezu između masa iste zapremine različitih gasova (u uslovima iste temperature i pritiska). Ovo doprinosi odnosu njihovih molekulskih težina
Avogadro broj predstavlja broj molekula u jednom gramu kiseonika. Ne zaboravite da je ovo pokazatelj kvantitativne karakteristike tvari, a ne neovisna veličina mjerenja. Godine 1811. Avogadro je pretpostavio da zapremina gasa može biti proporcionalna broju atoma ili molekula, i na to neće uticati priroda gasa (broj je univerzalan).
Jean Perinne je dobio Nobelovu nagradu za fiziku 1926. za izvođenje Avogadrove konstante. Dakle, Avogadrov broj je 6,02 x 10 23 mol -1.
naučni značaj
Avogadrova konstanta igra ulogu važne karike u makro- i mikroskopskim prirodnim posmatranjima. To na neki način gradi most za druge fizičke konstante i svojstva. Na primjer, uspostavlja odnos između plinske konstante (R) i Boltzmanna (k):
R = kN A = 8,314472 (15) J mol -1 K -1 .
I između Faradejeve konstante (F) i elementarnog naboja (e):
F = N A e = 96485,3383 (83) C mol -1 .
Konstantno izračunavanje
Definicija broja utiče na izračunavanje mase atoma, koja se dobija dijeljenjem mase mola gasa sa Avogadrovim brojem. Godine 1905. Albert Ajnštajn je predložio da se to izvede na osnovu veličina Brownovog kretanja. Ovu ideju je Jean Perrin testirao 1908.
Doktor fizičko-matematičkih nauka Evgenij Meilihov
Uvod (skraćeno) u knjigu: Meilihov EZ Avogadroov broj. Kako vidjeti atom. - Dolgoprudny: Izdavačka kuća "Intelekt", 2017.
Italijanski naučnik Amedeo Avogadro, savremenik A. S. Puškina, prvi je shvatio da je broj atoma (molekula) u jednom gram-atomu (molu) supstance isti za sve supstance. Poznavanje ovog broja otvara put za procjenu veličine atoma (molekula). Za života Avogadra, njegova hipoteza nije dobila dužno priznanje.
Istorija broja Avogadro tema je nove knjige Evgenija Zalmanoviča Meilihova, profesora na Moskovskom institutu za fiziku i tehnologiju, glavnog istraživača u Nacionalnom istraživačkom centru „Kurčatovski institut“.
Ako bi uslijed neke svjetske katastrofe svo nagomilano znanje bilo uništeno i samo jedna fraza došla bi budućim generacijama živih bića, koja bi onda izjava, sastavljena od najmanjeg broja riječi, donijela najviše informacija? Vjerujem da je ovo atomska hipoteza: ...sva tijela su sastavljena od atoma - malih tijela koja su u stalnom kretanju.
R. Feynman. Feynmanova predavanja o fizici
Avogadro broj (Avogadrova konstanta, Avogadrova konstanta) je definiran kao broj atoma u 12 grama čistog izotopa ugljika-12 (12 C). Obično se označava kao N A, rjeđe L. Vrijednost Avogadrovog broja koju preporučuje CODATA (radna grupa za fundamentalne konstante) 2015. godine: N A = 6,02214082(11) 10 23 mol -1. Mol je količina supstance koja sadrži N A strukturnih elemenata (odnosno, onoliko elemenata koliko ima atoma u 12 g 12 C), a strukturni elementi su obično atomi, molekuli, joni itd. Po definiciji, atomski jedinica mase (a.e. .m) jednaka je 1/12 mase atoma 12 C. Jedan mol (gram-mol) supstance ima masu (molarnu masu), koja je, izražena u gramima, numerički jednaka molekulskoj težini ove supstance (izraženoj u jedinicama atomske mase). Na primjer: 1 mol natrijuma ima masu od 22,9898 g i sadrži (približno) 6,02 10 23 atoma, 1 mol kalcijum fluorida CaF 2 ima masu (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g i sadrži (približno) 6xima. 02 10 23 molekula.
Krajem 2011. godine, na XXIV Generalnoj konferenciji o utezima i mjerama, jednoglasno je usvojen prijedlog da se krtica definira u budućoj verziji Međunarodnog sistema jedinica (SI) na način da se izbjegne njegova veza sa definicijom. od grama. Pretpostavlja se da će u 2018. krtica biti određen direktno Avogadro brojem, kojem će biti dodijeljena tačna (bez greške) vrijednost na osnovu rezultata mjerenja koje preporučuje CODATA. Do sada, Avogadro broj nije prihvaćen po definiciji, već izmjerena vrijednost.
Ova konstanta je dobila ime po čuvenom italijanskom hemičaru Amedeu Avogadru (1776-1856), koji je, iako ni sam nije znao ovaj broj, shvatio da je to veoma velika vrednost. U zoru razvoja atomske teorije, Avogadro je iznio hipotezu (1811), prema kojoj, pri istoj temperaturi i pritisku, jednake količine idealnih plinova sadrže isti broj molekula. Kasnije se pokazalo da je ova hipoteza posljedica kinetičke teorije plinova, a sada je poznata kao Avogadrov zakon. Može se formulirati na sljedeći način: jedan mol bilo kojeg plina na istoj temperaturi i tlaku zauzima istu zapreminu, u normalnim uvjetima jednakim 22,41383 litara (normalni uvjeti odgovaraju tlaku P 0 = 1 atm i temperaturi T 0 = 273,15 K ). Ova količina je poznata kao molarni volumen gasa.
Prvi pokušaj da se pronađe broj molekula koji zauzimaju dati volumen napravio je 1865. J. Loschmidt. Iz njegovih proračuna proizilazi da je broj molekula po jedinici zapremine vazduha 1,8·10 18 cm -3, što je, kako se ispostavilo, oko 15 puta manje od tačne vrednosti. Osam godina kasnije, J. Maxwell je dao mnogo bližu procjenu istini - 1,9·10 19 cm -3. Konačno, 1908. godine, Perrin daje već prihvatljivu procjenu: N A = 6,8·10 23 mol -1 Avogadrov broj, pronađen iz eksperimenata na Brownovom kretanju.
Od tada je razvijen veliki broj nezavisnih metoda za određivanje Avogadrovog broja, a preciznija mjerenja su pokazala da u stvarnosti postoji (približno) 2,69 x 10 19 molekula u 1 cm 3 idealnog plina u normalnim uvjetima. Ova veličina se naziva Loschmidtov broj (ili konstanta). Odgovara Avogadrovom broju N A ≈ 6,02·10 23 .
Avogadrov broj je jedna od važnih fizičkih konstanti koja je igrala važnu ulogu u razvoju prirodnih nauka. Ali da li je to "univerzalna (fundamentalna) fizička konstanta"? Sam pojam nije definiran i obično se povezuje s manje ili više detaljnom tablicom numeričkih vrijednosti fizičkih konstanti koje treba koristiti u rješavanju problema. U tom smislu, fundamentalne fizičke konstante često se smatraju one veličine koje nisu konstante prirode i duguju svoje postojanje samo odabranom sistemu jedinica (kao što su, na primjer, magnetne i električne konstante vakuuma) ili uslovnim međunarodnim sporazumima (kao, na primjer, jedinica atomske mase). Osnovne konstante često uključuju mnoge izvedene veličine (na primjer, plinsku konstantu R, klasični radijus elektrona r e \u003d e 2 /m e c 2, itd.) ili, kao u slučaju molarne zapremine, vrijednost nekog fizičkog parametra povezanog na specifične eksperimentalne uslove koji su izabrani samo iz razloga pogodnosti (pritisak 1 atm i temperatura 273,15 K). Sa ove tačke gledišta, Avogadro broj je zaista fundamentalna konstanta.
Ova knjiga je posvećena istoriji i razvoju metoda za određivanje ovog broja. Ep je trajao oko 200 godina i u različitim fazama bio je povezan s raznim fizičkim modelima i teorijama, od kojih mnoge nisu izgubile na važnosti do danas. U ovoj priči umiješali su se najsjajniji naučni umovi - dovoljno je navesti A. Avogadra, J. Loschmidta, J. Maxwella, J. Perrina, A. Einsteina, M. Smoluchovskog. Lista bi se mogla nastaviti u nedogled...
Autor mora priznati da ideja knjige ne pripada njemu, već Levu Fedoroviču Solovejčiku, njegovom kolegi iz razreda na Moskovskom institutu za fiziku i tehnologiju, čovjeku koji se bavio primijenjenim istraživanjem i razvojem, ali je ostao romantičar. fizičar u duši. Ovo je osoba koja (jedna od rijetkih) nastavlja "čak iu našem okrutnom dobu" da se bori za pravo "više" fizičko vaspitanje u Rusiji, cijeni i, u skladu sa svojim mogućnostima, promovira ljepotu i eleganciju fizičkih ideja . Poznato je da je iz radnje, koju je A. S. Puškin predstavio N. V. Gogolu, nastala briljantna komedija. Naravno, ovdje to nije slučaj, ali možda će i ova knjiga nekome biti od koristi.
Ova knjiga nije „naučno popularno“ djelo, iako se tako na prvi pogled može činiti. U njemu se raspravlja o ozbiljnoj fizici u nekoj istorijskoj pozadini, koristi se ozbiljna matematika i raspravlja o prilično složenim naučnim modelima. Zapravo, knjiga se sastoji od dva (ne uvijek oštro razgraničena) dijela, namijenjena različitim čitaocima – nekima može biti zanimljiva sa istorijskog i hemijskog gledišta, dok se drugi mogu fokusirati na fizičku i matematičku stranu problema. Autor je imao na umu radoznalog čitaoca - studenta Fizičkog ili Hemijskog fakulteta, kome matematika nije strana i strastvenog za istoriju nauke. Ima li takvih studenata? Autor ne zna tačan odgovor na ovo pitanje, ali se, na osnovu sopstvenog iskustva, nada da postoji.
Informacije o knjigama Izdavačke kuće "Intelekt" - na web stranici www.id-intellect.ru
Količina supstanceν je jednak omjeru broja molekula u datom tijelu i broja atoma u 0,012 kg ugljika, odnosno broju molekula u 1 molu tvari.
ν = N / N A
gdje je N broj molekula u datom tijelu, N A je broj molekula u 1 molu supstance koja čini tijelo. N A je Avogadrova konstanta. Količina supstance mjeri se u molovima. Avogadrova konstanta je broj molekula ili atoma u 1 molu supstance. Ova konstanta je dobila ime u čast italijanskog hemičara i fizičara Amedeo Avogadro(1776 - 1856). 1 mol bilo koje supstance sadrži isti broj čestica.
N A \u003d 6,02 * 10 23 mol -1 Molarna masa je masa supstance uzete u količini od jednog mola:
μ = m 0 * N A
gdje je m 0 masa molekula. Molarna masa se izražava u kilogramima po molu (kg/mol = kg*mol -1). Molarna masa je povezana sa relativnom molekulskom masom odnosom:
μ \u003d 10 -3 * M r [kg * mol -1]
Masa bilo koje količine supstance m jednaka je umnošku mase jednog molekula m 0 na broj molekula:
m = m 0 N = m 0 N A ν = μν
Količina tvari jednaka je omjeru mase tvari i njezine molarne mase:
ν = m / μ
Masu jedne molekule supstance možemo pronaći ako su poznati molarna masa i Avogadrova konstanta:
m 0 = m / N = m / νN A = μ / N A
Idealan gas- matematički model gasa, u kojem se pretpostavlja da se potencijalna energija interakcije molekula može zanemariti u poređenju sa njihovom kinetičkom energijom. Ne postoje sile privlačenja ili odbijanja između molekula, sudari čestica između sebe i sa zidovima posude su apsolutno elastični, a vrijeme interakcije između molekula je zanemarljivo malo u odnosu na prosječno vrijeme između sudara. U proširenom modelu idealnog plina, čestice od kojih se sastoji također imaju oblik u obliku elastičnih sfera ili elipsoida, što omogućava da se uzme u obzir energija ne samo translacijskog, već i rotacijsko-oscilatornog kretanja. , kao i ne samo centralne, već i necentralne sudare čestica, itd.)
