Atrofimizdagi jismlar atom va molekulalardan iborat ekanligini hamma biladi. Ular turli shakl va tuzilishga ega. Kimyo va fizika masalalarini yechishda ko'pincha molekulaning massasini topish kerak bo'ladi. Ushbu maqolada ushbu muammoni hal qilishning bir nechta nazariy usullarini ko'rib chiqing.
Umumiy ma'lumot
Molekulaning massasini qanday topishni ko'rib chiqishdan oldin, siz tushunchaning o'zi bilan tanishishingiz kerak. Mana bir nechta misollar.
Molekula odatda bir-biri bilan u yoki bu turdagi kimyoviy bogʻlar bilan birlashgan atomlar toʻplami deb ataladi. Shuningdek, ular turli fizik va kimyoviy jarayonlarda bir butun sifatida ko'rib chiqilishi kerak va mumkin. Bu bogʻlanishlar ion, kovalent, metall yoki van der-vaals boʻlishi mumkin.
Mashhur suv molekulasi H2O kimyoviy formulasiga ega. Undagi kislorod atomi ikkita vodorod atomi bilan qutbli kovalent aloqalar orqali bog'langan. Bu tuzilma suyuq suv, muz va bug‘ning ko‘pgina fizik va kimyoviy xossalarini aniqlaydi.
Tabiiy gaz metan molekulyar moddaning yana bir yorqin vakilidir. Uning zarralari hosil bo'ladiuglerod atomi va to'rtta vodorod atomi (CH4). Kosmosda molekulalar markazida uglerod bo'lgan tetraedr shakliga ega.
Havo gazlarning murakkab aralashmasi boʻlib, u asosan kislorod O2 va azot N2 molekulalaridan iborat. Ikkala tur ham kuchli ikki va uch karra kovalent qutbsiz aloqalar bilan bog'langan, bu ularni kimyoviy jihatdan yuqori darajada inert qiladi.
Molekulaning massasini molyar massasi orqali aniqlash
Kimyoviy elementlarning davriy jadvali katta hajmdagi ma'lumotlarni o'z ichiga oladi, ular orasida atom massa birliklari (amu) mavjud. Masalan, vodorod atomining amu 1, kislorod atomi esa 16. Bu raqamlarning har biri tegishli elementning 1 mol atomini o'z ichiga olgan tizimning grammdagi massasini ko'rsatadi. Eslatib o'tamiz, 1 mol modda miqdorining o'lchov birligi tizimdagi zarrachalar soni bo'lib, Avogadro raqami NA ga mos keladi, u 6,0210 ga teng. 23.
Molekulani ko'rib chiqishda ular amu emas, molekulyar og'irlik tushunchasidan foydalanadilar. Ikkinchisi a.m.u ning oddiy yig'indisidir. molekulani tashkil etuvchi atomlar uchun. Masalan, H2O uchun molyar massa 18 g/mol, O2 uchun 32 g/mol bo'ladi. Umumiy tushunchaga ega boʻlsangiz, hisob-kitoblarga oʻtishingiz mumkin.
M molyar massasidan m1 molekula massasini hisoblashda foydalanish oson. Buning uchun oddiy formuladan foydalaning:
m1=M/NA.
Ba'zi vazifalardasistemaning massasi m va undagi moddalar miqdori n ni berish mumkin. Bunda bitta molekulaning massasi quyidagicha hisoblanadi:
m1=m/(nNA).
Ideal gaz
Bu kontseptsiya shunday gaz deb ataladi, uning molekulalari tasodifiy ravishda turli yo'nalishlarda yuqori tezlikda harakatlanadi, bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilmaydi. Ularning orasidagi masofalar o'zlarining kattaliklaridan ancha oshadi. Bunday model uchun quyidagi ifoda to'g'ri:
PV=nRT.
Mendeleyev-Klapeyron qonuni deyiladi. Ko'rib turganingizdek, tenglama bosim P, hajm V, absolyut harorat T va n moddaning miqdori bilan bog'liq. Formulada R gaz konstantasi, son jihatdan 8,314 ga teng. Yozma qonun universal deb ataladi, chunki u tizimning kimyoviy tarkibiga bog'liq emas.
Agar uchta termodinamik parametr ma'lum bo'lsa - T, P, V va tizimning qiymati m, u holda ideal gaz molekulasining massasini m1aniqlash qiyin emas. quyidagi formula bo'yicha:
m1=mRT/(NAPV).
Bu ifodani gaz zichligi r va Boltsman doimiysi kB bilan ham yozish mumkin:
m1=rkBT/P.
Misol muammo
Ma'lumki, ba'zi gazlarning zichligi 1,225 kg/m3atmosfera bosimi 101325 Pa va harorat 15 oC.. Molekulaning massasi qancha? Siz qanday gaz haqida gapiryapsiz?
Chunki bizga bosim, zichlik va harorat berilgantizimi, keyin bir molekula massasini aniqlash uchun oldingi xatboshida olingan formuladan foydalanishingiz mumkin. Bizda:
m1=rkBT/P;
m1 =1, 2251, 3810-23288, 15/101325=4, 807 10-26 kg.
Masalamning ikkinchi savoliga javob berish uchun gazning M molyar massasini topamiz:
M=m1NA;
M=4,80710-266,021023=0,029 kg/mol.
Olingan molyar massa qiymati gaz havosiga mos keladi.
