Hər kəs bilir ki, ətrafımızdakı cisimlər atom və molekullardan ibarətdir. Onların müxtəlif formaları və strukturları var. Kimya və fizika məsələlərini həll edərkən çox vaxt molekulun kütləsini tapmaq lazımdır. Bu məqalədə bu problemi həll etmək üçün bir neçə nəzəri metodu nəzərdən keçirin.
Ümumi məlumat
Molekulun kütləsini necə tapmağı düşünməzdən əvvəl anlayışın özü ilə tanış olmalısınız. Budur bəzi nümunələr.
Molekul adətən bir-biri ilə bu və ya digər kimyəvi bağ növü ilə birləşən atomlar toplusu adlanır. Həmçinin, onlar müxtəlif fiziki və kimyəvi proseslərdə bütövlükdə qəbul edilməlidir və qəbul edilə bilər. Bu bağlar ion, kovalent, metal və ya van der Waals ola bilər.
Məşhur su molekulu H2O kimyəvi formulasına malikdir. Tərkibindəki oksigen atomu iki hidrogen atomu ilə qütb kovalent bağlar vasitəsilə bağlanır. Bu struktur maye su, buz və buxarın bir çox fiziki və kimyəvi xassələrini müəyyən edir.
Təbii qaz metan molekulyar maddənin başqa bir parlaq nümayəndəsidir. Onun hissəcikləri əmələ gəlirbir karbon atomu və dörd hidrogen atomu (CH4). Kosmosda molekullar mərkəzdə karbon olan tetraedr formasına malikdir.
Hava, əsasən O2 və azot N2 oksigen molekullarından ibarət olan qazların mürəkkəb qarışığıdır. Hər iki növ güclü ikiqat və üçlü kovalent qeyri-qütb bağları ilə bağlanır, bu da onları yüksək kimyəvi cəhətdən inert edir.
Molekulun kütləsinin molar kütləsi ilə təyin edilməsi
Kimyəvi elementlərin dövri cədvəli çoxlu məlumat ehtiva edir, onların arasında atom kütlə vahidləri (amu) var. Məsələn, hidrogen atomunun amu 1, oksigen atomu isə 16. Bu nömrələrin hər biri müvafiq elementin 1 mol atomundan ibarət sistemin malik olacağı kütləni qramla göstərir. Xatırladaq ki, 1 mol maddənin miqdarının ölçü vahidi sistemdəki hissəciklərin sayıdır, Avogadro NA nömrəsinə uyğundur, 6.0210-ə bərabərdir. 23.
Molekulu nəzərdən keçirərkən amu deyil, molekulyar çəki anlayışından istifadə edirlər. Sonuncu a.m.u-nun sadə cəmidir. molekulu təşkil edən atomlar üçün. Məsələn, H2O üçün molar kütlə 18 q/mol, O2 üçün 32 q/mol olacaqdır. Ümumi konsepsiyaya sahib olduqdan sonra hesablamalara davam edə bilərsiniz.
Molar kütləsi M-dən molekulun kütləsini hesablamaq üçün istifadə etmək asandır m1. Bunu etmək üçün sadə düsturdan istifadə edin:
m1=M/NA.
Bəzi tapşırıqlardasistemin kütləsi m və onun içindəki maddənin miqdarı n verilə bilər. Bu halda bir molekulun kütləsi aşağıdakı kimi hesablanır:
m1=m/(nNA).
İdeal qaz
Bu məfhum elə qaz adlanır ki, onun molekulları təsadüfi olaraq müxtəlif istiqamətlərdə yüksək sürətlə hərəkət edir, bir-biri ilə qarşılıqlı təsir göstərmir. Aralarındakı məsafələr öz ölçülərini çox üstələyir. Belə bir model üçün aşağıdakı ifadə doğrudur:
PV=nRT.
Ona Mendeleyev-Klapeyron qanunu deyilir. Göründüyü kimi, tənlik P təzyiqini, V həcmini, mütləq temperaturu T və n maddənin miqdarını əlaqələndirir. Düsturda R qaz sabitidir, ədədi olaraq 8.314-ə bərabərdir. Yazılı qanun sistemin kimyəvi tərkibindən asılı olmadığı üçün universal adlanır.
Əgər üç termodinamik parametr məlumdursa - T, P, V və sistemin qiyməti m, onda ideal qaz molekulunun kütləsini m1müəyyən etmək çətin deyil. aşağıdakı düsturla:
m1=mRT/(NAPV).
Bu ifadə qaz sıxlığı ρ və Boltzman sabiti ilə də yazıla bilər kB:
m1=ρkBT/P.
Nümunə problem
Məlumdur ki, bəzi qazların sıxlığı 1,225 kq/m3atmosfer təzyiqində 101325 Pa və temperatur 15 oC. Bir molekulun kütləsi nə qədərdir? Hansı qazdan danışırsan?
Çünki bizə təzyiq, sıxlıq və temperatur verilmişdirsistemi, onda bir molekulun kütləsini təyin etmək üçün əvvəlki paraqrafda əldə edilən düsturdan istifadə edə bilərsiniz. Bizdə:
m1=ρkBT/P;
m1 =1, 2251, 3810-23288, 15/101325=4, 807 10-26 kq.
Məsələnin ikinci sualına cavab vermək üçün qazın M molyar kütləsini tapaq:
M=m1NA;
M=4.80710-266.021023=0.029 kq/mol.
Molar kütlənin əldə edilən dəyəri qaz havasına uyğundur.
