Що таке молекулярна вага? Визначення молекулярної ваги газоподібних речовин. Відносна молекулярна маса

Маси атомів і молекул дуже малі, тому як одиниця виміру зручно вибрати масу одного з атомів і виражати маси інших атомів щодо неї. Саме так і чинив основоположник атомної теорії Дальтон, який становив таблицю атомних мас, прийнявши масу атома водню за одиницю.

До 1961 року у фізиці за атомну одиницю маси (а.е.м. скорочено) приймали 1/16 маси атома кисню 16 Про, а хімії - 1/16 середньої атомної маси природного кисню, що є сумішшю трьох ізотопів. Хімічна одиниця маси була на 0,03% більше, ніж фізична.

В даний час у фізиці та хімії прийнято єдина системавимірювання. Як стандартна одиниця атомної маси обрана 1/12 частина маси атома вуглецю 12 С.

1 а.е.м. = 1/12 m(12 С) = 1,66057×10 -27 кг = 1,66057×10 -24 р.

Відносна атомна та молекулярна маса елемента

ВИЗНАЧЕННЯ

Відносна атомна маса елемента (A r)- це безрозмірна величина, що дорівнює відношенню середньої маси атома елемента до 1/12 маси атома 12 С.

При розрахунку відносної атомної маси враховується поширеність ізотопів елементів у земної кори. Наприклад, хлор має два ізотопи 35 Сl (75,5%) і 37 Сl (24,5%). Відносна атомна маса хлору дорівнює:

A r (Cl) = (0,755×m(35 Сl) + 0,245×m(37 Сl)) / (1/12×m(12 С) = 35,5.

З визначення відносної атомної маси випливає, що середня абсолютна маса атома дорівнює відносної атомної маси, помноженої на а.

m(Cl) = 35,5×1,66057×10 -24 = 5,89×10 -23 р.

ВИЗНАЧЕННЯ

Відносна молекулярна маса речовини (Mr)- це безрозмірна величина, що дорівнює відношенню маси молекули речовини до 1/12 маси атома 12 С.

Відносна молекулярна маса молекулидорівнює сумі відносних атомних мас атомів, що входять до складу молекули, наприклад:

M r (N 2 O) = 2×A r (N) + A r (O) = 2×14,0067 + 15,9994 = 44,0128.

Абсолютна маса молекулидорівнює відносної молекулярної маси, помноженої на а.

Число атомів і молекул у звичайних зразках речовин дуже велике, тому при характеристиці кількості речовини використовують спеціальну одиницю виміру – моль.

Міль - це кількість речовини, яка містить стільки ж частинок (молекул, атомів, іонів, електронів), скільки атомів вуглецю міститься в 12 г ізотопу 12 С.

Маса одного атома 12 С дорівнює 12 а.е.м., тому число атомів в 12 г ізотопу 12 С дорівнює:

N A = 12 г / 12 × 1,66057 × 10 -24 г = 1 / 1,66057 × 10 -24 = 6,0221 × 10 -23.

Таким чином, моль речовини містить 6,0221×10 -23 частинок цієї речовини.

Фізичну величину N A називають постійною авогадрою, вона має розмірність = моль -1 . Число 6,0221×10 -23 називають числом Авогадро.

Молярна маса речовини

ВИЗНАЧЕННЯ

Молярна маса (М)- Це маса 1 моль речовини.

Легко показати, що чисельні значення молярної маси М та відносної молекулярної маси M r рівні, однак перша величина має розмірність [M] = г/моль, а друга безрозмірна:

M = N A × m (1 молекули) = N A × M r × 1 а. = (N A ×1 а.е.м.) × M r = × M r .

Це означає, що коли маса деякої молекули дорівнює, наприклад, 44 а.е.м., то маса одного моля молекул дорівнює 44 р.

Постійна Авогадро є коефіцієнтом пропорційності, що забезпечує перехід від молекулярних відношень до молярних.

МКТ – це просто!

«Ніщо не існує, крім атомів та порожнього простору…» - Демокріт
"Будь-яке тіло може ділитися до нескінченності" - Аристотель

Основні положення молекулярно-кінетичної теорії (МКТ)

Мета МКТ- це пояснення будови та властивостей різних макроскопічних тіл і теплових явищ, які протікають, рухом і взаємодією частинок, з яких складаються тіла.
Макроскопічні тіла- це великі тіла, що складаються з великої кількості молекул.
Теплові явища- явища, пов'язані з нагріванням та охолодженням тіл.

Основні твердження МКТ

1. Речовина складається з частинок (молекул та атомів).
2. Між частинками є проміжки.
3. Частинки безладно і безперервно рухаються.
4. Частинки взаємодіють один з одним (притягуються та відштовхуються).

Підтвердження МКТ:

1. експериментальне
- механічне дроблення речовини; розчинення речовини у воді; стиск та розширення газів; випаровування; деформація тіл; дифузія; досвід Бригмана: в посудину заливається масло, зверху на масло тисне поршень, при тиску 10 000 атм масло починає просочуватися крізь стінки сталевої судини;

Дифузія; броунівський рух частинок у рідині під ударами молекул;

Погана стисливість твердих і рідких тіл; значні зусилля для розриву твердих тіл; злиття крапель рідини;

2. пряме
- Фотографування, визначення розмірів частинок.

Броунівський рух

Броунівський рух – це тепловий рух зважених частинок у рідині (або газі).

Броунівський рух став доказом безперервного та хаотичного (теплового) руху молекул речовини.
- відкрито англійським ботаніком Р. Броуном у 1827 р.
- дано теоретичне пояснення на основі МКТ А. Ейнштейном у 1905 р.
- Експериментально підтверджено французьким фізиком Ж. Перреном.

Маса та розміри молекул

Розміри частинок

Діаметр будь-якого атома становить близько див.


Число молекул у речовині

де V – обсяг речовини, Vo – обсяг однієї молекули

Маса однієї молекули

де m - маса речовини,
N - число молекул у речовині

Одиниця виміру маси в СІ: [m] = 1 кг

В атомній фізиці масу зазвичай вимірюють атомних одиницях маси (а.е.м.).
Умовно прийнято рахувати за 1 а.е.м. :

Відносна молекулярна маса речовини

Для зручності розрахунків запроваджується величина - відносна молекулярна маса речовини.
Масу молекули будь-якої речовини можна порівняти з 1/12 мас молекули вуглецю.

де чисельник – це маса молекули, а знаменник – 1/12 маси атома вуглецю

Це величина безрозмірна, тобто. не має одиниць виміру

Відносна атомна маса хімічного елемента

де чисельник – це маса атома, а знаменник – 1/12 маси атома вуглецю

Розмір безрозмірна, тобто. не має одиниць виміру

Відносна атомна маса кожного хімічного елемента наведена в таблиці Менделєєва.

Інший спосіб визначення відносної молекулярної маси речовини

Відносна молекулярна маса речовини дорівнює сумі відносних атомних мас хімічних елементів, що входять до складу молекули речовини.
Відносну атомну масу будь-якого хімічного елемента беремо з таблиці Менделєєва!)

Кількість речовини

Кількість речовини (ν) визначає відносне число молекул у тілі.

де N – число молекул у тілі, а Na – постійна Авогадро

Одиниця виміру кількості речовини у системі СІ: [ν]= 1 моль

1 моль- це кількість речовини, в якій міститься стільки молекул (або атомів), скільки атомів міститься у вуглеці масою 0,012 кг.

Запам'ятай!
У 1 молі будь-якої речовини міститься однакове число атомів чи молекул!

Але!
Поодинокі кількості речовини для різних речовин мають різну масу!


Постійна Авогадро

Число атомів в 1 молі будь-якої речовини називають числом Авогадро або постійною Авогадро:

Молярна маса

Молярна маса (M) – це маса речовини, взятої в одному молі, або інакше – це маса одного молячи речовини.

Маса молекули
- постійна Авогадро

Одиниця виміру молярної маси: [M]=1 кг/моль.

Формули для вирішення завдань

Ці формули виходять у результаті підстановки вищерозглянутих формул.

Маса будь-якої кількості речовини

Молекулярна маса - одне з основних понять у сучасної хімії. Її введення стало можливим після наукового обґрунтування твердження Авогадро про те, що багато речовин складаються з найдрібніших частинок - молекул, кожна з яких, у свою чергу, складається з атомів. Цим судженням наука багато в чому завдячує італійському хіміку Амадео Авогадро, який науково обґрунтував молекулярну будову речовин та подарував хімії багато найважливіших понять та законів.

Одиниці мас елементів

Спочатку за базову одиницю атомної та молекулярної маси брали атом водню як найлегшого з елементів у Всесвіті. Але атомні маси здебільшого обчислювалися на основі їх кисневих сполук, тому було прийнято рішення вибрати новий еталон для визначення атомних мас. Атомну масу кисню прийняли рівною 15, атомну масу найлегшої речовини Землі, водню, - 1. У 1961 року киснева система визначення ваги була загальноприйнятою, але створювала певні незручності.

У 1961 році було прийнято нову шкалу відносних атомних мас, еталоном для якої став ізотоп вуглецю 12 С. Атомна одиниця маси (скорочено а.е.м.) становить 1/12 частина маси цього еталона. В даний час атомною масою називають масу атома, яка повинна бути виражена в а.

Маса молекул

Маса молекула будь-якої речовини дорівнює сумі мас усіх атомів, що утворюють цю молекулу. Найлегша молекулярна маса газу у водню, його сполука пишеться як Н 2 і має значення, наближене до двох. Молекула води складається з атома кисню та двох атомів водню. Значить, її молекулярна маса дорівнює 15994 + 2 * 1.0079 = 18.0152 а.е.м. Найбільші молекулярні маси мають складні органічні сполуки – білки та амінокислоти. Молекулярна маса структурної одиниці білка коливається від 600 до 106 і вище, залежно від кількості пептидних ланцюгів у цій макромолекулярній структурі.

Міль

Одночасно зі стандартними одиницями маси та обсягу в хімії використовується зовсім особлива системна одиниця – моль.

Міль - це кількість речовини, яка містить стільки структурних одиниць (іонів, атомів, молекул, електронів), стільки міститься в 12 г ізотопу 12 С.

При застосуванні міри кількості речовини необхідно вказувати, які саме структурні одиниці маються на увазі. Як випливає з поняття «моль», у кожному окремому випадку слід точно вказувати, про які структурні одиниці йдеться - наприклад, моль іонів Н+, моль молекул Н2 та інше.

Молярна та молекулярна маса

Маса кількості речовини в 1 моль вимірюється в г/моль і називається молярною масою. Відношення між молекулярною та молярною масою можна записати у вигляді рівняння

ν = k × m/M де до - коефіцієнт пропорційності.

Неважко сказати, що для будь-яких співвідношень коефіцієнт пропорційності дорівнюватиме одиниці. Дійсно, ізотоп вуглецю має відносну молекулярну масу 12 а.е.м, а, згідно з визначенням, молярна масацієї речовини дорівнює 12 г/моль. Відношення молекулярної маси до молярної дорівнює 1. Звідси можна дійти невтішного висновку, що молярна і молекулярна маса мають однакові числові значення.

Обсяги газів

Як відомо, всі навколишні речовини можуть перебувати в твердому, рідкому або газоподібному. агрегатному стані. Для твердих тіл найбільш поширеним базовим заходом є маса, для твердих і рідких - об'єм. Це з тим, що тверді тіла зберігають свою форму і кінцеві розміри, Рідкі і газоподібні речовини кінцевих розмірів немає. Особливість будь-якого газу полягає в тому, що між його структурними одиницями - молекулами, атомами, іонами - відстань у багато разів більша, ніж такі ж відстані в рідинах або твердих тілах. Наприклад, один моль води в нормальних умовах займає об'єм 18 мл приблизно стільки ж вміщається в одну столову ложку. Об'єм одного моля дрібнокристалічної кухонної солі - 58,5 мл, а об'єм 1 моля цукру більше моля води в 20 разів. Для газів місця потрібно ще більше. Один моль азоту за нормальних умов займає об'єм, у 1240 разів більший, ніж один моль води.

Таким чином, обсяги газоподібних речовин суттєво відрізняються від обсягів рідких та твердих. Це зумовлено різницею відстаней між молекулами речовин у різних агрегатних станах.

Нормальні умови

Стан будь-якого газу сильно залежить від температури та тиску. Наприклад, азот при температурі в 20 ° С займає об'єм в 24 літри, а при 100 ° С при тому самому тиску - 30,6 літрів. Хіміки врахували таку залежність, тому було прийнято рішення зводити всі операції та вимірювання з газоподібними речовинами до нормальних умов. В усьому світі параметри нормальних умов однакові. Для газоподібних хімічних речовинце:

  • Температура 0°С.
  • Тиск 101,3 кПа.

Для нормальних умов прийнято спеціальне скорочення – н.у. Іноді у завданнях це позначення не пишеться, тоді слід уважно перечитати умови завдання та привести задані параметри газу до нормальних умов.

Розрахунок обсягу 1 моля газу

Як приклад нескладно виконати розрахунок одного моля будь-якого газу, наприклад азоту. Для цього спочатку необхідно визначити значення його відносної молекулярної маси:

М r (N 2) = 2×14 = 28.

Оскільки відносна молекулярна маса речовини чисельно дорівнює молярній, то M(N 2)=28 г/моль.

Досвідченим шляхом з'ясовано, що за нормальних умов густина азоту дорівнює 1,25 г/літр.

Підставимо це значення у стандартну формулу, відому зі шкільного курсу фізики, де:

  • V - обсяг газу;
  • m - маса газу;
  • ρ - густина газу.

Отримаємо, що молярний об'єм азоту за нормальних умов

V(N 2)= 25г/моль: 1,25 г/л =22,4 л/моль.

Виходить, що одна моль азоту займає 22,4 літра.

Якщо виконати таку операцію з усіма існуючими газових речовин, можна дійти дивовижного висновку: обсяг будь-якого газу за нормальних умов дорівнює 22,4 літра. Незалежно від того, про який газ йдеться, якою є його структура та фізико-хімічні характеристики, одна моль цього газу займатиме об'єм 22,4 літра.

Молярний обсяг газу - одна з найважливіших констант у хімії. Ця постійна дозволяє вирішити багато хімічних завдань, пов'язані з вимірюванням властивостей газів за нормальних умов.

Підсумки

Молекулярна маса газоподібних речовин важлива визначення кількості речовини. А якщо дослідник знає кількість речовини того чи іншого газу, він може визначити масу чи обсяг такого газу. Для однієї і тієї ж порції газоподібної речовини одночасно виконуються умови:

ν = m/M ν= V/V m.

Якщо прибрати постійну ν, можна зрівняти ці два вирази:

Так можна обчислити масу однієї порції речовини та її обсяг, а також стає відомою молекулярна маса досліджуваної речовини. Застосовуючи цю формулу, можна легко визначити співвідношення обсяг-маса. При приведенні цієї формули до виду M= m V m /V стане відома молярна маса шуканої сполуки. Щоб обчислити це значення, досить дізнатися масу і обсяг досліджуваного газу.

Слід пам'ятати, що сувора відповідність реальної молекулярної маси речовини до тієї, що знайдена за формулою, неможлива. Будь-який газ містить масу домішок та добавок, які вносять певні зміни до його структури та впливають на визначення його маси. Але ці коливання вносять зміни до третьої чи четвертої цифри після коми у знайденому результаті. Тому для шкільних завдань та експериментів знайдені результати цілком правдоподібні.

МОЛЕКУЛЯРНА ВАГА(Син. молекулярна маса) - маса молекули речовини, виражена у вуглецевих одиницях атомної маси (вуглецева одиниця атомної маси - 1/12 маси атома ізотопу вуглецю 12 C); поряд з атомними масами є основою для всіляких розрахунків, що виконуються за допомогою хім. формул та рівнянь, у т. ч. розрахунків, що виробляються в біохім. та клініко-діагностичних лабораторіях

Якщо відома хім. формула речовини, то його М. в. може бути обчислений як сума атомних ваг (мас) атомів хім. елементів (див. Атомна вага), що входять до складу молекули цієї речовини. Напр., М. в. вуглекислого газу (CO 2) дорівнює:

12,011 + 2 * 15,9994 = 44,0098.

Для речовин, що знаходяться в газоподібному або розчиненому стані, експериментальні методи визначення М. в. найбільш обґрунтовані. М. в. (М1) газу зазвичай визначають, вимірявши його відносну щільність D газу, М. в. до-рого (М2) відомий; тоді М1 = M2 * D. М. в. газу можна також визначити, якщо відома його нормальна густина d, тобто маса 1 л газу в грамах при тиску 760 мм рт. ст. та 0 °C. І тут М. в. газу дорівнює M = 22,42 * d.

Для визначення М. в. розчиненої речовини в такому розчиннику, в якому ця речовина не піддається дисоціації або асоціації, найбільш часто вимірюють зниження температури замерзання розчину Δt (див. Кріометрія), що спостерігається при розчиненні аг досліджуваної речовини в bг розчинника: М = (K*a*1000)/(Δt*b), де К - кріометрічна (кріоскопічна) постійна розчинника.

М. в. розчиненої речовини можна також визначити, вимірявши осмотичний тиск розчину (див. Осмотичний тиск). У цьому випадку M = (m*R*T)/p, де m - маса розчиненої речовини в грамах, що міститься в 1 л р-ну, p - осмотичний тиск в атм, T - температура в градусах Кельвіна і R - газова постійна в л*атм/моль*град. Цей метод успішно застосовується визначення М. в. білків, полісахаридів, нуклеїнових та інших високомолекулярних сполук (див.). М. в. білків та інших біополімерів можна визначити методом ультрацентрифугування (див.).

У практиці біохім., клин, та сан.-гіг. лабораторій до виконання різноманітних розрахунків широко користуються також одиницею кількості речовини, званої молем.

Моль - це кількість речовини, що містить стільки молекул, атомів, іонів, електронів або інших структурних одиниць, скільки міститься атомів в 12 г ізотопу вуглецю 12 C. Число молекул, атомів або інших структурних одиниць, що містяться в одному молі будь-якої речовини, зване числом Авогадро , Визначено з великою точністю. Для практичних розрахунків його приймають рівним

6,023*10 23 моль-1.

Маса одного молячи речовини, виражена в грамах, чисельно дорівнює М. ст. речовини, називається мольною масою, або грам-молекулою.

Бібліографія:Білки, за ред. Г. Нейрата та К. Бейлі, пров. з англ., т. 2, с. 276, М., 195 6: Гауровіц Ф. Хімія та функція білків, пров. з англ., М., 1965; Ост-вальд-Лютер - Друкер, Фізикохімічні виміри, пров. з ньому., Ч. 1, €. 294, Л., 1935.

МОЛЕКУЛЯРНА ВАГАє відносна вага молекули речовини. Крім можливості перебувати у трьох різних фазах (див. Аггрвгатний стан)речовини мають здатність розподілятися одне в іншому, утворюючи так зв. розчини. Відповідно до вант Гоффу (van"t Hoff) молекули розчиненої речовини при достатньому розведенні розчину поводяться подібно до молекул розріджених газів, тобто цілком незалежно один від одного і дійсно для розведених розчинів газові закони виявляються цілком справедливими. У стиснутих газах і ще більше в рідинах проявляються в значній мірі сили зчеплення між молекулами, викликаючи відступи від ідеальних газових законів і призводячи до утворення складних «полімеризованих» молекул. твердого тіла можна розглядати як цілу величезну молекулу. вивченим як теоретично, і експериментально, то найбільш розробленими виявляються методи визначення М. в. газоподібних (або пароподібних) та розчинених речовин. Основне рівняння газового станує рівняння Клапейрона pv=nRT(\),де р-тиск, v-обсяг газу, п-Кількість грам молекул, R-газова постійна, Т-Абсолютна t °. Замінюючи пчерез вираз п - -(2), де G-вага цього обсягу газу, а М-вага окремої молекули, ми отримуємо ур-ня pv = jjRT(3), на підставі якого чисто експериментальним шляхом, вимірюючи р, v,і Т, ми можемо визначити відносний М. в. речовини. Прийнято М. в. відносити до ваги атома водню, що дозволяє висловити М. в. як суму атомних ваг елементів, що входять до молекули. Напишемо рівняння (3) для цього газу (х)і для водню, взятих у рівних обсягах, при однаковій t° та тиску: pv = - м х - RTі pv= = ~RT.Відповідно до закону Авогадро у рівних обсягах газів за однакових умов перебуває однакове число молекул, отже: |^=§|. Звідси М Х = ^ М Н,Відношення - - ваг двох рівних обсягів газу, з яких брало один прийнятий за одиницю, є щільність газу, в даному випадку по водню- Dff.Оскільки молекули водню, а також більшості елементарних газів укладають по 2 атоми, то M ff = 2,звідки М х = 2 D#<4). В случае, если известна плотность дан- ного газа по отношению к воздуху, то, т. к. воздух в 14,37 раз тяжелее водорода, уравнение (4) принимает вид М х - 2.14,37 Ь повітря ~=28,74 D в03духу(5). Так. обр. експериментальне визначення М. в. газоподібних або пароподібних речовин зводиться до визначення пло щі даного газу. Існує кілька різних методів визначення густин газів (п рів), заснованих на різних принципах. Так, метод Д ю-м a (Dumas) полягає у визначенні ваги відомого обсягу газу. Спочатку зважується балон (з відтягнутою трубкою), наповнений повітрям, потім у нього поміщають деяку кількість речовини і занурюють у лазню з t° вище t° кипіння речовини, тримаючи доти, доки припиниться виділення пари. Балон запаюють і одночасно відзначають барометричний тиск = пружності пари (Р) і температуру (t °). Знаючи обсяг балона, ми знаємо вагу повітря, що міститься в ньому, звідки можна вирахувати вагу порожнього балона. Знаючи ж вага порожнього балона і вага його з парою, визначаємо вагу пари речовини в даному обсязі за цих умов. Відносячи потім цю вагу до ваги рівного обсягу повітря або водню за тих же умов, дізнаємося щільність газу (вага 1 с„% 8 повітря=0,001293 г, водню- 0,0000899 гпри 0° та тиску 760 мм).Приведення ваги 1 см 3газу до умов досвіду проводиться за формулою G = -ц^щ^щ» г Д е G- вага 1 ом 3 газу (в даному випадку повітря або водню), G 0-вага їх за нормальних умов, а-коеф. розширення газів, t°-температура досліду. мм).При нагріванні зовні ампула лопається, речовина випаровується під зменшеним тиском та обсяг отриманої пари безпосередньо відраховується за шкалою барометричної трубки (рис. 2). Найбільш широке застосування проте має метод В. М е й е р а (Meyer). Він полягає в наступному: невелика відважена кількість-речовини випаровують у трубці, наповненій повітрям, збирають витіснене повітря і вимірюють його об'єм. Трубка, в яку вводять речовину, оточується муфтою, наповненою будь-якої рідиною, t ° кипіння до-рой принаймні на 30 ° вище t ° кипіння досліджуваного речовини. У верхній своїй частині трубка має відгалуження, що з'єднує її з приладом для вимірювання об'єму витісненого повітря (рис. 1). Верхній кінець трубки забезпечений пристроєм, що дозволяє в потрібний момент вводити випробувану речовину. Спочатку кип'ятять рідину в муфті доти, доки не припиниться виділення повітря і потім вводять речовину. яке швидко випаровується і витісняє деяку кількість повітря, що переходить в евдіометр. Об'єм його дорівнює об'єму пари, що утворився в трубці при випаровуванні зваженої речовини, незалежно від власної t°. Метод цей, як і метод Гофмана, вимагає дуже мало речовини і при- ■605 Змінюємо при дуже високих t °. В цьому випадку скляна апаратура замінюється стійкими порцеляновими сортами, що витримує t° до 1 700°. У випадку, якщо речовина реагує з киснем повітря, прилад наповнюється якимось індиферентним газом (азотом, воднем, аргоном). М. в. елементарних газів за звичайних умов виявилися вдвічі більшими, ніж їх атомні ваги, і отже молекули їх укладають по два атоми. При вищих t° щільність їх починає

Малюнок 1. рис. 2.

Зменшуватиметься, що вказує на дисоціацію їх на атоми. Щільності парів металів відповідають одноатомним молекулам, тоді як молекули парів фосфору, сірки, миш'яку містять більше двох атомів і з підвищенням t° розпадаються більш прості молекули. Так, сірка при 500 ° шестиатомна (S e),при 800° молекули її розпадаються на £2. Визначення М. в. розчинених речовин ґрунтується на застосуванні до розчинів газових законів. Як це було показано вант Гофф, для розчиненої речовини можна написати таке ж рівняння стану, як і для газу в аналогічних умовах, тобто. pv - nRT= -™ RT,де рє осмотичний тиск, тобто той тиск, який розчинена речовина чинить на напівпроникну перегородку. Поширюючи закон Авогадро на розчини, вант Гофф показав, що осмотичний тиск, так само, як і газовий тиск, залежить не від природи розчиненої речовини, а лише від числа розчинених молекул, і рівно тому тиску, який мав би речовину, якби знаходилося у газоподібному стані за відповідних умов. Отже, якщо в одному літрі розчинена одна грам-молекула речовини, осмотичний тиск буде дорівнює 22,41 атмосфер при 0° і 22,41 (1+cct) атм. при t°. Т. о. вимірювання осмотичного тиску призводить до безпосереднього визначення М. в. розчиненої речовини. Однак прямі виміри осмотич. тиску пов'язані з великими труднощами. Наука завдячує Раулю (Raoult) розробкою непрямих методів визначення осмотичного тиску, а водночас відтак і М. в. розчинених речовин (див. Кріоскопія).Між М. в. і зниженням точки замерзання або підвищенням точки кипіння розчину існує наступна залежність, що виражається рівнянням М = С-^,де G-вага речовини, розчиненої в 100 грозчинника, At-зниження точки замерзання або підвищення точки кипіння, а С-постійна, знайдена емпірично Раулем, т.з. "молекулярне зниження" точки замерзання або "молекулярне підвищення" точки кипіння, величина, пов'язана з прихованою теплотою плавлення або випаровування рівнянням З= щ-, де Т-абсолютна t° замерзання (або кипіння) чистого розчинника, a q-прихована теплота плавлення або випаровування на 1 грам розчинника. Для води молекулярне зниження = 18,6, а молекулярне підвищення = 5,15. Для вимірювання пониження t° замерзання або підвищення t° кипіння запропоновано велику кількість апаратів, які в принципі однакові. Наіо"о-ле уживані Бекмана прилади(Див.). Метод кріоскопічний по суті можливий лише для таких розчинів, при яких відбувається замерзання лише одного розчинника, але не розчину. При роботах з дуже розведеними розчинами термометр Бекмана замінюється набором термоелементів, з'єднаних з чутливим гальванометром, що дозволяє вимірювати t° до 0,00001 градуса. - Вимірювання М. ваги розчинених речовин призвело до висновків, що мають важливе теоретичне значення. Так, за відхиленням від вищенаведених формул було встановлено з одного боку факт електролітичної дисоціації для електролітів, а з іншого-асоціації розчиненої речовини, а також її гідратації або сольватації, тобто з'єднання молекул розчиненої речовини з молекулами розчинника. Слід підкреслити, що М. ст, що визначається зазначеними методами, відноситься лише до розчиненого стану і на підставі даних ебуліоскопії або кріоскопії не можна робити висновки про М. ст. речовин у чистому стані. Переходячи до М. ст. стиснутих газів і рідин, необхідно відзначити, що досі немає цілком досконалого і точного методу їх визначення. Відступи від теорії, які спостерігаються для стислих газів і рідин, дають лише непряме вказівку те що, що маємо тут із зміненими молекулами. Так наприклад згідно з правилом Трутона (Trouton) відношення молекулярної теплоти випаровування до абсолютної t° кипіння рідини є постійна величина -= = З. Величина З відповідно до II закону термодинаміки пов'язані з пружністю пари рідини диференціальним ур-нием т - ВТ ~ d ~. Т. о., вимірюючи приховану теплоту випаровування, ми маємо в руках метод визначення М. ст. рідких речовин, тому що А = М. I,де I-прихована теплота випаровування 1 г речовини. Однак правило Трутона не має універсального значення і справедливе лише для невеликого числа рідин, для більшості ж їх відношення має своє особливе значення, що одне вже вказує на відмінність М. в. у рідкому та пароподібному стані та на значну асоціацію рідин. Більше певні результати дає метод, заснований на формулі Етвеша (Eotvos), що виражає залежність між М. в. та поверхневим натягом уv* 1 * = к(Т до - Т),де у- Поверхневий натяг, що виражається в дінах на см, v-Молекулярний об'єм (=мол. вага х уд. Об'єм), Т до-"Критична t°, T- t° досвіду, до-Константа, незалежна від температури, дорівнює в середньому 2,12. Але і в цьому випадку далеко не для всіх рідин коеф. довиявляється незалежним від t°. Приймається, що речовини, що мають нормальний коеф. (не змінюється з t °), мають -рідкому стані М. в, рівний М. в. пара. Рідини з коефшщенгом, що змінюються від t°, називаються асоційованими. М. в. їх виходить множенням М. в. газу на т.з. «фактор асоціації», яка обчислюється з відношення нормальної константи додо величини, що виходить на досвіді. До асоційованих рідин відносяться спирти, жирні кислоти, фенол, вода (з фактором асоціації = 4). Щодо М. ст. твердих тіл, то всі найпростіші частинки кристала так тісно пов'язані між собою, що рух однієї викликає рух всього кристала цілком. Відповідно до останніх поглядів на кристалічну будову атоми в кристалах стримуються тими самими силами, як і атоми окремих газових молекулах, тобто. силами хімічними, тому ми можемо розглядати весь кристал як цілу молекулу і за М. в. його приймати вагу цього кристала. Нині. час цілу низку незалежних друг від друга методів встановлено абсолютне значення числа Авогадро, тобто. числа молекул у грам-молекулярному обсязі (22,41 лпри 0° та 760 ммтиску). Воно дорівнює в середньому з різних визначень 6,06х1023. Звідси неважко вирахувати абсолютну вагу атома водню. Він виявляється рівним 1,66 х10 -84 м.Помножуючи це число щодо М. в. речовини, знаходимо абсолютну вагу його молекули. Літ.:Вознесенський С.іРебіндер П., Керівництво до практичних робіт з фізичної хімії, гол. IV, М.-Л., 1928; Джо н з Р., Основи фізичної хімії, гол. II, III та V, СПБ, 1911; У о к е р Д., Введення у фізичну хімію, гол. XIX, М., 1926: Ostwald-Luther, Hand-u. Hllfsbuch 7. Austuhrung physikochemischer Messungeri, hrsg. v. C. Drucker, Lnz. 1927.Л. Лепин.н. Шилів.

Поділіться з друзями або збережіть для себе:

Завантаження...