Главная Войти О сайте

Как взвесить молекулу

Размеры абсолютного большинства молекул настолько малы, что их не удается увидеть даже в самый мощный микроскоп. Соответственно, масса одной молекулы невообразимо мала. Поэтому для несведущего человека сама мысль, что можно взвесить одну-единственную молекулу, покажется абсурдной. Тем не менее, это вполне реально.Как взвесить молекулу

Предположим, перед вами поставили задачу: имеется 100 литров какого-то газа, весящего 143 грамма при нормальной температуре и давлении. Сколько весит одна молекула этого газа?

Известно, что при нормальных условиях один моль (то есть такое количество вещества, в котором содержится 6,022*10^23 его элементарных частиц) любого газа занимает объем, приблизительно равный 22,4 литра. Следовательно, 100 литров газа составляют 100/22,4 = 4,464 моля. Или округленно 4,46 моля.

Теперь посчитайте, сколько же молекул содержится в таком количестве молей данного газа. Произведите вычисление: 4,46*6,022*10^23= 2,686*10^24, или, округленно, 2,69*10^24.

Зная массу газа (по условиям задачи) и вычисленное число молекул, найдите массу одной молекулы:143/2,69*10^24 = 53,16*10^-24, или 5,316*10^-23 грамм. Вот сколько весит молекула этого газа.

Рассмотрите другую задачу. Предположим, у вас есть железный брусок прямоугольной формы, длина которого 15 сантиметров, ширина – 4 сантиметра, а высота – 3 сантиметра. Необходимо найти массу одной молекулы железа.

Вычислите объем бруска. Перемножив величины длины, ширины и высоты, вы получите: 15*4*3 = 180 кубических сантиметров. С помощью любого подходящего справочника (физического, химического или технического) найдите величину плотности железа: 7,874 граммов/см^3. Для упрощения расчетов округлите до 7,87. Перемножив величины объема и плотности, найдите массу железного бруска: 180*7,87 = 1416,6 граммов.

Теперь, посмотрев в таблицу Менделеева, определите молярную массу железа, которая численно равна молекулярной массе, но выражается в других величинах. Молекулярная масса железа равна 55,847 а.е.м. (атомных единиц массы). Следовательно, его молярная масса равна 55,847 граммов/моль. Или, округленно, один моль железа весит 55,85 граммов.

Вычислите, сколько молей железа содержится в бруске весом 1416,6 граммов. 1416,6/55,85 = 25,36. Теперь, зная, сколько элементарных частиц содержится в одном моле любого вещества, вы легко найдете общее количество молекул железа: 25,36* 6,022х*10^23 = 1,527*10^25. И последнее действие: 1416,6/1,527*10^25 = 9,277*10^-23граммов.


CompleteRepair.Ru