Як зважити молекулу


 

Розміри абсолютної більшості молекул настільки малі, що їх не вдається побачити навіть у найпотужніший мікроскоп. Відповідно, маса однієї молекули неймовірно мала. Тому для недосвідченого людини сама думка, що можна зважити одну-єдину молекулу, здасться абсурдною. Тим не менш, це цілком реально.



Інструкція

  1. Припустимо, перед вами поставили завдання: є 100 літрів якогось газу, що важить 143 грами при нормальній температурі і тиску. Скільки важить одна молекула цього газу?
  2. Відомо, що при нормальних умовах один моль (тобто така кількість речовини, в якому міститься 6,022 * 10 ^ 23 його елементарних часток) будь-якого газу займає об’єм, приблизно рівний 22,4 літра. Отже, 100 літрів газу складають 100/22, 4 = 4,464 моля. Або округлено 4,46 моля.
  3. Тепер порахуйте, скільки ж молекул міститься в такій кількості молей даного газу. Проведіть обчислення: 4,46 * 6,022 * 10 ^ 23 = 2,686 * 10 ^ 24, або, округлено, 2,69 * 10 ^ 24.
  4. Знаючи масу газу (за умовами задачі) і обчислене число молекул, знайдіть масу однієї молекули:
    143/2, 69 * 10 ^ 24 = 53,16 * 10 ^ -24, або 5,316 * 10 ^ -23 грам. Ось скільки важить молекула цього газу.
      
  5. Розгляньте іншу задачу. Припустимо, у вас є залізний брусок прямокутної форми, довжина якого 15 сантиметрів, ширина — 4 сантиметри, а висота — 3 сантиметри. Необхідно знайти масу однієї молекули заліза.
  6. Обчисліть об’єм бруска. Перемноживши величини довжини, ширини і висоти, ви отримаєте: 15 * 4 * 3 = 180 кубічних сантиметрів. За допомогою будь-якого відповідного довідника (фізичного, хімічного або технічного) знайдіть величину щільності заліза: 7,874 г / см ^ 3. Для спрощення розрахунків округлите до 7,87. Перемноживши величини об’єму і щільності, знайдіть масу залізного бруска: 180 * 7,87 = 1416,6 грамів.
  7. Тепер, подивившись у таблицю Менделєєва, визначте молярну масу заліза, яка чисельно дорівнює молекулярній масі, але виражається в інших величинах. Молекулярна маса заліза дорівнює 55,847 а.е.м. (Атомних одиниць маси). Отже, його молярна маса дорівнює 55,847 грамів / моль. Або, округлено, один моль заліза важить 55,85 грамів.
  8. Обчисліть, скільки молей заліза міститься в бруску вагою 1416,6 грамів. 1416,6 / 55,85 = 25,36. Тепер, знаючи, скільки елементарних частинок міститься в одному молі будь-якої речовини, ви легко знайдете загальна кількість молекул заліза: 25,36 * 6,022 х * 10 ^ 23 = 1,527 * 10 ^ 25. І остання дія: 1416,6 / 1,527 * 10 ^ 25 = 9,277 * 10 ^-23граммов.

Корисні поради

Зрозуміло, округлення величин допустимо, тільки якщо при розрахунках не потрібна висока точність.