Исходя из усредненной массы атома хлора 35,45 а.Е.М. Рассчитайте их процентное соотношение.

Дефект масс создает сложность для точного назначения а.е.м. Ряд элементов, состоящих из единственного стабильного элемента: ⁹Be, ¹⁹F, ²³Na, ²⁷Al, ³¹P, ⁴⁵Sc, ⁵⁵Mn, ⁵⁹Co, ⁷⁵As, ⁸⁹Y, ⁹³Nb, ¹⁰³Rh, ¹²⁷I, ¹³³Cs, ¹³⁹La, ¹⁴¹Pr, ¹⁵⁹Tb. Например,:

⁹Be, ¹⁹F, ²³Na, ²⁷Al, ⁵⁵Mn, ⁵⁹Co, имеют следующие атомные массы:

9,01218; 18,998403; 22,98977; 26,9 ; 54,9380; 58,9332

Из этого ряда видно, что отношение уточненной атомной массы к числу нуклонов в ядре

1,001353; 0,999916; 0,999555; 0,9962; 0,998873; 0,998868 не является постоянным. Поэтому точное значение а.е.м. зависит от того, по какому элементу ее определять. Исторически, первым элементом, по которому определяли а.е.м. был водород, но он занимает крайнее положение в таблице, и полученная величина а.е.м. получается максимально возможной. В водородных единицах масса атома кислорода оказалась равной 15,9 что было неудобно, поскольку именно кислород обычно использовался для определения соотношений элементов в различных соединениях. Поэтому долгое время (более 100 лет) пользовались кислородной а.е.м., равной 1/16 массы атома кислорода ¹⁶О. Многие таблицы на факультете изданы еще в ту эпоху. В настоящее время пользуются углеродной а.е.м., равной 1/12 массы атома изотопа ¹²С. Различия в точных значениях атомных масс для этих систем появляются в долях процента и для обычной практики технолога мало существенны.

Вернемся к числу Авогадро. Для удобства записи в таблице Менделеева было принято массу моля атомов в граммах считать численно равной массе атома в а.е.м. Например, масса атома Na составляет 22,989 а.е.м., а масса моля натрия – 22,989 г, или масса атома ¹²С составляет 12 а.е.м., а масса моля углерода двенадцать – 12 г. А в одном моле содержится число Авогадро частиц. Для определения числа Авогадро надо взять 12 г графита (или алмаза) состоящие из изотопа ¹²С и пересчитать все атомы в этой навеске. Это делают, например, с помощью рентгеноструктурного анализа, определяя структуру и параметры кристаллической решетки. В результате этой процедуры установлено, что число Авогадро, N_A, равно 6,022^.10²³.

Число Авогадро имеет двойное значение: это количество молекул в моле, и это - коэффициент, связывающий основную единицу массы - грамм и атомную единицу массы а.е.м.:

Чем отличаются молярная и атомная массы в таблице Менделеева?

Какова размерность числа Авогадро?

Почему число Авогадро не круглое число?

Молярная масса, μ, есть масса одного моля – ни больше, ни меньше! Именно молярная масса связывает два способа выражения количества вещества: массового и молярного, ее размерность – г/моль.

Почему металлург должен заниматься мокрой химией, то есть химией водных растворов? Казалось бы, между ними нет ни чего общего. Однако, металлургия есть высокотемпературная химическая технология. На самом деле, что есть вода с точки зрения «абсолютно квадратного» металлурга, как не расплав льда? И это чуть ли не единственный расплав, который можно не только держать в руках, но, благодаря прозрачности воды, и наблюдать происходящие в нем превращения в результате химических реакций – по изменению цвета, выпадению или растворению осадка и т.д. Конечно, можно вспомнить о металлической ртути, находящейся в расплавленном состоянии при нормальных условиях. Однако этот, как и любой другой расплав металла, непрозрачен, то есть, наблюдать протекающие в нем процессы не удастся, да и опасна она для здоровья. Разумеется, для правильного переноса опыта занятий мокрой химии на металлургические процессы, необходимо понимать различие свойств этих сред. В первую очередь полярность воды. Но без знания мокрой химии, как показал опыт, большинству не удается понять процессы, проиходящие в процессе технологического превращений.

Молярная масса воды 18 г/моль, то есть моль воды весит 18 г. Однако, жидкости дозируют по объему. В соответствии с вышесказанным, молярный объем воды – 18 мл. Но это емкость нормальной столовой ложки! Во время обеда с каждой ложкой мы глотаем примерно моль вещества. То есть моль – самое человеку близкое количество.

Вернемся к нашему примеру химической реакции. На самом деле кислота, щелочь и соль в растворе находятся в виде ионов. В ионном виде ту же реакцию (1) можно записать в виде:

H⁺ + OH^  H₂O, (3)

то есть это реакция нейтрализации. При взаимодействии катиона водорода и аниона гидроксила образуется молекула воды. Разумеется, в реальной реакции количество N участвующих ионов огромно, но это условие сохраняется:

N(H⁺) = N(OH^-), (4)

то есть, при полном протекании реакции до конца, взаимодействие N катионов водорода с N анионами гидроксила образуют N молекул воды. В этом месте и возникает описанная выше трудность со счетом огромного числа участников реакции. Но теперь мы можем использовать понятие моля – разделить число участвующих молекул на число Авогадро

N(H⁺)/N_a = N(OH^-)/N_a, (5)

и, в соответствии с определением числа Авогадро, получить то же равенство, но выраженное через число участвующих молей вещества:

(H⁺) = (OH^-), (6)

получив эквивалентное значение предыдущего равенства (3) через число молей.

В силу сказанного рассматриваемое уравнение реакции можно читать, например, либо как взаимодействие N ионов водорода с N ионами гидроксила образуют N молекул воды. Либо как взаимодействие равных количеств по  молей Н⁺ и ОН^ образуют  молей Н₂О.

Во сколько раз N больше , например, для 1г вещества?

Какова масса молекулы воды?

Каков, примерно, диаметр молекулы воды?