அவகாட்ரோ எண்ணின் பெயர். வேதியியலில் அவகாட்ரோ விதி. சாதாரண நிலைமைகளுக்கான வாயு அளவைக் கணக்கிடுதல்

வேதியியலில் அவகாட்ரோ விதியானது வாயுவின் அளவு, மோலார் நிறை, வாயுப் பொருளின் அளவு மற்றும் ஒப்பீட்டு அடர்த்தி ஆகியவற்றைக் கணக்கிட உதவுகிறது. கருதுகோள் 1811 ஆம் ஆண்டில் அமெடியோ அவகாட்ரோவால் வகுக்கப்பட்டது மற்றும் பின்னர் சோதனை ரீதியாக உறுதிப்படுத்தப்பட்டது.

சட்டம்

ஜோசப் கே-லுசாக் 1808 இல் வாயு எதிர்வினைகளை முதன்முதலில் ஆய்வு செய்தார். ஹைட்ரஜன் குளோரைடு மற்றும் அம்மோனியா (இரண்டு வாயுக்கள்) ஆகியவற்றிலிருந்து ஒரு படிகப் பொருள் - NH 4 Cl (அம்மோனியம் குளோரைடு) - வாயுக்களின் வெப்ப விரிவாக்கம் மற்றும் அளவீட்டு உறவுகளின் சட்டங்களை அவர் வகுத்தார். அதை உருவாக்க அதே அளவு வாயுக்களை எடுக்க வேண்டியது அவசியம் என்று மாறியது. மேலும், ஒரு வாயு அதிகமாக இருந்தால், எதிர்வினைக்குப் பிறகு "கூடுதல்" பகுதி பயன்படுத்தப்படாமல் இருக்கும்.

சிறிது நேரம் கழித்து, அவகாட்ரோ அதே வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில், சம அளவு வாயுக்கள் ஒரே எண்ணிக்கையிலான மூலக்கூறுகளைக் கொண்டிருக்கின்றன என்ற முடிவை வகுத்தார். மேலும், வாயுக்கள் வெவ்வேறு இரசாயன மற்றும் இயற்பியல் பண்புகளைக் கொண்டிருக்கலாம்.

அரிசி. 1. Amedeo Avogadro.

அவகாட்ரோ விதி இரண்டு விளைவுகளைக் கொண்டுள்ளது:

• முதலில் - ஒரு மோல் வாயு, சம நிலைமைகளின் கீழ், அதே அளவை ஆக்கிரமிக்கிறது;
• இரண்டாவது - இரண்டு வாயுக்களின் சம அளவுகளின் வெகுஜனங்களின் விகிதம் அவற்றின் மோலார் வெகுஜனங்களின் விகிதத்திற்கு சமம் மற்றும் ஒரு வாயுவின் ஒப்பீட்டு அடர்த்தியை மற்றொன்றுக்கு (D ஆல் குறிக்கப்படுகிறது) வெளிப்படுத்துகிறது.

இயல்பான நிலைகள் (n.s.) அழுத்தம் P=101.3 kPa (1 atm) மற்றும் வெப்பநிலை T=273 K (0°C) எனக் கருதப்படுகிறது. சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ், வாயுக்களின் மோலார் அளவு (ஒரு பொருளின் அளவு அதன் அளவால் வகுக்கப்படும்) 22.4 l/mol, அதாவது. 1 மோல் வாயு (6.02 ∙ 10 23 மூலக்கூறுகள் - அவகாட்ரோவின் நிலையான எண்) 22.4 லிட்டர் அளவைக் கொண்டுள்ளது. மோலார் தொகுதி (V m) ஒரு நிலையான மதிப்பு.

அரிசி. 2. சாதாரண நிலைமைகள்.

சிக்கல் தீர்க்கும்

சட்டத்தின் முக்கிய முக்கியத்துவம் இரசாயன கணக்கீடுகளை மேற்கொள்ளும் திறன் ஆகும். சட்டத்தின் முதல் தொடர்ச்சியின் அடிப்படையில், சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு வாயுப் பொருளின் அளவை தொகுதி மூலம் கணக்கிடலாம்:

V என்பது வாயுவின் அளவு, V m என்பது மோலார் தொகுதி, n என்பது மோல்களில் அளவிடப்படும் பொருளின் அளவு.

அவகாட்ரோ விதியின் இரண்டாவது முடிவு, தொடர்புடைய வாயு அடர்த்தியின் (ρ) கணக்கீட்டைப் பற்றியது. m/V சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி அடர்த்தி கணக்கிடப்படுகிறது. 1 மோல் வாயுவைக் கருத்தில் கொண்டால், அடர்த்தி சூத்திரம் இப்படி இருக்கும்:

ρ (வாயு) = M/V m,

M என்பது ஒரு மச்சத்தின் நிறை, அதாவது. மோலார் நிறை.

ஒரு வாயுவின் அடர்த்தியை மற்றொரு வாயுவிலிருந்து கணக்கிட, வாயுக்களின் அடர்த்தியை அறிந்து கொள்வது அவசியம். ஒரு வாயுவின் ஒப்பீட்டு அடர்த்திக்கான பொதுவான சூத்திரம் பின்வருமாறு:

D (y) x = ρ(x) / ρ(y),

இதில் ρ(x) என்பது ஒரு வாயுவின் அடர்த்தி, ρ(y) என்பது இரண்டாவது வாயுவின் அடர்த்தி.

நீங்கள் அடர்த்தியின் கணக்கீட்டை சூத்திரத்தில் மாற்றினால், நீங்கள் பெறுவீர்கள்:

D (y) x = M(x) / V m / M(y) / V m .

மோலார் அளவு குறைக்கப்பட்டு உள்ளது

D (y) x = M(x) / M(y).

இரண்டு பணிகளின் உதாரணத்தைப் பயன்படுத்தி சட்டத்தின் நடைமுறை பயன்பாட்டைக் கருத்தில் கொள்வோம்:

• MgCO 3 மக்னீசியம் ஆக்சைடு மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடாக (n.s.) சிதைவடையும் போது MgCO 3 இன் 6 mol இலிருந்து எத்தனை லிட்டர் CO 2 பெறப்படும்?
• ஹைட்ரஜனிலும் காற்றிலும் CO 2 இன் ஒப்பீட்டு அடர்த்தி என்ன?

முதல் பிரச்சனையை முதலில் தீர்ப்போம்.

n(MgCO 3) = 6 மோல்

MgCO 3 = MgO+CO 2

மெக்னீசியம் கார்பனேட் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைட்டின் அளவு ஒன்றுதான் (ஒவ்வொன்றும் ஒரு மூலக்கூறு), எனவே n(CO 2) = n(MgCO 3) = 6 mol. n = V/V m சூத்திரத்திலிருந்து நீங்கள் அளவைக் கணக்கிடலாம்:

V = nV m, அதாவது. V(CO 2) = n(CO 2) ∙ V m = 6 mol ∙ 22.4 l/mol = 134.4 l

பதில்: V(CO 2) = 134.4 l

இரண்டாவது பிரச்சனைக்கான தீர்வு:

• D (H2) CO 2 = M(CO 2) / M(H 2) = 44 g/mol / 2 g/mol = 22;
• D (காற்று) CO 2 = M(CO 2) / M (காற்று) = 44 g/mol / 29 g/mol = 1.52.

அரிசி. 3. தொகுதி மற்றும் ஒப்பீட்டு அடர்த்தி மூலம் பொருளின் அளவுக்கான சூத்திரங்கள்.

அவகாட்ரோ விதியின் சூத்திரங்கள் வாயுப் பொருட்களுக்கு மட்டுமே வேலை செய்கின்றன. அவை திரவங்கள் மற்றும் திடப்பொருட்களுக்கு பொருந்தாது.

நாம் என்ன கற்றுக்கொண்டோம்?

சட்டத்தின் உருவாக்கத்தின் படி, அதே நிலைமைகளின் கீழ் சம அளவு வாயுக்கள் ஒரே எண்ணிக்கையிலான மூலக்கூறுகளைக் கொண்டிருக்கின்றன. சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ் (என்.எஸ்.), மோலார் தொகுதியின் மதிப்பு நிலையானது, அதாவது. வாயுக்களுக்கான V m எப்போதும் 22.4 l/mol க்கு சமமாக இருக்கும். சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ் வெவ்வேறு வாயுக்களின் ஒரே எண்ணிக்கையிலான மூலக்கூறுகள் ஒரே அளவை ஆக்கிரமித்துள்ளன, அதே போல் ஒரு வாயுவின் ஒப்பீட்டு அடர்த்தி மற்றொன்றுடன் ஒப்பிடும்போது - ஒரு வாயுவின் மோலார் வெகுஜனத்தின் மோலார் வெகுஜனத்தின் விகிதம். இரண்டாவது வாயு.

தலைப்பில் சோதனை

அறிக்கையின் மதிப்பீடு

சராசரி மதிப்பீடு: 4 . பெறப்பட்ட மொத்த மதிப்பீடுகள்: 91.

> அவகாட்ரோவின் எண்

எது சமம் என்பதைக் கண்டறியவும் அவகாட்ரோவின் எண்மச்சங்களில். மூலக்கூறுகளின் பொருளின் அளவு மற்றும் அவகாட்ரோவின் எண், பிரவுனிய இயக்கம், வாயு மாறிலி மற்றும் ஃபாரடே ஆகியவற்றின் விகிதத்தைப் படிக்கவும்.

ஒரு மோலில் உள்ள மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை அவகாட்ரோ எண் என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது 6.02 x 10 23 மோல் -1 ஆகும்.

கற்றல் நோக்கம்

• அவகாட்ரோவின் எண்ணுக்கும் மச்சங்களுக்கும் உள்ள தொடர்பைப் புரிந்து கொள்ளுங்கள்.

முக்கிய புள்ளிகள்

• அவகாட்ரோ சமமான அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலை விஷயத்தில், சம வாயு அளவுகளில் ஒரே எண்ணிக்கையிலான மூலக்கூறுகள் உள்ளன என்று முன்மொழிந்தார்.
• அவகாட்ரோவின் மாறிலி ஒரு முக்கியமான காரணியாகும், ஏனெனில் இது மற்ற இயற்பியல் மாறிலிகள் மற்றும் பண்புகளை இணைக்கிறது.
• ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் இந்த எண்ணை பிரவுனிய இயக்கத்தின் அளவுகளில் இருந்து பெறலாம் என்று நம்பினார். இது முதன்முதலில் 1908 இல் ஜீன் பெரின் என்பவரால் அளவிடப்பட்டது.

விதிமுறை

• வாயு மாறிலி என்பது உலகளாவிய மாறிலி (R), இது சிறந்த வாயு விதியிலிருந்து பின்பற்றப்படுகிறது. இது போல்ட்ஸ்மேனின் மாறிலி மற்றும் அவகாட்ரோவின் எண்ணிலிருந்து பெறப்படுகிறது.
• ஃபாரடேயின் மாறிலி என்பது எலக்ட்ரான்களின் ஒரு மோலுக்கு மின் கட்டணத்தின் அளவு.
• பிரவுனிய இயக்கம் என்பது ஒரு திரவத்தில் உள்ள தனிப்பட்ட மூலக்கூறுகளின் தாக்கத்தால் உருவாகும் தனிமங்களின் சீரற்ற இடப்பெயர்ச்சி ஆகும்.

ஒரு பொருளின் அளவு மாற்றத்தை நீங்கள் எதிர்கொண்டால், மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையைத் தவிர வேறு ஒரு யூனிட்டைப் பயன்படுத்துவது எளிது. மோல் சர்வதேச அமைப்பில் அடிப்படை அலகாக செயல்படுகிறது மற்றும் 12 கிராம் கார்பன்-12 இல் சேமித்து வைக்கப்பட்டுள்ள அதே எண்ணிக்கையிலான அணுக்களைக் கொண்ட ஒரு பொருளை வெளிப்படுத்துகிறது. இந்த அளவு பொருள் அவகாட்ரோ எண் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

வெவ்வேறு வாயுக்களின் ஒரே அளவிலான வெகுஜனங்களுக்கு இடையே ஒரு தொடர்பை ஏற்படுத்த முடிந்தது (ஒரே வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தின் நிலைமைகளின் கீழ்). இது அவர்களின் மூலக்கூறு வெகுஜனங்களின் உறவை ஊக்குவிக்கிறது

அவகாட்ரோவின் எண் ஒரு கிராம் ஆக்ஸிஜனில் உள்ள மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது. இது ஒரு பொருளின் அளவு குணாதிசயத்தின் அறிகுறி என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள், மற்றும் அளவீட்டின் சுயாதீன பரிமாணம் அல்ல. 1811 ஆம் ஆண்டில், அவகாட்ரோ ஒரு வாயுவின் அளவு அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கைக்கு விகிதாசாரமாக இருக்கலாம் என்று யூகித்தார், மேலும் இது வாயுவின் தன்மையால் பாதிக்கப்படாது (எண் உலகளாவியது).

1926 ஆம் ஆண்டில் இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசு ஜீன் பெரினுக்கு அவகாட்ரோவின் மாறிலியின் வழித்தோன்றலுக்காக வழங்கப்பட்டது. எனவே அவகாட்ரோவின் எண் 6.02 x 10 23 mol -1 ஆகும்.

அறிவியல் முக்கியத்துவம்

மேக்ரோ மற்றும் மைக்ரோஸ்கோபிக் இயற்கை அவதானிப்புகளில் அவகாட்ரோவின் மாறிலி ஒரு முக்கிய இணைப்பின் பங்கை வகிக்கிறது. இது மற்ற இயற்பியல் மாறிலிகள் மற்றும் பண்புகளுக்கு ஒரு பாலத்தை அமைக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, இது வாயு மாறிலி (R) மற்றும் போல்ட்ஸ்மேன் மாறிலி (k) ஆகியவற்றுக்கு இடையே ஒரு இணைப்பை நிறுவுகிறது:

R = kN A = 8.314472 (15) J mol -1 K -1 .

மேலும் ஃபாரடே மாறிலி (F) மற்றும் அடிப்படை மின்னூட்டம் (e):

F = N A e = 96485.3383 (83) C mol -1 .

நிலையான கணக்கீடு

எண்ணை தீர்மானிப்பது அணுவின் நிறை கணக்கீட்டை பாதிக்கிறது, இது ஒரு மோல் வாயுவின் வெகுஜனத்தை அவகாட்ரோவின் எண்ணால் வகுப்பதன் மூலம் பெறப்படுகிறது. 1905 ஆம் ஆண்டில், ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் பிரவுனிய இயக்கத்தின் அளவை அடிப்படையாகக் கொண்டு அதைப் பெற முன்மொழிந்தார். 1908 இல் ஜீன் பெர்ரின் இந்த யோசனையை சோதித்தார்.

SI அடிப்படை அலகுகளின் வரையறைகளில் ஏற்படும் மாற்றங்களின்படி, இது சரியாக சமமாக இருக்கும்

சில சமயங்களில் இலக்கியத்தில் வேறுபாடு காட்டப்படுகிறது அவகாட்ரோவின் நிலையானது என் A, mol −1 இன் பரிமாணத்தைக் கொண்டிருப்பதுடன், எண்ணியல் ரீதியாக அதற்குச் சமமான பரிமாணமும் இல்லை அவகாட்ரோவின் எண்ஏ .

அவகாட்ரோ விதி

நிலையான அளவீட்டின் வரலாறு

அவகாட்ரோ ஒரு குறிப்பிட்ட தொகுதியில் உள்ள மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையை மதிப்பிடவில்லை, ஆனால் இது மிகப் பெரிய மதிப்பு என்பதை அவர் புரிந்துகொண்டார். கொடுக்கப்பட்ட தொகுதியை ஆக்கிரமித்துள்ள மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையைக் கண்டறியும் முதல் முயற்சி இந்த ஆண்டில் மேற்கொள்ளப்பட்டது ஜோசப் லாஷ்மிட். Loschmidt இன் கணக்கீடுகளில் இருந்து காற்றில் ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை 1.81⋅10 18 cm -3 ஆகும், இது உண்மை மதிப்பை விட தோராயமாக 15 மடங்கு குறைவு. எட்டு ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, மேக்ஸ்வெல் ஒரு கன சென்டிமீட்டருக்கு "சுமார் 19 மில்லியன் மில்லியன் மில்லியன்" மூலக்கூறுகள் அல்லது 1.9⋅10 19 cm -3 என்ற மிக நெருக்கமான மதிப்பீட்டைக் கொடுத்தார். அவரது மதிப்பீட்டின்படி, அவகாட்ரோவின் எண்ணிக்கை தோராயமாக இருந்தது 10 22 (\டிஸ்ப்ளே ஸ்டைல் ​​10^(22)).

உண்மையில், சாதாரண நிலையில் ஒரு சிறந்த வாயு 1 செ.மீ 2.68675⋅10 19 மூலக்கூறுகள். இந்த அளவு Loschmidt எண் (அல்லது மாறிலி) என்று அழைக்கப்பட்டது. அப்போதிருந்து, அவகாட்ரோவின் எண்ணிக்கையை தீர்மானிக்க ஏராளமான சுயாதீன முறைகள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. பெறப்பட்ட மதிப்புகளுக்கு இடையிலான சிறந்த ஒப்பந்தம் மூலக்கூறுகளின் உண்மையான எண்ணிக்கைக்கு வலுவான ஆதாரங்களை வழங்குகிறது.

நவீன மதிப்பீடுகள்

2010 இல் அதிகாரப்பூர்வமாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட அவகாட்ரோ எண்ணின் மதிப்பு, சிலிக்கான்-28ல் செய்யப்பட்ட இரண்டு கோளங்களைப் பயன்படுத்தி அளவிடப்பட்டது. கோளங்கள் லீப்னிஸ் இன்ஸ்டிடியூட் ஃபார் கிரிஸ்டலோகிராஃபியில் பெறப்பட்டு, ஆஸ்திரேலிய துல்லிய ஒளியியல் மையத்தில் மெருகூட்டப்பட்டன, அவற்றின் மேற்பரப்பில் உள்ள புரோட்ரூஷன்களின் உயரம் அதிகமாக இல்லை. 98 என்எம். அவற்றின் உற்பத்திக்காக, செயின்ட் பீட்டர்ஸ்பர்க்கில் உள்ள மத்திய இயந்திர பொறியியல் வடிவமைப்பு பணியகத்தில் பெறப்பட்ட சிலிக்கான் டெட்ராபுளோரைடிலிருந்து நிஸ்னி நோவ்கோரோடில் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட உயர் தூய்மை சிலிக்கான்-28 பயன்படுத்தப்பட்டது.

அத்தகைய நடைமுறையில் சிறந்த பொருள்களைக் கொண்டிருப்பதால், பந்தில் உள்ள சிலிக்கான் அணுக்களின் எண்ணிக்கையை அதிக துல்லியத்துடன் கணக்கிட்டு அதன் மூலம் அவகாட்ரோவின் எண்ணை தீர்மானிக்க முடியும். பெறப்பட்ட முடிவுகளின்படி, இது சமம் 6.02214084(18) 10 23 mol −1 .

மாறிலிகளுக்கு இடையிலான உறவு

மேலும் பார்க்கவும்

கருத்துகள்

குறிப்புகள்

1. முன்பு இது மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையாகக் காட்டப்பட்டது கிராம்-மூலக்கூறுஅல்லது அணுக்கள் கிராம் அணு.
2. அவகாட்ரோவின் நிலையானது// இயற்பியல் கலைக்களஞ்சியம் / சி. எட். ஏ.எம். புரோகோரோவ். - எம்.: சோவியத் என்சைக்ளோபீடியா, 1988. - டி. 1. - பி. 11. - 704 பக். - 100,000 பிரதிகள்
3. போலல்லாமல் என், துகள்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது (என்ஜி. துகள் எண்)
4. http://www.iupac.org/publications/books/gbook/green_book_2ed.pdf
5. , உடன். 22-23.
6. , உடன். 23.
7. யூனிட்களின் சர்வதேச அமைப்பின் எதிர்காலத் திருத்தம் குறித்து, எஸ்.ஐ. CGPM இன் 24வது கூட்டத்தின் தீர்மானம் 1 (2011).

அவர் கோட்பாட்டு வேதியியலில் ஒரு உண்மையான திருப்புமுனையாக ஆனார் மற்றும் அனுமான யூகங்கள் வாயு வேதியியல் துறையில் சிறந்த கண்டுபிடிப்புகளாக மாறியது என்பதற்கு பங்களித்தார். வேதியியலாளர்களின் அனுமானங்கள் கணித சூத்திரங்கள் மற்றும் எளிய உறவுகளின் வடிவத்தில் உறுதியான ஆதாரங்களைப் பெற்றன, மேலும் சோதனைகளின் முடிவுகள் இப்போது தொலைநோக்கு முடிவுகளை எடுக்க முடிந்தது. கூடுதலாக, இத்தாலிய ஆராய்ச்சியாளர் ஒரு வேதியியல் தனிமத்தின் கட்டமைப்பு துகள்களின் எண்ணிக்கையின் அளவு பண்பைப் பெற்றார். அவகாட்ரோவின் எண் பின்னர் நவீன இயற்பியல் மற்றும் வேதியியலில் மிக முக்கியமான மாறிலிகளில் ஒன்றாக மாறியது.

அளவீட்டு உறவுகளின் சட்டம்

வாயு எதிர்வினைகளைக் கண்டுபிடித்தவர் என்ற பெருமை 18 ஆம் நூற்றாண்டின் பிற்பகுதியில் பிரெஞ்சு விஞ்ஞானி கே-லுசாக்கிற்கு சொந்தமானது. இந்த ஆராய்ச்சியாளர் உலகிற்கு நன்கு அறியப்பட்ட சட்டத்தை வழங்கினார், இது வாயுக்களின் விரிவாக்கத்துடன் தொடர்புடைய அனைத்து எதிர்வினைகளையும் கட்டுப்படுத்துகிறது. கே-லுசாக் எதிர்வினைக்கு முன் வாயுக்களின் அளவையும், வேதியியல் தொடர்புகளின் விளைவாக உருவான அளவையும் அளந்தார். சோதனையின் விளைவாக, விஞ்ஞானி எளிய அளவீட்டு உறவுகளின் சட்டம் என்று அழைக்கப்படும் ஒரு முடிவுக்கு வந்தார். அதன் சாராம்சம் என்னவென்றால், முன் மற்றும் பின் வாயுக்களின் அளவுகள் சிறிய முழு எண்களாக ஒருவருக்கொருவர் தொடர்புடையவை.

எடுத்துக்காட்டாக, வாயு பொருட்கள் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​​​எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு அளவு ஆக்ஸிஜன் மற்றும் இரண்டு தொகுதி ஹைட்ரஜனுடன், இரண்டு அளவு நீராவி நீர் பெறப்படுகிறது, மேலும் பல.

அனைத்து அளவு அளவீடுகளும் ஒரே அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையில் ஏற்பட்டால் கே-லுசாக் விதி செல்லுபடியாகும். இத்தாலிய இயற்பியலாளர் அவகாட்ரோவுக்கு இந்த சட்டம் மிகவும் முக்கியமானது. அவரது வழிகாட்டுதலின் பேரில், அவர் தனது கருதுகோளைப் பெற்றார், இது வாயுக்களின் வேதியியல் மற்றும் இயற்பியலில் நீண்டகால விளைவுகளை ஏற்படுத்தியது மற்றும் அவகாட்ரோவின் எண்ணைக் கணக்கிட்டது.

இத்தாலிய விஞ்ஞானி

அவகாட்ரோ விதி

1811 ஆம் ஆண்டில், நிலையான வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்களில் தன்னிச்சையான வாயுக்களின் சம அளவுகள் ஒரே எண்ணிக்கையிலான மூலக்கூறுகளைக் கொண்டிருப்பதாக அவகாட்ரோ புரிந்துகொண்டார்.

இந்த சட்டம், பின்னர் இத்தாலிய விஞ்ஞானியின் பெயரால் பெயரிடப்பட்டது, அறிவியலில் பொருளின் மிகச்சிறிய துகள்கள் - மூலக்கூறுகள் பற்றிய யோசனையை அறிமுகப்படுத்தியது. வேதியியல் என்பது அனுபவ அறிவியலாகவும், அளவு அறிவியலாகவும் பிரிக்கப்பட்டது. அவகாட்ரோ குறிப்பாக அணுக்களும் மூலக்கூறுகளும் ஒன்றல்ல என்பதையும், அணுக்கள் அனைத்து மூலக்கூறுகளின் கட்டுமானத் தொகுதிகள் என்பதையும் வலியுறுத்தினார்.

இத்தாலிய ஆராய்ச்சியாளரின் சட்டம் அவரை பல்வேறு வாயுக்களின் மூலக்கூறுகளில் உள்ள அணுக்களின் எண்ணிக்கை பற்றிய முடிவுக்கு வர அனுமதித்தது. எடுத்துக்காட்டாக, அவகாட்ரோ விதியைக் கண்டறிந்த பிறகு, ஆக்ஸிஜன், ஹைட்ரஜன், குளோரின், நைட்ரஜன் போன்ற வாயுக்களின் மூலக்கூறுகள் இரண்டு அணுக்களைக் கொண்டிருக்கின்றன என்ற அனுமானத்தை அவர் உறுதிப்படுத்தினார். வெவ்வேறு அணுக்களைக் கொண்ட தனிமங்களின் அணு நிறை மற்றும் மூலக்கூறு வெகுஜனங்களை நிறுவுவதும் சாத்தியமானது.

அணு மற்றும் மூலக்கூறு வெகுஜனங்கள்

ஒரு தனிமத்தின் அணு எடையைக் கணக்கிடும் போது, ​​ஹைட்ரஜனின் நிறை, இலகுவான இரசாயனப் பொருளாக, ஆரம்பத்தில் அளவீட்டு அலகாக எடுத்துக் கொள்ளப்பட்டது. ஆனால் பல இரசாயனப் பொருட்களின் அணு நிறைகள் அவற்றின் ஆக்ஸிஜன் சேர்மங்களின் விகிதமாக கணக்கிடப்படுகின்றன, அதாவது ஆக்ஸிஜன் மற்றும் ஹைட்ரஜனின் விகிதம் 16: 1 ஆக எடுக்கப்பட்டது. இந்த சூத்திரம் அளவீடுகளுக்கு சற்று சிரமமாக இருந்தது, எனவே பூமியில் மிகவும் பொதுவான பொருளான கார்பனின் ஐசோடோப்பின் நிறை அணு வெகுஜனத்தின் தரமாக எடுத்துக் கொள்ளப்பட்டது.

பல்வேறு வாயுப் பொருட்களின் வெகுஜனத்தை மூலக்கூறு சமமாக நிர்ணயிக்கும் கொள்கை அவகாட்ரோ விதியை அடிப்படையாகக் கொண்டது. 1961 ஆம் ஆண்டில், ஒரு கார்பன் ஐசோடோப்பு 12 C இன் வெகுஜனத்தின் 1/12 க்கு சமமான ஒரு வழக்கமான அலகு அடிப்படையிலான ஒப்பீட்டு அணு அளவுகளுக்கான ஒரு ஒருங்கிணைந்த அமைப்பு ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டது. அணு நிறை அலகுக்கான சுருக்கமான பெயர் a.m.u. இந்த அளவின்படி, ஆக்ஸிஜனின் அணு நிறை 15.999 அமு, மற்றும் கார்பன் 1.0079 அமு. ஒரு புதிய வரையறை உருவானது: உறவினர் அணு நிறை என்பது ஒரு பொருளின் அணுவின் நிறை, அமுவில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது.

ஒரு பொருளின் மூலக்கூறின் நிறை

எந்தவொரு பொருளும் மூலக்கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது. அத்தகைய மூலக்கூறின் நிறை அமுவில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது; இந்த மதிப்பு அதன் கலவையை உருவாக்கும் அனைத்து அணுக்களின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறு 2.0158 amu, அதாவது 1.0079 x 2 நிறை கொண்டது, மேலும் நீரின் மூலக்கூறு நிறை அதன் வேதியியல் சூத்திரமான H 2 O மூலம் கணக்கிடப்படலாம். இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் மற்றும் ஒரு ஆக்ஸிஜன் அணு 18 வரை சேர்க்கப்படும். 0152 amu

ஒவ்வொரு பொருளின் அணு நிறை மதிப்பு பொதுவாக தொடர்புடைய மூலக்கூறு நிறை என்று அழைக்கப்படுகிறது.

சமீப காலம் வரை, "அணு நிறை" என்ற கருத்துக்கு பதிலாக, "அணு எடை" என்ற சொற்றொடர் பயன்படுத்தப்பட்டது. இது தற்போது பயன்படுத்தப்படவில்லை, ஆனால் பழைய பாடப்புத்தகங்கள் மற்றும் அறிவியல் படைப்புகளில் இன்னும் காணப்படுகிறது.

பொருளின் அளவு அலகு

தொகுதி மற்றும் நிறை அலகுகளுடன் சேர்ந்து, வேதியியல் மோல் எனப்படும் பொருளின் அளவைப் பற்றிய சிறப்பு அளவைப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த அலகு 12 கிராம் கார்பன் ஐசோடோப்பு 12 C இல் உள்ள பல மூலக்கூறுகள், அணுக்கள் மற்றும் பிற கட்டமைப்புத் துகள்களைக் கொண்ட ஒரு பொருளின் அளவைக் காட்டுகிறது. ஒரு பொருளின் மோலின் நடைமுறைப் பயன்பாட்டில், எந்தத் துகள்கள் என்பதை ஒருவர் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும். கூறுகள் பொருள் - அயனிகள், அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள். எடுத்துக்காட்டாக, H + அயனிகளின் மோல்கள் மற்றும் H 2 மூலக்கூறுகளின் மோல்கள் முற்றிலும் வேறுபட்ட அளவீடுகள்.

தற்போது, ​​ஒரு மோல் பொருளின் அளவு மிகவும் துல்லியமாக அளவிடப்படுகிறது.

ஒரு மோலில் உள்ள கட்டமைப்பு அலகுகளின் எண்ணிக்கை 6.02 x 10 23 என்று நடைமுறைக் கணக்கீடுகள் காட்டுகின்றன. இந்த மாறிலி அவகாட்ரோ எண் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இத்தாலிய விஞ்ஞானியின் பெயரால் பெயரிடப்பட்ட இந்த இரசாயன அளவு, எந்தவொரு பொருளின் உள் அமைப்பு, கலவை மற்றும் தோற்றம் ஆகியவற்றைப் பொருட்படுத்தாமல், ஒரு மோலில் உள்ள கட்டமைப்பு அலகுகளின் எண்ணிக்கையைக் காட்டுகிறது.

மோலார் நிறை

வேதியியலில் ஒரு பொருளின் ஒரு மோலின் நிறை "மோலார் மாஸ்" என்று அழைக்கப்படுகிறது; இந்த அலகு g/mol விகிதமாக வெளிப்படுத்தப்படுகிறது. நடைமுறையில் மோலார் நிறை மதிப்பைப் பயன்படுத்தி, ஹைட்ரஜனின் மோலார் நிறை 2.02158 கிராம்/மோல், ஆக்ஸிஜன் 1.0079 கிராம்/மோல் மற்றும் பலவற்றைக் காணலாம்.

அவகாட்ரோ சட்டத்தின் விளைவுகள்

வாயுவின் அளவைக் கணக்கிடும்போது ஒரு பொருளின் அளவைக் கண்டறிய அவகாட்ரோ விதி மிகவும் பொருந்தும். எந்த வாயுப் பொருளின் அதே எண்ணிக்கையிலான மூலக்கூறுகள், நிலையான நிலைமைகளின் கீழ், சம அளவை ஆக்கிரமித்துள்ளன. மறுபுறம், எந்தவொரு பொருளின் 1 மோலும் நிலையான எண்ணிக்கையிலான மூலக்கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது. முடிவு தன்னைத்தானே அறிவுறுத்துகிறது: நிலையான வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில், ஒரு வாயுப் பொருளின் ஒரு மோல் நிலையான அளவை ஆக்கிரமித்து, சம எண்ணிக்கையிலான மூலக்கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது. 1 மோல் வாயு 6.02 x 1023 மூலக்கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது என்று அவகாட்ரோவின் எண் கூறுகிறது.

சாதாரண நிலைமைகளுக்கான வாயு அளவைக் கணக்கிடுதல்

வேதியியலில் இயல்பான நிலைகள் வளிமண்டல அழுத்தம் 760 mm Hg ஆகும். கலை. மற்றும் வெப்பநிலை 0 o C. இந்த அளவுருக்கள் மூலம், ஒரு லிட்டர் ஆக்ஸிஜனின் நிறை 1.43 கிலோ என்று சோதனை ரீதியாக நிறுவப்பட்டுள்ளது. எனவே, ஒரு மோல் ஆக்ஸிஜனின் அளவு 22.4 லிட்டர். எந்த வாயுவின் அளவையும் கணக்கிடும் போது, ​​முடிவுகள் அதே மதிப்பைக் காட்டின. எனவே, அவகாட்ரோவின் மாறிலி பல்வேறு வாயுப் பொருட்களின் அளவு குறித்து மற்றொரு முடிவை எடுத்தது: சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ், எந்த வாயு உறுப்புகளின் ஒரு மோல் 22.4 லிட்டர்களை ஆக்கிரமித்துள்ளது. இந்த நிலையான மதிப்பு வாயுவின் மோலார் தொகுதி என்று அழைக்கப்படுகிறது.

பள்ளியின் வேதியியல் பாடத்தின் மூலம், ஏதேனும் ஒரு பொருளின் ஒரு மோலை எடுத்துக் கொண்டால், அதில் 6.02214084(18).10^23 அணுக்கள் அல்லது பிற கட்டமைப்பு கூறுகள் (மூலக்கூறுகள், அயனிகள் போன்றவை) இருக்கும் என்பதை அறிவோம். வசதிக்காக, அவகாட்ரோ எண் பொதுவாக இந்த வடிவத்தில் எழுதப்படுகிறது: 6.02. 10^23.

இருப்பினும், அவகாட்ரோவின் நிலையானது (உக்ரேனிய மொழியில் "அவோகாட்ரோ ஆனது") சரியாக இந்த மதிப்புக்கு ஏன் சமமாக உள்ளது? பாடப்புத்தகங்களில் இந்த கேள்விக்கு பதில் இல்லை, மேலும் வேதியியலின் வரலாற்றாசிரியர்கள் பல்வேறு பதிப்புகளை வழங்குகிறார்கள். அவகாட்ரோவின் எண்ணுக்கு ஏதோ ரகசிய அர்த்தம் இருப்பதாகத் தெரிகிறது. எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, மேஜிக் எண்கள் உள்ளன, அவற்றில் சில பை, ஃபைபோனச்சி எண்கள், ஏழு (கிழக்கில் எட்டு), 13 போன்றவை அடங்கும். தகவல் வெற்றிடத்தை எதிர்த்துப் போராடுவோம். அமெடியோ அவகாட்ரோ யார் என்பதைப் பற்றி நாங்கள் பேச மாட்டோம், ஏன் இந்த விஞ்ஞானியின் நினைவாக, அவர் வகுத்த சட்டத்திற்கு கூடுதலாக, கண்டுபிடிக்கப்பட்ட மாறிலி பெயரிடப்பட்டது. இதைப் பற்றி ஏற்கனவே பல கட்டுரைகள் எழுதப்பட்டுள்ளன.

துல்லியமாகச் சொல்வதானால், எந்த குறிப்பிட்ட தொகுதியிலும் மூலக்கூறுகள் அல்லது அணுக்களை எண்ணுவதில் நான் ஈடுபடவில்லை. வாயுவின் மூலக்கூறுகள் எத்தனை என்பதை முதலில் கண்டுபிடிக்க முயன்றவர்

அதே அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையில் கொடுக்கப்பட்ட தொகுதியில் இருந்தது, ஜோசப் லாஷ்மிட், இது 1865 இல் இருந்தது. அவரது சோதனைகளின் விளைவாக, லாஷ்மிட் சாதாரண நிலையில் எந்த வாயுவின் ஒரு கன சென்டிமீட்டரில் 2.68675 உள்ளது என்ற முடிவுக்கு வந்தார். 10^19 மூலக்கூறுகள்.

பின்னர், அவகாட்ரோவின் எண்ணை எவ்வாறு தீர்மானிப்பது என்பதில் சுயாதீனமான முறைகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன, மேலும் முடிவுகள் பெரும்பாலும் ஒத்துப்போனதால், இது மீண்டும் மூலக்கூறுகளின் உண்மையான இருப்புக்கு ஆதரவாகப் பேசப்பட்டது. இந்த நேரத்தில், முறைகளின் எண்ணிக்கை 60 ஐ தாண்டியுள்ளது, ஆனால் சமீபத்திய ஆண்டுகளில் விஞ்ஞானிகள் "கிலோகிராம்" என்ற வார்த்தையின் புதிய வரையறையை அறிமுகப்படுத்துவதற்காக மதிப்பீட்டின் துல்லியத்தை மேலும் மேம்படுத்த முயற்சிக்கின்றனர். இதுவரை, கிலோகிராம் எந்த அடிப்படை வரையறையும் இல்லாமல் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பொருள் தரத்துடன் ஒப்பிடப்படுகிறது.

இருப்பினும், நமது கேள்விக்கு திரும்புவோம் - இந்த மாறிலி ஏன் 6.022 க்கு சமம். 10^23?

வேதியியலில், 1973 இல், கணக்கீடுகளில் வசதிக்காக, "பொருளின் அளவு" போன்ற ஒரு கருத்தை அறிமுகப்படுத்த முன்மொழியப்பட்டது. மோல் அளவை அளவிடுவதற்கான அடிப்படை அலகு ஆனது. IUPAC பரிந்துரைகளின்படி, எந்தவொரு பொருளின் அளவும் அதன் குறிப்பிட்ட அடிப்படைத் துகள்களின் எண்ணிக்கைக்கு விகிதாசாரமாகும். விகிதாசார குணகம் பொருளின் வகையைச் சார்ந்தது அல்ல, மேலும் அவகாட்ரோவின் எண் அதன் பரஸ்பரமாகும்.

தெளிவுக்காக, ஒரு உதாரணத்தை எடுத்துக் கொள்வோம். அணு நிறை அலகு வரையறையிலிருந்து அறியப்பட்டபடி, 1 a.u.m. ஒரு கார்பன் அணு 12C இன் நிறை பன்னிரண்டில் ஒரு பங்கு மற்றும் 1.66053878.10^(−24) கிராம் ஆகும். 1 அமுவை பெருக்கினால். அவகாட்ரோவின் மாறிலி மூலம், நாம் 1.000 கிராம்/மோல் பெறுகிறோம். இப்போது பெரிலியத்தை எடுத்துக்கொள்வோம். அட்டவணையின்படி, ஒரு பெரிலியம் அணுவின் நிறை 9.01 அமு ஆகும். இந்த தனிமத்தின் அணுக்களின் ஒரு மோல் எதற்கு சமம் என்பதைக் கணக்கிடுவோம்:

6.02 x 10^23 mol-1 * 1.66053878x10^(−24) கிராம் * 9.01 = 9.01 கிராம்/மோல்.

எனவே, எண் ரீதியாக இது அணுவுடன் ஒத்துப்போகிறது.

அவகாட்ரோவின் மாறிலி சிறப்பாகத் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது, அதனால் மோலார் நிறை ஒரு அணு அல்லது பரிமாணமற்ற அளவு - தொடர்புடைய மூலக்கூறுக்கு ஒத்திருக்கிறது. வெகுஜனத்தை ஒப்பிடுவதற்கு பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட அலகு - கிராம்.