27. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії газів. Експерементальне підтвердження основних положень основ молекулярно- кінетичної теорії газів: дифузія та броунівський рух

Усі тіла складаються з атомів. Атомами називають найменші неподільні частинки речовини. Усі атоми однієї простої хімічної речовини цілковито однакові. Атоми перебувають у безперервному хаотичному русі. Між атомами діють сили притягання. На дуже малих відстанях між атомами діють сили відштовхування. Найменші частинки речовини, що, складаються з двох і більшої кількості атомів, називають молекулами. Рух атомів і молекул, їхні взаємодії описують закони механіки. Останнє припущення дозволяє використати основні закони механіки для з'ясування властивостей тіл, що складаються з великої кількості частинок, які рухаються хаотично.Експериментальне обґрунтування молекулярно-кінетичної теорії Вирішальним доказом істинності молекулярно-кінетичної теорії є досліди, у яких безпосередньо виявляються окремі молекули або атоми й вимірюються швидкості їхнього руху. Броунівський рух - Безладний рух дрібних твердих частинок, що перебувають у рідині або газі, уперше виявив 1827 року за допомогою мікроскопа англійський ботанік Р. Броун. Це явище назвали броунівським рухом. Броунівський рух дрібних частинок молекулярно-кінетична теорія пояснила як результат випадкових ударів молекул речовини, що рухаються безладно. У 1905 році А. Ейнштейн, використовуючи молекулярно-кінетичну теорію, розробив теорію броунівського руху. Він показав, що під час хаотичного руху броунівської частинки середній квадрат зміщення частинки за інтервал часу має бути прямо пропорційний до цього інтервалу часу й температури речовини.Французький фізик Жан Перрен у 1908 -1911 роках здійснив серію експериментів для вивчення броунівського руху.Дифузія - це взаємне проникнення дотичних речовин друг у друга внаслідок теплового руху часток речовини дифузія відбувається в напрямку падіння концентрації речовини й веде до рівномірного розподілу речовини по всьому займаному їм обсягу (до вирівнювання хімічного потенціалу речовини). Дифузія має місце в газах, рідинах і твердих тілах, причому дифундувати можуть як перебувають у них частки сторонніх речовин, так і власні частки (самодифузія). Дифузія великих часток, зважених у газі або рідині (наприклад, часток диму або суспензії), здійснюється завдяки їх броунівському руху. Надалі, якщо спеціально не обговорено, мається на увазі молекулярна дифузія.Найбільше швидко дифузія відбувається в газах, повільніше в рідинах, ще повільніше у твердих тілах, що обумовлено характером теплового руху часток у цих середовищах. На наступному відео можно побачити, як зміщуються дві рідини протягом часу. До дифузії відносять і розчинення речовин

28. Кількість речовини. Число Авогадро. Молярна маса речовини.

Кі́лькість речови́ни — фізична величина, що характеризує кількість специфічних однотипних структурних одиниць-елементів (частинок), з котрих складається речовина. Під структурними одиницями розуміються будь-які частинки, з яких складається речовина (атоми, молекули, іони, електрони,протони, нейтрони або будь-які інші частинки). В міжнародній системі одиниць СІ кількість речовини поряд з масою (яка теж фактично корелює з кількістю частинок) належить до основних одиниць окремого типу^[2]. Таким чином, кількість речовини в системі СІ не може бути виражена через інші базові одиниці. Одиниця кількості речовини називається моль. Моль дорівнює кількості речовини системи, яка містить стільки ж частинок, скільки міститься атомів у 0,012 кг вуглецю-12. Число Авогадро — кількість структурних одиниць (атомів, молекул або інших) в одному молі^[1]. Назване так на честь Амедео Авогадро, автора закона Авогдаро. Число Авогадро позначають N_A, воно є однією з найважливіших сталих у фізиці і хімії. Стала Авогадро дорівнює^[2] N_A = 6.02214129·10²³ ± 0.00000027·10²³ моль^-1 Число Авогадро визначене близько 20 незалежними один від одного методами. Результати цих вимірювань взагалі відповідають один одному, що є яскравим свідченням реальності молекул і молекулярної будови речовини. Знаючи число Авогадро й об'єм 1 грам-молекули (молярний об'єм), можна визначити кількість молекул в одиниці об'єму, тобто число Лошмідта. Молярна маса — маса 1 моля речовини, тобто такої кількості структурних одиниць цієї речовини (атомів чи молекул), що міститься в 0,012 кг вуглецю ¹²С. Зв'язок між молярною масою та атомною масою хімічного елемента - атомні маси, наведені в Періодичній системі елементів, можна інтерпретувати як масу одного атома в атомних одиницях маси (а. о. м.) або як молярну масу елемента в грамах (г/моль), тобто вони рівні чисельно, але мають різні розмірності. Молярна маса використовується в стехіометричних розрахунках. Причиною того, що молярна маса вуглецю не рівна строго 12 г/моль, є те, що в природі вуглець зустрічається в кількох ізотопах, із них два стабільні — ¹²С (98,93 %) і ¹³С (1,07 %) - та один радіоактивний ¹⁴С (β-радіоактивний, період напіврозпаду 5700 років), зосереджений в атмосфері та верхній частині земної кори. Ізотоп ¹⁴С утворюється постійно в стратосфері як результат взаємодії нейтронів космічного випромінювання з ядрами азоту. Молярні маси хімічних сполук можна знайти шляхом додавання молярних мас хімічних елементів (з урахуванням кратності),що входять до складу молекул цих сполук. Наприклад, молярна маса газу водню, до складу молекули якого входять два атоми, рівна подвоєній молярній масі водню як хімічного елементу.