3. Маса молекул. Постійна Авогадро

Маса молекули. Маси окремих молекул й атомів дуже маленькі. Наприклад, в 1 г води втримується 3,3-10²² молекул. Отже, маса однієї

молекули рівняється 3*10 г.

Такий самий порядок маси мають і молекули інших речовин, за винятком величезних молекул органічних речовин.

Відносна молекулярна маса. Оскільки маси молекул дуже маленькі, то в розрахунках краще використати не абсолютні значення мас, а відносні. За міжнародною згодою маси всіх атомів і молекул порівнюють із 1/12 маси атома вуглецю (так називана вуглецева, шкала атомних мас)¹. Відносної молекулярної (або атомної) масою речовини М_г називають відносини маси молекули (або атома) m даної речовини до 1/2 маси атома вуглецю m _С:

Кількість речовини й постійна Авогадро. Кількість речовини найбільше природно було б вимірювати кількістю молекул або атомів у тілі. Але у зв'язку з тим, що кількість молекул у будь-якому макроскопічному тілі більша, використають у розрахунках не абсолютна кількість молекул, а відносну.

У Міжнародній системі одиниць кількість речовини вимірюють у молях. Один моль — це кількість речовини, у якій утримується стільки ж молекул або атомів, скільки є атомів в 0,012 кг вуглецю.

Природно, що в 1 молі будь-якої речовини є те саме кількість атомів або молекул. Це число атомів позначають N_A і називають постійною Авогадро на честь італійського вченого XIX сторіччя.

Щоб визначити постійну Авогадро, треба знайти масу одного атома вуглецю (або будь-якого іншого атома). Виміру дають для маси атома вуглецю: m₀c=l,995*10^-26 кг.

Постійну Авогадро N_A можна визначити, якщо поділити масу вуглецю, узятого в кількості одного моля, на масу атома вуглецю:

Назва моль^-1 показує, що N_A – кількість атомів будь-якої речовини, узятої в кількості одного моля. Якщо кількість речовини ν=2,5 моль, то кількість молекул y тілі N=νN_A≈ l,5*l0²⁴. Отже, кількість речовини ν рівняється відношенню кількості молекул N даному тілі до постійного Авогадро N_A тобто до кількості молекул в 1 моли речовини:

Молярна маса. Крім відносної молекулярної маси M_r, у фізику й хімії широко використають молярну масу M. Молярною масою називають масу речовини, узятої в кількості одного моля.

Відповідно до цього визначенню молярна маса рівняється добутку маси молекули на постійну Авогадро:

Маса будь-якої кількості речовини рівняється добутку маси однієї молекули на кількість молекул у тілі:

Замінивши N_A й N у формулі їхніми вираженнями з й , одержимо:

Кількість речовини рівняється відношенню маси речовини до його молярної маси.

Кількість молекул речовини масою m з молярною масою M відповідно до формул дорівнює :

4. Броуновскій рух

Дифузія — перемішуванням газів, рідин і твердих тіл при безпосередньому контакті. Це явище пояснюється безладним рухом молекул. Але найбільш очевидний доказ руху молекул можна одержати, спостерігаючи в мікроскоп дуже дрібні завислі у воді часточки якої-небудь речовини. Ці часточки перебувають у безладному русі, які називають броуновскіми.

Броуновскій рух — це тепловий рух завислих у рідині (або газі) часток.

Схематична траєкторія окремої молекули розглянута на рис.1.

Рис.1. Траєкторія броуновского руху молекули

Пояснення броуновского руху. Броуновское рух можна пояснити лише на основі молекулярно-кінетичної теорії. При броуновском русі часточки смисл у тім, що удари молекул об неї не компенсують один одного. Внаслідок хаотичності руху молекул імпульс, що передається ними броуновской часточці, наприклад ліворуч і право, різний. Тому не рівняється нулю результуюча сила тиску, що і служить причиною зміни руху броуновской часточки.