Число авогадро как вывели

Что такое число Авогадро

Число Авогадро — это число частиц в одном моле любого вещества (атомов, молекул, ионов и др.), т. е. молекулярная масса в граммах и примерно равно 6,02214076 ⋅ 10²³ моль⁻¹. Ещё число Авога́дро называется постоянная Авогадро или константа Авогадро.

Более кратко это число может обозначаться как 6,02 ⋅ 10²³, например: 1 моль железа (Fe) содержит 6,02 · 10²³ атомов Fe.

Моль — это стандартная единица измерения в химии, которая позволяет взвешивать два вещества, таким образом, что получается равное количество атомов (молекул или др.) в обоих веществах.

Обычно число Авогадро обозначается как или L.

Чему равен 1 моль?

В одном моле 6,02·10²³ молекул (это число Авогадро).

Что показывает постоянная Авогадро?

Это количество молекул (атомов или др.) вещества на моль. Иногда требуется узнать количество молекул (атомов или др.), которые принимают участие в химической реакции.

Моль — это стандартная единица измерения количества вещества, в котором есть столько же частиц, сколько атомов в 12 г. углерода. Это количество равно постоянной Авогадро, т. е. примерно 6,02 · 10²³ атомов на моль.

Формулы Авогадро

Закон Авогадро

Два газа, взятые в равных объёмах и при одинаковой температуре и давлении, будут иметь одинаковое число молекул (этот закон работает только для газов).

Следствие о молекулярном весе

При равных объёмах любые газы вмещают одинаковое число молекул, следовательно, молекулярный вес (m) газа будет пропорционален его плотности (d):

m = k · d, (где k – коэффициент пропорциональности).

При одинаковых температурах и давлении объем газа (V) прямо пропорционален количеству газа (n):

V / n = k, (где k – коэффициент пропорциональности).

Следствие о молекулярном объёме

При одинаковых температурах и давлении, равное число молекул двух разных газов займут одинаковый объём:

Можно определить количество газообразного вещества (n), поделив объём газа (V) на молярный объём (Vm).

Следствие о молекулярной плотности

ρ = m / V, где ρ — плотность, m — масса, V — объём.

Эта формула, при нормальных условиях и 1 моль газа выглядит таким образом:

Чтобы получить относительную плотность газа (ρ (газа)), нужно поделить молярную массу газа (M) на молярный объём (Vm).

Источник

Число авогадро как вывели

Одна из важнейших фундам. физ. постоянных. Известно более 20 независимых методов определения Авогадро постоянной, напр. на основе измерения заряда электрона или кол-ва электричества, необходимого для электролитич. разложения известного числа молейсложного в-ва, на основе изучения броуновского движения, рассеяния света в воздухе, радиоактивного распада и др. Названа по имени Амедео Авогадро

В 1811 А.Авогадро (1776–1856) выдвинул гипотезу, которая значительно упрощала анализ того, как из элементов образуются соединения, и устанавливала различие между атомами и молекулами. Его мысль состояла в том, что равные объемы газов, находящиеся при одинаковых температуре и давлении, содержат одно и то же число молекул.

Сам Авогадро не делал оценок числа молекул в заданном объёме, но понимал, что это очень большая величина. Первую попытку найти число молекул, занимающих данный объем, предпринял в 1865 году Й. Лошмидт . Из вычислений Лошмидта следовало, что для воздуха количество молекул на единицу объёма составляет 1,81·1018 см−3, что примерно в 15 разменьше истинного значения. Через 8 лет Максвелл привёл гораздо более близкую к истине оценку «около 19 миллионов миллионов миллионов» молекул на кубический сантиметр, или1,9·1019 см−3. В действительности в 1 см³ идеального газа при нормальных условиях содержится 2,68675·1019 молекул. Эта величина была названа числом (или постоянной) Лошмидта .

Первые экспериментальные определения числа Авогадро это опыты Жана Батиста Перрена с суспензией гуммимута. Ж.Б.Перрен в период 1908-1913гг. занимался экспериментальным исследованием броуновского движения.С помощью ультрамикроскопа Перрен наблюдал за движением частиц, отмечал и потом зарисовывал в масштабе на листе бумаге положение частиц через равные интервалы времени. Перрен провел сотни опытов с различными частицами в дисперсионных средах разной вязкости и вычислял NA.

С тех пор было разработано большое число независимых методов определения числа Авогадро. Превосходное совпадение полученных значений является убедительным свидетельством реального количества молекул.

Официально принятое на сегодня значение
Официально принятое на сегодня значение числа Авогадро было измерено в 2010 году. Для этого использовались две сферы, сделанные из кремния-28. Сферы были получены в Институте кристаллографии имени Лейбница и отполированы в австралийском Центре высокоточной оптики настолько гладко, что высоты выступов на их поверхности не превышали98 нм. Для их производства был использован высокочистый кремний-28, выделенный в нижегородском Институте химии высокочистых веществ РАН из высокообогащённого по кремнию-28 тетрафторида кремния, полученного в Центральном конструкторском бюро машиностроения в Санкт-Петербурге.
Располагая такими практически идеальными объектами, можно с высокой точностью подсчитать число атомов кремния в шаре и тем самым определить число Авогадро. Согласно полученным результатам, оно равно 6,02214084(18)×1023 моль−1.
Однако в январе 2011 года были опубликованы результаты новых измерений, считающиеся более точными: NA = 6,022 140 78(18)·1023 моль−1.

На 24-й Генеральной конференции по мерам и весам 17—21 октября 2011 года была единогласно принята резолюция, в которой, в частности, предложено в будущей ревизии Международной системы единиц переопределить моль таким образом, чтобы число Авогадро было равным точно 6,02214X·1023 моль−1, где Х заменяет одну или более значащих цифр, которые будут определены в окончательном релизе на основании наиболее точных рекомендаций CODATA . В этой же резолюции предложено таким же образом определить как точные значения постоянную Планка , элементарный заряд , постоянную Больцмана и фотометрическую константу световой отдачи .

Источник

Число Авогадро

Из Википедии — свободной энциклопедии

Число́ Авога́дро, конста́нта Авогадро, постоянная Авогадро — физическая величина, численно равная количеству специфицированных структурных единиц (атомов, молекул[1] , ионов, электронов или любых других частиц) в 1 моле вещества [2] . Ранее определялось как количество атомов в 12 граммах (точно) чистого изотопауглерода-12. Обозначается обычно как N_A[3] , а иногда и
L[4] .

Постоянная Авогадро в Международной системе единиц СИ согласно изменениям определений основных единиц СИ есть целое число, точно равное

N_A ≡ 6,022 140 76⋅10 23 моль −1 .

Иногда в литературе проводят различие между постоянной Авогадро
N_A , имеющей размерность моль −1 , и численно равным ей безразмерным целым числом Авогадро А [5][K 1] .

Моль — количество вещества, которое содержит
N_A структурных элементов (то есть столько же, сколько атомов содержится в 12 г 12 С, согласно старому определению), причём структурными элементами обычно являются атомы, молекулы, ионы и др. Масса 1 моля вещества (молярная масса), выраженная в граммах, численно равна его молекулярной массе, выраженной в атомных единицах массы. Например:

• 1 моль натрия имеет массу 22,9898 г и содержит примерно 6,02⋅10 23 атомов ;
• 1 моль фторида кальция CaF₂ имеет массу (40,08 + 2 · 18,998) = 78,076 г и содержит 6,02⋅10 23 ионов кальция и 12,04⋅10 23 ионов фтора;
• 1 моль тетрахлорида углерода CCl₄ имеет массу (12,011 + 4 · 35,453) = 153,823 г и содержит 6,02⋅10 23 молекул тетрахлорида углерода;
• и т. п.

В конце 2011 года на XXIV Генеральной конференции по мерам и весам единогласно принято предложение [7] определить моль в будущей версии Международной системы единиц (СИ) таким образом, чтобы избежать его привязки к определению килограмма. Предполагалось, что моль в 2018 году будет определён на основе числа Авогадро, которому будет приписано точное значение без погрешности, базирующееся на результатах измерений, рекомендованных CODATA. До 20 мая 2019 года число Авогадро являлось измеряемой величиной, не принимаемой по определению. В 2015 году из наиболее прецизионных измерений получено рекомендованное значение числа Авогадро
N_A = 6,022 140 82(11)⋅10 23 моль −1 , полученное в результате усреднения результатов различных измерений [8][9][10] .

Источник

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать /наука, история, политика, творчество/

Иоганн Йозеф Лошмидт – имя, которое, может быть, и не многим знакомо, но все, кто хорошо знает химию, наверняка сталкивались с новаторским вкладом Лошмидта в науку. Он обнаружил точное число элементарных единиц (атомов или молекул), которое содержится в одном моле вещества. Это число, однако, носит имя итальянского учёного, что несправедливо, поскольку даже этот знаменитый итальянский учёный не понимал его ценности.

Речь идёт о числе Авогадро, или константе Авогадро.

Йозеф Лошмидт родился в бедной крестьянской семье в 1821 году в маленькой деревне на территории нынешней Чехии. С помощью деревенского священника и католической церкви Лошмидту удалось получить образование в монастыре, после чего он переехал в Прагу, где стал студентом Карлова университета. Он изучал философию и математику. В возрасте двадцати лет Лошмидт переехал в Вену и поступил в Политехнический институт на физико-химический факультет.

Он окончил университет в 1846 году со степенью бакалавра, но не смог получить академическую должность. Расстроившись, Лошмидт даже задумался о переезде в Соединённые Штаты. Но вместо этого он пошёл работать на бумажную фабрику, а затем основал компанию под Веной по производству нитрата калия, которая в конечном итоге обанкротилась.

В 1856 году Лошмидт стал учителем средней школы в Вене. В свободное время он проводил эксперименты в небольшой лаборатории, которую ему выделила школа. Пять лет спустя он опубликовал свой первый важный трактат по химии — 47-страничную брошюру, описывающую молекулярные структуры более чем 270 органических соединений. Она включал в себя соединения, которые ещё не были выведены, такие как циклопропан, структуру которого он правильно предсказал более чем за два десятилетия до его открытия. Более того, стиль, который Лошмидт использовал для того, чтобы изобразить эти молекулярные структуры, удивительно похож на стиль, используемый современными химиками — двойные линии для двойных связей и тройные линии для тройных связей.

В этой же книге Лошмидт упомянул бензол, соединение, которое озадачило учёных. Хотя учёные знали, сколько атомов углерода и водорода содержится в молекуле бензола, они не могли понять, как они расположены. Лошмидт был первым, кто увидел, что атомы упорядочены в кольцо. К сожалению, он допустил ошибку, которую четыре года спустя исправил немецкий химик Август Кекуле. Кекуле утверждал, что структура явилась ему во сне. Ему достались лавры, в то время как о вкладе Лошмидта почти забыли. По иронии судьбы, Кекуле первоначально отклонил работу Лошмидта, заявив, что нельзя вывести молекулярную структуру органических соединений, исходя исключительно из химических реакций.

Сегодня он считается главным основателем теории химического строения.

Большой загадкой того времени был размер молекул. Многие учёные пытались измерить его? опираясь на другие физические свойства, такие как поверхностное натяжение или прочность жидкости на разрыв, но проблема оставалась нерешённой до 1865 года, когда Лошмидт вывел зависимость между размером молекул газа и расстоянием, которое они преодолевают между столкновениями. Он пришёл к хорошему выводу — один нанометр, что было всего в два раза больше современного принятого значения.

Работая над проблемой размера молекулы, Лошмидт осознал, что можно определить количество молекул в определённом объеме газа при стандартных температуре и давлении. Итальянский учёный Авогадро предположил полвека назад, что если два разных газа при одинаковой температуре и давлении занимают один и тот же объём, то они должны иметь одинаковое количество молекул. Авогадро не знал, сколько это молекул, но у Лошмидта был ответ — примерно 2,686 × 1025 на кубический метр при нулевой температуре и давлении в одну атмосферу. Это число теперь известно как константа Лошмидта. Благодаря работе Лошмидта другие учёные смогли доказать гипотезу Авогадро. Они определили «число Авогадро» как количество молекул, содержащихся в одном моле вещества. Константа Лошмидта почти не используется, но число Авогадро (6,022×1023) находит широкое применение в физике и химии. Единственное тонкое признание, которое Лошмидт получил за свою работу – это символ L, который иногда используется для обозначения константы Авогадро.

Лошмидт также внёс свой вклад в работу Максвелла и Больцмана по термодинамике. Его экспериментальные исследования в области электромагнетизма теперь носят имена людей, которые завершили их — таких как Эдвин Холл, Джон Керр и Генрих Герц. Он как-то в шутку сказал своему давнему другу Больцману, что ему следует основать научный журнал для публикации своих неудачных экспериментов.

Когда Лошмидт умер в 1895 году, Больцман так отозвался о своём хорошем друге: «Его работа образует мощный краеугольный камень, который будет виден, пока существует наука… Чрезмерная скромность Лошмидта не позволяла оценить его работу по достоинству, хотя это было возможно, и он этого действительно заслуживал».

Источник