 |
|
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- Û 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+)/Na = N(OH-)/Na, (5)
и, в соответствии с определением числа Авогадро, получить то же равенство, но выраженное через число участвующих молей вещества:
n(H+) = n(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 n молей Н+ и ОН- образуют n молей Н2О.