የአንድ ንጥረ ነገር ሞል ክፍልፋይ ምንድነው? የሞል ክፍልፋይን እንዴት ማግኘት ይቻላል?

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 05:15

እንደምታውቁት በዙሪያችን ያሉትን ነገሮች የሚሠሩት ሞለኪውሎች እና አተሞች በጣም ትንሽ ናቸው። በኬሚካላዊ ምላሾች ጊዜ ስሌቶችን ለማካሄድ, እንዲሁም በፈሳሽ እና በጋዞች ውስጥ እርስ በርስ የማይገናኙ ንጥረ ነገሮችን ድብልቅ ባህሪን ለመተንተን, የሞለስ ክፍልፋዮች ጽንሰ-ሀሳብ ጥቅም ላይ ይውላል. ምን እንደሆኑ እና የማክሮስኮፒክ አካላዊ መጠን ድብልቅን ለማግኘት እንዴት ጥቅም ላይ እንደሚውሉ በዚህ ጽሑፍ ውስጥ ተብራርቷል።

የአቮጋድሮ ቁጥር

በ20ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ በጋዝ ውህዶች ላይ ሙከራዎችን ሲያደርግ ፈረንሳዊው ሳይንቲስት ዣን ፔሪን በ1 ግራም የዚህ ጋዝ ውስጥ የሚገኙትን H₂ ሞለኪውሎች ለካ። ይህ ቁጥር በጣም ትልቅ ቁጥር ሆኖ ተገኝቷል (6,02210²³)። ከእንደዚህ ዓይነት አሃዞች ጋር ስሌቶችን ለማካሄድ በጣም የማይመች ስለሆነ ፔሪን ለዚህ ዋጋ ስም አቅርቧል - የአቮጋድሮ ቁጥር. ይህ ስም የተመረጠው በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ ለነበረው ጣሊያናዊ ሳይንቲስት አሜዲኦ አቮጋድሮ ነው ፣ እሱም ልክ እንደ ፔሪን ፣ የጋዞች ድብልቅን ያጠናል እና ለመቅረጽ እንኳን የቻለው።ለእነሱ፣ በአሁኑ ጊዜ የእሱን የመጨረሻ ስም የያዘ ህግ።

የአቮጋድሮ ቁጥር በአሁኑ ጊዜ ለተለያዩ ንጥረ ነገሮች ጥናት በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል። ማክሮስኮፒክ እና ጥቃቅን ባህሪያትን ያገናኛል።

የቁስ እና የሞላር ብዛት

በ60ዎቹ ውስጥ፣ አለም አቀፍ የክብደት እና የመለኪያዎች ምክር ቤት ሰባተኛውን መሰረታዊ የመለኪያ አሃድ ወደ ፊዚካል አሃዶች (SI) አስተዋውቋል። የእሳት እራት ሆነ። ሞለኪዩል በጥያቄ ውስጥ ያለውን ስርዓት የሚያካትቱትን ንጥረ ነገሮች ብዛት ያሳያል። አንድ ሞል ከአቮጋድሮ ቁጥር ጋር እኩል ነው።

Molar mass የአንድ ሞል የአንድ የተወሰነ ንጥረ ነገር ክብደት ነው። የሚለካው በአንድ ሞለኪውል ግራም ነው። የሞላር ጅምላ ተጨማሪ መጠን ነው ፣ ማለትም ፣ ለአንድ የተወሰነ የኬሚካል ውህድ ለመወሰን ፣ ይህንን ውህድ የሚያካትቱትን የኬሚካል ንጥረ ነገሮች የሞላር ስብስቦችን ማከል አስፈላጊ ነው። ለምሳሌ፣ የሚቴን ሞላር ክብደት (CH₄) ይህ ነው፡

M_CH4=M_C + 4M_H=12 + 41=16 ግ/ሞል።

ይህም 1 ሞል የሚቴን ሞለኪውሎች ክብደት 16 ግራም ይኖራቸዋል።

Mole ክፍልፋይ ጽንሰ-ሐሳብ

ንፁህ ንጥረ ነገሮች በተፈጥሮ ውስጥ ብርቅ ናቸው። ለምሳሌ, የተለያዩ ቆሻሻዎች (ጨው) ሁልጊዜ በውሃ ውስጥ ይቀልጣሉ; የፕላኔታችን አየር የጋዞች ድብልቅ ነው. በሌላ አነጋገር በፈሳሽ እና በጋዝ ሁኔታ ውስጥ ያለ ማንኛውም ንጥረ ነገር የተለያዩ ንጥረ ነገሮች ድብልቅ ነው. የሞለኪዩል ክፍልፋይ በሞለኪዩል ውስጥ ምን ክፍል በአንድ ወይም በሌላ አካል እንደተያዘ የሚያሳይ እሴት ነው።ድብልቆች. የሙሉው ቅይጥ ንጥረ ነገር መጠን n ተብሎ ከተገለጸ እና የክፍሉ ንጥረ ነገር መጠን እንደ n_i ከሆነ የሚከተለው ቀመር ሊፃፍ ይችላል፡

x_i=n_i / n.

እዚህ x_i የዚህ ድብልቅ ክፍል i የሞል ክፍል ነው። እንደሚታየው, ይህ መጠን ልኬት የሌለው ነው. ለሁሉም የድብልቁ ክፍሎች የሞሎክ ክፍሎቻቸው ድምር በቀመር እንደሚከተለው ተገልጿል፡

∑_i(x_i)=1.

ይህን ቀመር ማግኘት ከባድ አይደለም። ይህንን ለማድረግ የቀደመውን አገላለጽ በ x_i.

በመተካት በእሱ ውስጥ

የአቶሚክ ወለድ

በኬሚስትሪ ውስጥ ያሉ ችግሮችን በሚፈታበት ጊዜ ብዙውን ጊዜ የመጀመሪያ እሴቶች በአቶሚክ በመቶ ይሰጣሉ። ለምሳሌ, በኦክስጅን እና በሃይድሮጂን ድብልቅ ውስጥ, የኋለኛው 60 አቶሚክ% ነው. ይህ ማለት በድብልቅ ውስጥ ከሚገኙት 10 ሞለኪውሎች 6 ቱ ከሃይድሮጅን ጋር ይዛመዳሉ ማለት ነው። የሞለኪዩል ክፍልፋይ የአተሞች ብዛት ከጠቅላላ ቁጥራቸው ሬሾ ስለሆነ፣ አቶሚክ መቶኛ ከተጠቀሰው ጽንሰ-ሐሳብ ጋር ተመሳሳይ ነው።

አክሲዮኖችን ወደ አቶሚክ ፐርሰንት መለወጥ የሚከናወነው በቀላሉ በሁለት ቅደም ተከተሎች በመጨመር ነው። ለምሳሌ፣ በአየር ውስጥ ያለው የ0.21 ሞል ክፍልፋይ ኦክሲጅን ከ21 አቶሚክ% ጋር ይዛመዳል።

ጥሩ ጋዝ

የሞል ክፍልፋዮች ጽንሰ-ሀሳብ ብዙውን ጊዜ በጋዝ ውህዶች ላይ ችግሮችን ለመፍታት ይጠቅማል። በተለመዱ ሁኔታዎች ውስጥ ያሉ አብዛኛዎቹ ጋዞች (የሙቀት መጠን 300 ኪ እና ግፊት 1 ኤቲኤም) ተስማሚ ናቸው። ይህ ማለት ጋዙን የሚያካትቱት አቶሞች እና ሞለኪውሎች እርስ በርሳቸው በጣም ርቀት ላይ ናቸው እና አንዳቸው ከሌላው ጋር አይገናኙም።

ለተስማሙ ጋዞች፣ የሚከተለው የግዛት እኩልታ ትክክለኛ ነው፡

PV=nRT.

እዚህ ፒ፣ ቪ እና ቲ ሶስት ማክሮስኮፒክ ቴርሞዳይናሚክስ ባህሪያት ናቸው፡ ግፊት፣ መጠን እና የሙቀት መጠን። እሴቱ R=8, 314 J / (Kmol) ለሁሉም ጋዞች ቋሚ ነው, n በሞሎች ውስጥ ያሉ ቅንጣቶች ብዛት ነው, ማለትም የንብረቱ መጠን.

ነው.

የስቴት እኩልታ የሚያሳየው ከሶስቱ ማክሮስኮፒክ ጋዝ ባህሪያት (P፣V ወይም T) አንዱ ሲስተካከል እና ሶስተኛው ሲቀየር እንዴት እንደሚቀየር ነው። ለምሳሌ, በቋሚ የሙቀት መጠን, ግፊቱ ከጋዙ መጠን (ቦይል-ማሪዮት ህግ) ጋር የተገላቢጦሽ ይሆናል.

በተፃፈው ቀመር ውስጥ በጣም አስደናቂው ነገር የጋዝ ሞለኪውሎች እና አተሞች ኬሚካላዊ ባህሪን ከግምት ውስጥ ያላስገባ መሆኑ ነው ማለትም ለሁለቱም ለንፁህ ጋዞች እና ለድብልቅዎቻቸው የሚሰራ ነው።

የዳልተን ህግ እና ከፊል ግፊት

የአንድ ጋዝ ሞለኪውል ክፍልፋይን በድብልቅ እንዴት ማስላት ይቻላል? ይህንን ለማድረግ ለግምት ውስጥ ላለው አካል አጠቃላይ የንጥሎች እና ቁጥራቸውን ማወቅ በቂ ነው. ሆኖም፣ ያለበለዚያ ማድረግ ይችላሉ።

በድብልቅ ውስጥ የሚገኘው የጋዝ ሞለኪውል ክፍልፋይ ግፊቱን በማወቅ ሊገኝ ይችላል። የኋለኛው ክፍል ሁሉንም ሌሎች አካላት ማስወገድ የሚቻል ከሆነ የጋዝ ድብልቅ የተወሰነ አካል እንደሚፈጥር ግፊት ተደርጎ ይወሰዳል። የ i-th አካልን ከፊል ግፊት P_i እና የሙሉውን ድብልቅ ግፊት P ብለን ከሰይመን የዚህ ክፍል የሞለ ክፍልፋይ ቀመር ቅጹን ይወስዳል።:

x_i=P_i / P.

ምክንያቱም መጠኑከሁሉም x_i ከአንድ ጋር እኩል ነው፣ከዚያ የሚከተለውን አገላለጽ መፃፍ እንችላለን፡

∑_i(P_i / P)=1፣ ስለዚህም ∑_i(P_i)=P.

የመጨረሻው እኩልነት የዳልተን ህግ ይባላል፣ይህም በ19ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ በነበሩት እንግሊዛዊ ሳይንቲስት በጆን ዳልተን የተሰየመ ነው።

የከፊል ግፊት ህግ ወይም የዳልተን ህግ የስቴት እኩልታ ለሀሳባዊ ጋዞች ቀጥተኛ ውጤት ነው። በጋዝ ውስጥ ያሉት አቶሞች ወይም ሞለኪውሎች እርስበርስ መስተጋብር ከጀመሩ (ይህ በከፍተኛ ሙቀት እና ከፍተኛ ግፊት ይከሰታል) የዳልተን ህግ ኢ-ፍትሃዊ ነው። በኋለኛው ጊዜ የንጥረቶቹን ሞለኪውላዊ ክፍልፋዮችን ለማስላት ቀመሩን በንጥረ ነገር መጠን እንጂ በከፊል ግፊት መጠቀም አያስፈልግም።

አየር እንደ ጋዝ ድብልቅ

የአንድ አካል ሞለኪውል ክፍልፋይን በቅልቅል ውስጥ እንዴት ማግኘት እንደሚቻል የሚለውን ጥያቄ ከተመለከትን፣ የሚከተለውን ችግር እንፈታዋለን፡ እሴቶቹን x_i እና P i _{በአየር ላይ ላለ ለእያንዳንዱ አካል።}

ደረቅ አየርን ካሰብን የሚከተሉትን 4 የጋዝ አካላት ያቀፈ ነው፡

• ናይትሮጅን (78.09%)፤
• ኦክስጅን (20.95%)፤
• አርጎን (0.93%)፤
• ካርቦን ዳይኦክሳይድ ጋዝ (0.04%)።

ከዚህ መረጃ፣ የእያንዳንዱ ጋዝ የሞለኪውል ክፍልፋዮች ለማስላት በጣም ቀላል ናቸው። ይህንን ለማድረግ በአንቀጹ ውስጥ ከላይ እንደተጠቀሰው መቶኛዎችን በአንጻራዊ ሁኔታ ማቅረብ በቂ ነው. ከዚያ የሚከተለውን እናገኛለን፡

x_N2=0, 7809፤

x_O2=0, 2095፤

x_አር=0, 0093፤

x_CO2=0, 0004.

ከፊል ግፊትበባህር ደረጃ ያለው የከባቢ አየር ግፊት 101 325 ፓ ወይም 1 ኤቲኤም በመሆኑ እነዚህን የአየር ክፍሎች እናሰላለን። ከዚያ የሚከተለውን እናገኛለን፡

P_N2=x_N2 P=0.7809 atm.;

P_O2=x_O2 P=0, 2095 atm.;

P_አር=x_አር P=0.0093 atm.;

P_CO2=x_CO2 P=0.0004 atm።

ይህ መረጃ ማለት ሁሉንም ኦክሲጅን እና ሌሎች ጋዞችን ከከባቢ አየር ካስወገዱ እና ናይትሮጅን ብቻ ከተዉ ግፊቱ በ22% ይቀንሳል።

የኦክስጅንን ከፊል ግፊት ማወቅ በውሃ ውስጥ ለሚጠልቁ ሰዎች ወሳኝ ሚና ይጫወታል። ስለዚህ, ከ 0.16 ኤቲኤም ያነሰ ከሆነ, ግለሰቡ ወዲያውኑ ንቃተ ህሊናውን ያጣል. በተቃራኒው የኦክስጅን ከፊል ግፊት ከ 1.6 ኤቲኤም ምልክት ይበልጣል. በዚህ ጋዝ ወደ መርዝ ይመራል, እሱም ከመደንገጥ ጋር. ስለዚህ ለሰው ሕይወት ደህንነቱ የተጠበቀ ከፊል የኦክስጅን ግፊት በ0.16 - 1.6 atm ውስጥ መሆን አለበት።