आणविक द्रव्यमान g mol. दाढ़ द्रव्यमान कैसे ज्ञात करें

किसी भी पदार्थ में एक निश्चित संरचना (अणु या परमाणु) के कण होते हैं। एक साधारण यौगिक के दाढ़ द्रव्यमान की गणना तत्वों की आवर्त सारणी डी.आई. के अनुसार की जाती है। मेंडेलीव। यदि किसी जटिल पदार्थ के लिए इस पैरामीटर का पता लगाना आवश्यक है, तो गणना लंबी हो जाती है, और इस मामले में यह आंकड़ा एक संदर्भ पुस्तक या रासायनिक सूची में देखा जाता है, विशेष रूप से सिग्मा-एल्ड्रिच में।

दाढ़ द्रव्यमान की अवधारणा

मोलर द्रव्यमान (M) किसी पदार्थ के एक मोल का भार है। प्रत्येक परमाणु के लिए यह पैरामीटर तत्वों की आवर्त सारणी में पाया जा सकता है, यह सीधे नाम के नीचे स्थित है। यौगिकों के द्रव्यमान की गणना करते समय, आंकड़ा आमतौर पर निकटतम पूर्ण या दसवें तक पूर्णांकित किया जाता है। यह अर्थ कहां से आया है इसे पूरी तरह से समझने के लिए, "तिल" की अवधारणा को समझना आवश्यक है। यह किसी पदार्थ की वह मात्रा है जिसमें कार्बन के स्थिर आइसोटोप (12 C) के 12 ग्राम के बराबर कणों की संख्या होती है। पदार्थों के परमाणु और अणु एक विस्तृत श्रृंखला में आकार में भिन्न होते हैं, जबकि एक मोल में उनकी संख्या स्थिर होती है, लेकिन द्रव्यमान बढ़ जाता है और, तदनुसार, आयतन बढ़ जाता है।

"दाढ़ द्रव्यमान" की अवधारणा अवोगाद्रो संख्या (6.02 x 10 23 mol -1) से निकटता से संबंधित है। यह आंकड़ा 1 मोल में किसी पदार्थ की इकाइयों (परमाणुओं, अणुओं) की निरंतर संख्या को दर्शाता है।

रसायन विज्ञान के लिए दाढ़ द्रव्यमान का महत्व

रासायनिक पदार्थ एक दूसरे के साथ विभिन्न प्रतिक्रियाएँ करते हैं। आमतौर पर, किसी भी रासायनिक संपर्क के लिए समीकरण निर्दिष्ट करता है कि कितने अणु या परमाणु शामिल हैं। ऐसे पदनामों को स्टोइकोमेट्रिक गुणांक कहा जाता है। इन्हें आमतौर पर सूत्र से पहले दर्शाया जाता है। इसलिए, प्रतिक्रियाओं की मात्रात्मक विशेषताएं पदार्थ की मात्रा और दाढ़ द्रव्यमान पर आधारित होती हैं। वे परमाणुओं और अणुओं की एक-दूसरे के साथ परस्पर क्रिया को स्पष्ट रूप से दर्शाते हैं।

दाढ़ द्रव्यमान की गणना

किसी भी पदार्थ की परमाणु संरचना या किसी ज्ञात संरचना के घटकों के मिश्रण को तत्वों की आवर्त सारणी का उपयोग करके देखा जा सकता है। अकार्बनिक यौगिक, एक नियम के रूप में, एक स्थूल सूत्र के साथ लिखे जाते हैं, अर्थात, संरचना को निर्दिष्ट किए बिना, लेकिन केवल अणु में परमाणुओं की संख्या। दाढ़ द्रव्यमान की गणना के लिए कार्बनिक पदार्थों को उसी तरह नामित किया जाता है। उदाहरण के लिए, बेंजीन (सी 6 एच 6)।

दाढ़ द्रव्यमान की गणना कैसे की जाती है? सूत्र में अणु में परमाणुओं का प्रकार और संख्या शामिल है। तालिका के अनुसार डी.आई. मेंडेलीव, तत्वों के दाढ़ द्रव्यमान की जाँच की जाती है, और प्रत्येक आंकड़े को सूत्र में परमाणुओं की संख्या से गुणा किया जाता है।

आणविक भार और परमाणुओं के प्रकार के आधार पर, आप अणु में उनकी संख्या की गणना कर सकते हैं और यौगिक के लिए एक सूत्र बना सकते हैं।

तत्वों का दाढ़ द्रव्यमान

अक्सर, विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में प्रतिक्रियाओं, गणनाओं और समीकरणों में गुणांकों को व्यवस्थित करने के लिए तत्वों के आणविक द्रव्यमान के ज्ञान की आवश्यकता होती है। यदि अणु में एक परमाणु है तो यह मान पदार्थ के बराबर होगा। यदि दो या दो से अधिक तत्व मौजूद हैं, तो दाढ़ द्रव्यमान उनकी संख्या से गुणा हो जाता है।

सांद्रता की गणना करते समय दाढ़ द्रव्यमान का मान

इस पैरामीटर का उपयोग पदार्थों की सांद्रता को व्यक्त करने के लगभग सभी तरीकों की पुनर्गणना करने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, किसी घोल में किसी पदार्थ की मात्रा के आधार पर द्रव्यमान अंश का निर्धारण करने में अक्सर स्थितियाँ उत्पन्न होती हैं। अंतिम पैरामीटर माप की इकाई मोल/लीटर में व्यक्त किया गया है। आवश्यक वजन निर्धारित करने के लिए, पदार्थ की मात्रा को दाढ़ द्रव्यमान से गुणा किया जाता है। परिणामी मूल्य 10 गुना कम हो जाता है।

किसी पदार्थ की सामान्यता की गणना करने के लिए मोलर द्रव्यमान का उपयोग किया जाता है। इस पैरामीटर का उपयोग विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में अनुमापन और ग्रेविमेट्रिक विश्लेषण विधियों को करने के लिए किया जाता है जब किसी प्रतिक्रिया को सटीक रूप से पूरा करना आवश्यक होता है।

दाढ़ द्रव्यमान माप

पहला ऐतिहासिक प्रयोग हाइड्रोजन के सापेक्ष गैसों के घनत्व को मापना था। सहसंयोजक गुणों का और अध्ययन किया गया। इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, आसमाटिक दबाव, किसी घोल और शुद्ध विलायक के बीच उबलने या जमने में अंतर निर्धारित करना। ये पैरामीटर सीधे सिस्टम में पदार्थ के कणों की संख्या से संबंधित हैं।

कभी-कभी दाढ़ द्रव्यमान का माप अज्ञात संरचना वाले पदार्थ पर किया जाता है। पहले, इज़ोटेर्मल आसवन जैसी विधि का उपयोग किया जाता था। इसका सार किसी पदार्थ के घोल को विलायक वाष्प से संतृप्त कक्ष में रखना है। इन परिस्थितियों में, वाष्प संघनन होता है और मिश्रण का तापमान बढ़ जाता है, संतुलन तक पहुँच जाता है और घटने लगता है। वाष्पीकरण की जारी गर्मी की गणना समाधान के ताप और शीतलन दर में परिवर्तन से की जाती है।

दाढ़ द्रव्यमान को मापने की मुख्य आधुनिक विधि मास स्पेक्ट्रोमेट्री है। पदार्थों के मिश्रण की पहचान करने का यह मुख्य तरीका है। आधुनिक उपकरणों की मदद से, यह प्रक्रिया स्वचालित रूप से होती है, केवल आपको शुरू में नमूने में यौगिकों को अलग करने के लिए शर्तों का चयन करने की आवश्यकता होती है। मास स्पेक्ट्रोमेट्री विधि किसी पदार्थ के आयनीकरण पर आधारित है। परिणामस्वरूप, यौगिक के विभिन्न आवेशित टुकड़े बनते हैं। द्रव्यमान स्पेक्ट्रम आयनों के द्रव्यमान और आवेश के अनुपात को इंगित करता है।

गैसों के लिए दाढ़ द्रव्यमान का निर्धारण

किसी भी गैस या वाष्प का दाढ़ द्रव्यमान आसानी से मापा जाता है। यह नियंत्रण का उपयोग करने के लिए पर्याप्त है. एक गैसीय पदार्थ की समान मात्रा समान तापमान पर दूसरे गैसीय पदार्थ की मात्रा के बराबर होती है। भाप की मात्रा मापने का एक प्रसिद्ध तरीका विस्थापित हवा की मात्रा निर्धारित करना है। यह प्रक्रिया एक मापने वाले उपकरण की ओर जाने वाली साइड शाखा का उपयोग करके की जाती है।

दाढ़ द्रव्यमान का व्यावहारिक उपयोग

इस प्रकार, दाढ़ द्रव्यमान की अवधारणा का प्रयोग रसायन विज्ञान में हर जगह किया जाता है। प्रक्रिया का वर्णन करने, पॉलिमर कॉम्प्लेक्स और अन्य प्रतिक्रियाएं बनाने के लिए, इस पैरामीटर की गणना करना आवश्यक है। एक महत्वपूर्ण बिंदु फार्मास्युटिकल पदार्थ में सक्रिय पदार्थ की सांद्रता निर्धारित करना है। उदाहरण के लिए, सेल कल्चर का उपयोग करके एक नए यौगिक के शारीरिक गुणों का अध्ययन किया जाता है। इसके अलावा, जैव रासायनिक अध्ययन करते समय दाढ़ द्रव्यमान महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, चयापचय प्रक्रियाओं में किसी तत्व की भागीदारी का अध्ययन करते समय। अब कई एंजाइमों की संरचना ज्ञात है, इसलिए उनके आणविक भार की गणना करना संभव है, जो मुख्य रूप से किलोडाल्टन (केडीए) में मापा जाता है। आज, मानव रक्त के लगभग सभी घटकों, विशेष रूप से हीमोग्लोबिन, के आणविक भार ज्ञात हैं। किसी पदार्थ का आणविक और दाढ़ द्रव्यमान कुछ मामलों में पर्यायवाची होते हैं। उनका अंतर इस तथ्य में निहित है कि अंतिम पैरामीटर परमाणु के सभी समस्थानिकों का औसत है।

एंजाइम प्रणाली पर किसी पदार्थ के प्रभाव को सटीक रूप से निर्धारित करने में कोई भी सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रयोग दाढ़ सांद्रता का उपयोग करके किया जाता है। उदाहरण के लिए, बायोकैटलिसिस और अन्य क्षेत्रों में जहां एंजाइमिक गतिविधि का अध्ययन आवश्यक है, प्रेरक और अवरोधक जैसी अवधारणाओं का उपयोग किया जाता है। जैव रासायनिक स्तर पर एंजाइम गतिविधि को विनियमित करने के लिए, दाढ़ द्रव्यमान का उपयोग करके अध्ययन करना आवश्यक है। यह पैरामीटर भौतिक विज्ञान, रसायन विज्ञान, जैव रसायन और जैव प्रौद्योगिकी जैसे प्राकृतिक और इंजीनियरिंग विज्ञान के क्षेत्रों में मजबूती से स्थापित हो गया है। इस तरह से वर्णित प्रक्रियाएं तंत्र और उनके मापदंडों के निर्धारण के दृष्टिकोण से अधिक समझने योग्य हो जाती हैं। मौलिक से व्यावहारिक विज्ञान तक संक्रमण दाढ़ द्रव्यमान के संकेतक के बिना पूरा नहीं होता है, शारीरिक समाधान, बफर सिस्टम से लेकर शरीर के लिए फार्मास्युटिकल पदार्थों की खुराक निर्धारित करने तक।

कार्य का पाठ छवियों और सूत्रों के बिना पोस्ट किया गया है।
कार्य का पूर्ण संस्करण पीडीएफ प्रारूप में "कार्य फ़ाइलें" टैब में उपलब्ध है

परिचय

रसायन विज्ञान और भौतिकी का अध्ययन करते समय, "परमाणु", "रासायनिक तत्व के सापेक्ष परमाणु और दाढ़ द्रव्यमान" जैसी अवधारणाएँ एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। ऐसा प्रतीत होता है कि लंबे समय से इस क्षेत्र में कुछ भी नया नहीं खोजा गया है। हालाँकि, इंटरनेशनल यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री (IUPAC) हर साल रासायनिक तत्वों के परमाणु द्रव्यमान के मूल्यों को अपडेट करता है। पिछले 20 वर्षों में, 36 तत्वों के परमाणु द्रव्यमान को समायोजित किया गया है, जिनमें से 18 में कोई आइसोटोप नहीं है।

प्राकृतिक विज्ञान में ओलंपियाड के अखिल रूसी पूर्णकालिक दौर में भाग लेते हुए, हमें निम्नलिखित कार्य की पेशकश की गई: "स्कूल प्रयोगशाला में किसी पदार्थ के दाढ़ द्रव्यमान को निर्धारित करने का एक तरीका सुझाएं।"

यह कार्य पूर्णतः सैद्धांतिक था और मैंने इसे सफलतापूर्वक पूरा किया। इसलिए मैंने एक स्कूल प्रयोगशाला में प्रायोगिक तौर पर किसी पदार्थ के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करने का निर्णय लिया।

लक्ष्य:

स्कूल प्रयोगशाला में किसी पदार्थ का प्रयोगात्मक रूप से दाढ़ द्रव्यमान निर्धारित करें।

कार्य:

वैज्ञानिक साहित्य का अध्ययन करें जो सापेक्ष परमाणु और दाढ़ द्रव्यमान की गणना के तरीकों का वर्णन करता है।

भौतिक तरीकों का उपयोग करके गैसीय और ठोस अवस्था में किसी पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित करें।

परिणाम निकालना।

द्वितीय. मुख्य हिस्सा

बुनियादी अवधारणाओं:

सापेक्ष परमाणु द्रव्यमानकिसी रासायनिक तत्व का द्रव्यमान परमाणु द्रव्यमान इकाइयों (एएमयू) में व्यक्त किया जाता है। दोपहर 1 बजे के लिए 12 परमाणु भार वाले कार्बन समस्थानिक के द्रव्यमान का 1/12 भाग 1 amu = 1.6605655·10 -27 किग्रा स्वीकार किया जाता है।

सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान - दर्शाता है कि किसी रासायनिक तत्व के दिए गए परमाणु का द्रव्यमान 12 सी आइसोटोप के द्रव्यमान के 1/12 से कितनी गुना अधिक है।

आइसोटोप- एक ही रासायनिक तत्व के परमाणु जिनके नाभिक में अलग-अलग संख्या में न्यूट्रॉन और समान संख्या में प्रोटॉन होते हैं, इसलिए, अलग-अलग सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान होते हैं।

पदार्थ का मोलर द्रव्यमान - 1 मोल की मात्रा में लिए गए पदार्थ का यह द्रव्यमान।

1 तिल -यह पदार्थ की वह मात्रा है जिसमें परमाणुओं (अणुओं) की उतनी ही संख्या होती है जितनी 12 ग्राम कार्बन में होती है।

किसी पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा क्षमताएक भौतिक मात्रा है जो दर्शाती है कि 1 किलोग्राम की वस्तु का तापमान 1 0 C तक बदलने के लिए उसे कितनी ऊष्मा प्रदान की जानी चाहिए।

ताप की गुंजाइश-यह किसी पदार्थ की विशिष्ट ताप क्षमता और उसके द्रव्यमान का उत्पाद है।

रासायनिक तत्वों के परमाणु द्रव्यमान ज्ञात करने का इतिहास:

विभिन्न रासायनिक तत्वों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान निर्धारित करने के इतिहास पर साहित्य के विभिन्न स्रोतों का विश्लेषण करने के बाद, मैंने डेटा को एक तालिका में सारांशित करने का निर्णय लिया, जो काफी सुविधाजनक है, क्योंकि विभिन्न साहित्य स्रोतों में जानकारी अस्पष्ट रूप से दी गई है:

किसी परमाणु के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान को जानकर, हम किसी पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान निर्धारित कर सकते हैं: एम= एआर·10̄ ³ किग्रा/मोल

तत्वों के आणविक द्रव्यमान निर्धारित करने की विधियाँ:

परमाणु और आणविक द्रव्यमान को भौतिक या रासायनिक तरीकों से निर्धारित किया जा सकता है। रासायनिक विधियाँ इस मायने में भिन्न होती हैं कि एक चरण में उनमें स्वयं परमाणु नहीं, बल्कि उनके संयोजन शामिल होते हैं।

भौतिक विधियाँ:

1 रास्ता. डुलोग और पेटिट का नियम

1819 में डुलोंग ने ए.टी. के साथ मिलकर पेटिट ने ठोस पदार्थों की ऊष्मा क्षमता का नियम स्थापित किया, जिसके अनुसार साधारण ठोस पदार्थों की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता और घटक तत्वों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान का उत्पाद लगभग स्थिर मान होता है (आधुनिक माप इकाइयों में लगभग बराबर होता है) Сv·Аr = 25.12जे/(जी.के.)); आजकल इस रिश्ते को "डुलोंग-पेटिट कानून" कहा जाता है। विशिष्ट ताप क्षमता का नियम, जिस पर काफी समय तक समकालीनों का ध्यान नहीं गया, बाद में भारी तत्वों के परमाणु द्रव्यमान के अनुमानित अनुमान के लिए एक विधि के आधार के रूप में कार्य किया। डुलोंग और पेटिट के नियम से यह पता चलता है कि किसी साधारण पदार्थ की विशिष्ट ताप क्षमता से 25.12 को विभाजित करके, जिसे प्रयोगात्मक रूप से आसानी से निर्धारित किया जाता है, कोई किसी दिए गए तत्व के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान का अनुमानित मूल्य पा सकता है। और किसी तत्व के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान को जानकर, आप पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान निर्धारित कर सकते हैं।

М=Мr·10̵ ³ किग्रा/मोल

भौतिकी और रसायन विज्ञान के विकास के प्रारंभिक चरण में, किसी तत्व की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता को कई अन्य मापदंडों की तुलना में निर्धारित करना आसान था, इसलिए, इस कानून का उपयोग करके, सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के अनुमानित मान स्थापित किए गए थे।

मतलब, Ar=25.12/s

c पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता है

किसी ठोस की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता निर्धारित करने के लिए, हम निम्नलिखित प्रयोग करते हैं:

1. 1. 1. आइए कैलोरीमीटर में गर्म पानी डालें और उसका द्रव्यमान और प्रारंभिक तापमान निर्धारित करें।

         आइए किसी अज्ञात पदार्थ से बने ठोस पिंड का द्रव्यमान निर्धारित करें, जिसका सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान हमें निर्धारित करने की आवश्यकता है। हम इसका प्रारंभिक तापमान भी निर्धारित करेंगे (इसका प्रारंभिक तापमान कमरे के हवा के तापमान के बराबर है, क्योंकि शरीर लंबे समय तक इस कमरे में था)।

         आइए एक ठोस पिंड को गर्म पानी के साथ कैलोरीमीटर में डालें और कैलोरीमीटर में स्थापित तापमान निर्धारित करें।

         आवश्यक गणना करने के बाद, हम ठोस की विशिष्ट ताप क्षमता निर्धारित करते हैं।

Q1=c1m1(t-t1), जहां Q1 ऊष्मा विनिमय के परिणामस्वरूप पानी द्वारा छोड़ी गई ऊष्मा की मात्रा है, c1 पानी की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता (सारणीबद्ध मान) है, m1 पानी का द्रव्यमान है, t अंतिम तापमान है, t 1 है पानी का प्रारंभिक तापमान, Q2=c2m2(t-t2), जहां Q2 ऊष्मा विनिमय के परिणामस्वरूप ठोस वस्तु द्वारा प्राप्त ऊष्मा की मात्रा है, c2 पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता है (निर्धारित किया जाना है), m2 पदार्थ का द्रव्यमान है, t 2 प्रारंभिक तापमान है अध्ययनाधीन शरीर का, क्योंकि ताप संतुलन समीकरण का रूप है: Q1 + Q2 = 0 ,

तब c2 = c1m1(t-t1) /(- m2(t-t2))

औसत मूल्य सापेक्ष परमाणु द्रव्यमानपदार्थ निकले

एआर = 26.5 एएमयू

इस तरह, दाढ़ जनए के बराबर है एम =0.0265 किग्रा/मोल.

ठोस शरीर - एल्यूमीनियम बार

विधि 2. आइए वायु के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करें।

सिस्टम की संतुलन स्थिति का उपयोग करके, आप किसी पदार्थ के दाढ़ द्रव्यमान की गणना भी कर सकते हैं, उदाहरण के लिए गैस, उदाहरण के लिए वायु।

फ़ा = फ़स्ट्रैंड(गुब्बारे पर लगने वाला आर्किमिडीज़ बल गुब्बारे के खोल, गुब्बारे में मौजूद गैस और गुब्बारे से निलंबित भार पर लगने वाले कुल गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा संतुलित होता है।) बेशक, यह देखते हुए कि गेंद हवा में लटकी हुई है (यह ऊपर या नीचे नहीं उठती है)।

फा- आर्किमिडीज़ हवा में एक गेंद पर कार्य करने वाला बल

Fa =ρвg Vш

ρв -वायु घनत्व

एफ1- गेंद के खोल और गेंद के अंदर स्थित गैस (हीलियम) पर कार्य करने वाला गुरुत्वाकर्षण बल

F1=भीड़ g + mgel g

F2- भार पर कार्य करने वाला गुरुत्वाकर्षण बल

F2=मिलीग्राम जी

हमें सूत्र मिलता है: ρвg Vш= मोब जी + एमजीईएल जी + एमजी जी (1)

आइए हवा के दाढ़ द्रव्यमान की गणना के लिए मेंडेलीव-क्लैपेरॉन सूत्र का उपयोग करें:

आइए वायु के दाढ़ द्रव्यमान को व्यक्त करें:

समीकरण (3) में हम वायु घनत्व के स्थान पर समीकरण (2) रखते हैं। तो, हमारे पास हवा के दाढ़ द्रव्यमान की गणना के लिए एक सूत्र है:

इसलिए, हवा का दाढ़ द्रव्यमान ज्ञात करने के लिए, आपको मापने की आवश्यकता है:

1) भार का भार

2) हीलियम द्रव्यमान

3) शैल द्रव्यमान

4) हवा का तापमान

5) वायुदाब (वायुमंडलीय दबाव)

6) गेंद का आयतन

आर- सार्वभौमिक गैस स्थिरांक, आर=8.31 ​​​जे/(मोल के)

बैरोमीटर ने वायुमंडलीय दबाव दिखाया

बराबर आरए =96000पीए

कमरे का तापमान:

टी=23 +273=297के

हमने इलेक्ट्रॉनिक तराजू का उपयोग करके भार का द्रव्यमान और गेंद खोल का द्रव्यमान निर्धारित किया:

एमजीआर =8.02 ग्राम

गेंद खोल का द्रव्यमान:

भीड़ = 3.15 ग्राम

हमने गेंद का आयतन दो तरीकों से निर्धारित किया:

क) हमारी गेंद गोल निकली। कई स्थानों पर गेंद की परिधि को मापकर, हमने गेंद की त्रिज्या निर्धारित की। और फिर इसकी मात्रा: V=4/3·πR³

L=2πR, लव= 85.8cm= 0.858m, इसलिए R=0.137m

वीएसएच= 0.0107m³

ख) पानी निकालने के लिए एक ट्रे के साथ रखकर, बाल्टी में बिल्कुल किनारे तक पानी डालें। हमने गुब्बारे को पूरी तरह से पानी में डाल दिया, कुछ पानी बाल्टी के नीचे स्नान में डाला, बाल्टी से बाहर निकले पानी की मात्रा को मापते हुए, हमने गुब्बारे की मात्रा निर्धारित की: Vwater=Vsh= 0.011m³

(तस्वीर में गेंद कैमरे के करीब थी, इसलिए बड़ी लग रही है)

इसलिए, गणना के लिए हमने गेंद के आयतन का औसत मान लिया:

वीएसएच= 0.0109m³

हम मेंडेलीव-क्लैपेरॉन समीकरण का उपयोग करके हीलियम का द्रव्यमान निर्धारित करते हैं, यह ध्यान में रखते हुए कि हीलियम का तापमान हवा के तापमान के बराबर है, और गेंद के अंदर हीलियम का दबाव वायुमंडलीय दबाव के बराबर है।

हीलियम का मोलर द्रव्यमान 0.004 किग्रा/मोल:

एमजीईएल = 0.00169 किग्रा

सभी माप परिणामों को सूत्र (4) में प्रतिस्थापित करने पर, हम वायु के दाढ़ द्रव्यमान का मान प्राप्त करते हैं:

एम= 0.030 किग्रा/मोल

(तालिका दाढ़ द्रव्यमान मान

वायु 0.029 किग्रा/मोल)

निष्कर्ष:एक स्कूल प्रयोगशाला में, आप भौतिक विधियों का उपयोग करके किसी रासायनिक तत्व के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान और किसी पदार्थ के दाढ़ द्रव्यमान को निर्धारित कर सकते हैं। इस कार्य को करने के बाद, मैंने सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान निर्धारित करने के तरीके के बारे में बहुत कुछ सीखा। बेशक, कई विधियाँ एक स्कूल प्रयोगशाला के लिए दुर्गम हैं, लेकिन, फिर भी, प्राथमिक उपकरणों का उपयोग करके भी, मैं भौतिक तरीकों का उपयोग करके एक रासायनिक तत्व के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान और किसी पदार्थ के दाढ़ द्रव्यमान को प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित करने में सक्षम था। परिणामस्वरूप, मैंने इस कार्य में निर्धारित लक्ष्य और उद्देश्यों को पूरा किया।

प्रयुक्त साहित्य की सूची

alhidik.ru

alhimikov.net

https://ru.wikipedia.org/wiki/Molar_mass

जी. आई. डेरयाबीना, जी. वी. कांतारिया। 2.2.मोल, दाढ़ द्रव्यमान। कार्बनिक रसायन विज्ञान: वेब पाठ्यपुस्तक।

http://kf.info.urfu.ru/glovnaja/

https://ru.wikipedia.org/wiki/Molar_mass h

ऐसा करने के लिए, आपको इस अणु में सभी परमाणुओं के द्रव्यमान को जोड़ना होगा।

उदाहरण 1. पानी के एक अणु H2O में 2 हाइड्रोजन परमाणु और 1 ऑक्सीजन परमाणु होते हैं। हाइड्रोजन का परमाणु द्रव्यमान = 1, और ऑक्सीजन = 16। इसलिए, पानी का आणविक द्रव्यमान 1 + 1 + 16 = 18 परमाणु द्रव्यमान इकाई है, और पानी का दाढ़ द्रव्यमान = 18 ग्राम/मोल है।

उदाहरण 2. सल्फ्यूरिक एसिड H2SO4 के एक अणु में 2 हाइड्रोजन परमाणु, 1 सल्फर परमाणु और 4 ऑक्सीजन परमाणु होते हैं। इसलिए, इस पदार्थ का आणविक द्रव्यमान 1 2 + 32 + 4 16 = 98 amu होगा, और दाढ़ द्रव्यमान 98 g/mol होगा।

उदाहरण 3. एल्युमीनियम सल्फेट Al 2 (SO 4) 3 के अणु में 2 एल्युमीनियम परमाणु, 3 सल्फर परमाणु और 12 ऑक्सीजन परमाणु होते हैं। इस पदार्थ का आणविक द्रव्यमान 27 · 2 + 32 · 3 + 16 · 12 = 342 amu है, और दाढ़ द्रव्यमान 342 g/mol है।

तिल, दाढ़ द्रव्यमान

मोलर द्रव्यमान किसी पदार्थ के द्रव्यमान और पदार्थ की मात्रा का अनुपात है, अर्थात। एम(एक्स) = एम(एक्स)/एन(एक्स), (1)

जहाँ M(x) पदार्थ X का दाढ़ द्रव्यमान है, m(x) पदार्थ X का द्रव्यमान है, n(x) पदार्थ X की मात्रा है।

दाढ़ द्रव्यमान के लिए SI इकाई kg/mol है, लेकिन आमतौर पर उपयोग की जाने वाली इकाई g/mol है। द्रव्यमान की इकाई - जी, किग्रा.

किसी पदार्थ की मात्रा की SI इकाई मोल है।

एक मोल किसी पदार्थ की वह मात्रा है जिसमें इस पदार्थ के 6.02·10 23 अणु होते हैं।

रसायन शास्त्र में किसी भी समस्या का समाधान किसी पदार्थ की मात्रा से होता है। आपको बुनियादी सूत्र याद रखने होंगे:

n(x) =m(x)/ M(x)

या सामान्य सूत्र: n(x) =m(x)/M(x) = V(x)/Vm = N/N A, (2)

जहां V(x) पदार्थ X(l) का आयतन है, V m सामान्य परिस्थितियों में गैस का दाढ़ आयतन है। (22.4 एल/मोल), एन कणों की संख्या है, एन ए एवोगैड्रो का स्थिरांक है (6.02·10 23)।

उदाहरण 1. 0.6 मोल पदार्थ की मात्रा के साथ सोडियम आयोडाइड NaI का द्रव्यमान निर्धारित करें।

उदाहरण 2. 40.4 ग्राम वजन वाले सोडियम टेट्राबोरेट Na 2 B 4 O 7 में निहित परमाणु बोरॉन की मात्रा निर्धारित करें।

अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली (SI) में किसी पदार्थ की मात्रा की इकाई मोल है।

तिल - यह किसी पदार्थ की वह मात्रा है जिसमें उतनी ही संरचनात्मक इकाइयाँ (अणु, परमाणु, आयन, इलेक्ट्रॉन आदि) होती हैं जितनी कार्बन आइसोटोप 12 C के 0.012 किग्रा में परमाणु होते हैं।

एक कार्बन परमाणु (1.93310 -26 किग्रा) का द्रव्यमान जानकर, हम 0.012 किग्रा कार्बन में एन ए परमाणुओं की संख्या की गणना कर सकते हैं

एन ए = 0.012/1.93310 -26 = 6.0210 23 मोल -1

6.0210 23 mol -1 कहलाता है अवोगाद्रो स्थिरांक(पदनाम एन ए, आयाम 1/मोल या मोल-1)। यह किसी भी पदार्थ के एक मोल में संरचनात्मक इकाइयों की संख्या दर्शाता है।

दाढ़ जन- किसी पदार्थ के द्रव्यमान और पदार्थ की मात्रा के अनुपात के बराबर मान। इसका आयाम kg/mol या g/mol है। इसे आमतौर पर एम नामित किया जाता है।

सामान्य तौर पर, किसी पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान, जिसे g/mol में व्यक्त किया जाता है, संख्यात्मक रूप से इस पदार्थ के सापेक्ष परमाणु (A) या सापेक्ष आणविक द्रव्यमान (M) के बराबर होता है। उदाहरण के लिए, C, Fe, O 2, H 2 O के सापेक्ष परमाणु और आणविक द्रव्यमान क्रमशः 12, 56, 32, 18 हैं, और उनके दाढ़ द्रव्यमान क्रमशः 12 g/mol, 56 g/mol, 32 g/mol हैं। , 18 ग्राम/मोल।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि किसी पदार्थ का द्रव्यमान और मात्रा अलग-अलग अवधारणाएँ हैं। द्रव्यमान को किलोग्राम (ग्राम) में व्यक्त किया जाता है, और किसी पदार्थ की मात्रा मोल्स में व्यक्त की जाती है। किसी पदार्थ के द्रव्यमान (m, g), पदार्थ की मात्रा (ν, mol) और दाढ़ द्रव्यमान (M, g/mol) के बीच सरल संबंध होते हैं।

एम = νM; ν = एम/एम; एम = एम/वी.

इन सूत्रों का उपयोग करके, किसी पदार्थ की एक निश्चित मात्रा के द्रव्यमान की गणना करना, या किसी ज्ञात द्रव्यमान में किसी पदार्थ के मोल्स की संख्या निर्धारित करना, या किसी पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान ज्ञात करना आसान है।

सापेक्ष परमाणु और आणविक द्रव्यमान

रसायन विज्ञान में, वे परंपरागत रूप से पूर्ण द्रव्यमान मूल्यों के बजाय सापेक्ष का उपयोग करते हैं। 1961 से, परमाणु द्रव्यमान इकाई (संक्षेप में ए.एम.यू.), जो कार्बन-12 परमाणु के द्रव्यमान का 1/12 है, यानी कार्बन 12 सी का समस्थानिक, 1961 से सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान की एक इकाई के रूप में अपनाया गया है।

सापेक्ष आणविक भारकिसी पदार्थ का (एम आर) पदार्थ की प्राकृतिक समस्थानिक संरचना के एक अणु के औसत द्रव्यमान और कार्बन परमाणु 12 सी के द्रव्यमान के 1/12 के अनुपात के बराबर मूल्य है।

सापेक्ष आणविक द्रव्यमान संख्यात्मक रूप से अणु बनाने वाले सभी परमाणुओं के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के योग के बराबर होता है, और पदार्थ के सूत्र का उपयोग करके आसानी से गणना की जाती है, उदाहरण के लिए, पदार्थ का सूत्र B x D y C z है , तब

एम आर = एक्सए बी + वाईए डी + जेडए सी।

आणविक द्रव्यमान का आयाम a.m.u. होता है। और संख्यात्मक रूप से दाढ़ द्रव्यमान (g/mol) के बराबर है।

गैस कानून

किसी गैस की अवस्था पूरी तरह से उसके तापमान, दबाव, आयतन, द्रव्यमान और दाढ़ द्रव्यमान से निर्धारित होती है। इन मापदंडों को जोड़ने वाले कानून सभी गैसों के लिए बहुत करीब हैं, और बिल्कुल सटीक हैं आदर्श गैस , जिसमें कणों के बीच पूरी तरह से कोई परस्पर क्रिया नहीं होती है, और जिनके कण भौतिक बिंदु होते हैं।

गैसों के बीच प्रतिक्रियाओं का पहला मात्रात्मक अध्ययन फ्रांसीसी वैज्ञानिक गे-लुसाक का था। वह गैसों के थर्मल विस्तार और वॉल्यूमेट्रिक संबंधों के कानून के लेखक हैं। इन नियमों की व्याख्या 1811 में इतालवी भौतिक विज्ञानी ए. अवोगाद्रो द्वारा की गई थी। अवोगाद्रो का नियम - रसायन विज्ञान के महत्वपूर्ण बुनियादी सिद्धांतों में से एक, जो बताता है कि " समान तापमान और दबाव पर ली गई विभिन्न गैसों की समान मात्रा में अणुओं की संख्या समान होती है».

नतीजे अवोगाद्रो के नियम से:

1) अधिकांश सरल परमाणुओं के अणु द्विपरमाणुक (H.) होते हैं 2 , के बारे में 2 वगैरह।);

2) समान परिस्थितियों में विभिन्न गैसों के अणुओं की समान संख्या समान आयतन घेरती है।

3) सामान्य परिस्थितियों में, किसी भी गैस का एक मोल 22.4 dm के बराबर आयतन घेरता है 3 (एल).इस वॉल्यूम को कहा जाता है दाढ़गैस की मात्रा(वी ओ) (सामान्य स्थिति - टी ओ = 0 डिग्री सेल्सियस या

टी ओ = 273 के, पी ओ = 101325 पा = 101.325 केपीए = 760 मिमी। एचजी कला। = 1 एटीएम).

4) किसी भी पदार्थ के एक मोल और किसी भी तत्व के एक परमाणु में, एकत्रीकरण की स्थितियों और अवस्था की परवाह किए बिना, अणुओं की संख्या समान होती है।यह एवोगैड्रो की संख्या (एवोगैड्रो का स्थिरांक) - यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया है कि यह संख्या बराबर है

एन ए = 6,02213∙10 23 (अणु).

इस प्रकार: गैसों के लिए 1 मोल - 22.4 डीएम 3 (एल) – 6.023∙10 23 अणु - एम, जी/मोल ;

पदार्थ के लिए 1 मोल – 6.023∙10 23 अणु - एम, जी/मोल।

अवोगाद्रो के नियम के आधार पर: समान दबाव और समान तापमान पर, गैसों के समान आयतन का द्रव्यमान (एम) उनके दाढ़ द्रव्यमान (एम) के रूप में संबंधित होता है।

एम 1 /एम 2 = एम 1 /एम 2 = डी,

जहाँ D दूसरे के सापेक्ष पहली गैस का सापेक्ष घनत्व है।

के अनुसार आर. बॉयल का कानून - ई. मैरियट स्थिर तापमान पर, गैस के दिए गए द्रव्यमान द्वारा उत्पन्न दबाव गैस की मात्रा के व्युत्क्रमानुपाती होता है

पी ओ /पी 1 = वी 1 /वी ओ या पीवी = स्थिरांक।

इसका मतलब यह है कि जैसे-जैसे दबाव बढ़ता है, गैस का आयतन कम होता जाता है। यह कानून सबसे पहले 1662 में आर. बॉयल द्वारा तैयार किया गया था। चूँकि इसके निर्माण में फ्रांसीसी वैज्ञानिक ई. मैरियट भी शामिल थे, इसलिए इंग्लैंड को छोड़कर अन्य देशों में इस कानून को दोहरे नाम से पुकारा जाता है। यह एक विशेष मामले का प्रतिनिधित्व करता है आदर्श गैस नियम(एक काल्पनिक गैस का वर्णन करना जो आदर्श रूप से गैस व्यवहार के सभी नियमों का पालन करती है)।

द्वारा जे. गे-लुसाक का नियम : स्थिर दबाव पर, गैस का आयतन पूर्ण तापमान (T) के सीधे अनुपात में बदलता है

वी 1 /टी 1 = वी ओ /टी ओ या वी/टी = स्थिरांक।

गैस की मात्रा, दबाव और तापमान के बीच संबंध को बॉयल-मैरियट और गे-लुसाक कानूनों के संयोजन से एक सामान्य समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है ( संयुक्त गैस कानून)

पीवी/टी=पी ओ वी ओ /टी ओ,

जहां P और V किसी दिए गए तापमान T पर गैस का दबाव और आयतन हैं; पी ओ और वी ओ - सामान्य परिस्थितियों में गैस का दबाव और मात्रा (एन.एस.)।

मेंडेलीव-क्लैपेरॉन समीकरण (एक आदर्श गैस की स्थिति का समीकरण) किसी गैस के द्रव्यमान (m, kg), तापमान (T, K), दबाव (P, Pa) और आयतन (V, m 3) और उसके दाढ़ द्रव्यमान के बीच संबंध स्थापित करता है ( एम, किग्रा/मोल)

जहाँ R सार्वभौमिक गैस स्थिरांक के बराबर है 8,314 जे/(मोल के). इसके अलावा, गैस स्थिरांक के दो और मूल्य हैं: पी - एमएमएचजी, वी - सेमी 3 (एमएल), आर = 62400 ;

आर - एटीएम, वी - डीएम 3 (एल), आर = 0,082 .

आंशिक दबाव (अव्य. आंशिक- आंशिक, लेट से। पार्स- भाग) - गैस मिश्रण के एक व्यक्तिगत घटक का दबाव। गैस मिश्रण का कुल दबाव उसके घटकों के आंशिक दबाव का योग है।

किसी तरल में घुली गैस का आंशिक दबाव उस गैस का आंशिक दबाव होता है जो समान तापमान पर तरल के साथ संतुलन की स्थिति में गैस निर्माण चरण में बनेगा। गैस के आंशिक दबाव को गैस अणुओं की थर्मोडायनामिक गतिविधि के रूप में मापा जाता है। गैसें हमेशा उच्च आंशिक दबाव वाले क्षेत्र से कम दबाव वाले क्षेत्र की ओर प्रवाहित होंगी; और अंतर जितना अधिक होगा, प्रवाह उतना ही तेज़ होगा। गैसें अपने आंशिक दबाव के अनुसार घुलती, फैलती और प्रतिक्रिया करती हैं और जरूरी नहीं कि वे गैस मिश्रण में सांद्रता पर निर्भर हों। आंशिक दबावों के योग का नियम 1801 में जे. डाल्टन द्वारा तैयार किया गया था। साथ ही, आणविक गतिज सिद्धांत पर आधारित सही सैद्धांतिक औचित्य, बहुत बाद में बनाया गया था। डाल्टन के नियम - दो भौतिक नियम जो गैसों के मिश्रण के कुल दबाव और घुलनशीलता को निर्धारित करते हैं और 19वीं शताब्दी की शुरुआत में उनके द्वारा तैयार किए गए थे।

व्यावहारिक और सैद्धांतिक रसायन विज्ञान में, दो अवधारणाएँ मौजूद हैं और व्यावहारिक महत्व की हैं: आणविक (इसे अक्सर आणविक भार की अवधारणा से बदल दिया जाता है, जो सही नहीं है) और दाढ़ द्रव्यमान। ये दोनों मात्राएँ किसी सरल या जटिल पदार्थ की संरचना पर निर्भर करती हैं।

कैसे निर्धारित करें या आणविक? ये दोनों भौतिक मात्राएँ प्रत्यक्ष माप द्वारा नहीं (या लगभग नहीं) पाई जा सकती हैं, उदाहरण के लिए, किसी पदार्थ को पैमाने पर तौलकर। इनकी गणना यौगिक के रासायनिक सूत्र और सभी तत्वों के परमाणु द्रव्यमान के आधार पर की जाती है। ये मात्राएँ संख्यात्मक रूप से समान हैं, लेकिन आयाम में भिन्न हैं। परमाणु द्रव्यमान इकाइयों में व्यक्त किया जाता है, जो एक पारंपरिक मात्रा है और इसे नामित किया गया है। ई.एम., साथ ही दूसरा नाम - "डाल्टन"। दाढ़ द्रव्यमान की इकाइयाँ g/mol में व्यक्त की जाती हैं।

सरल पदार्थों के आणविक द्रव्यमान, जिनके अणु एक परमाणु से बने होते हैं, उनके परमाणु द्रव्यमान के बराबर होते हैं, जो मेंडेलीव की आवर्त सारणी में दर्शाए गए हैं। उदाहरण के लिए, इसके लिए:

• सोडियम (Na) - 22.99 a. खाओ।;
• आयरन (Fe) - 55.85 a. खाओ।;
• सल्फर (एस) - 32.064 ए। खाओ।;
• आर्गन (Ar) - 39.948 ए। खाओ।;
• पोटैशियम (K) - 39.102 a. खाओ।

इसके अलावा, सरल पदार्थों के आणविक भार, जिनके अणुओं में एक रासायनिक तत्व के कई परमाणु होते हैं, की गणना अणु में परमाणुओं की संख्या द्वारा तत्व के परमाणु द्रव्यमान के उत्पाद के रूप में की जाती है। उदाहरण के लिए, इसके लिए:

• ऑक्सीजन (O2) - 16. 2 = 32 ए. खाओ।;
• नाइट्रोजन (एन2) - 14.2 = 28 ए. खाओ।;
• क्लोरीन (Cl2) - 35. 2 = 70 ए. खाओ।;
• ओजोन (O3)-16. 3 = 48 ए. खाओ।

आणविक द्रव्यमान की गणना परमाणु द्रव्यमान के उत्पाद और अणु में शामिल प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या को जोड़कर की जाती है। उदाहरण के लिए, इसके लिए:

• (एचसीएल) - 2 + 35 = 37 ए। खाओ।;
• (सीओ) - 12 + 16 = 28 ए. खाओ।;
• कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) - 12 + 16. 2 = 44 ए. खाओ।

लेकिन पदार्थों का दाढ़ द्रव्यमान कैसे ज्ञात करें?

ऐसा करना कठिन नहीं है, क्योंकि यह किसी विशेष पदार्थ की इकाई मात्रा का द्रव्यमान है, जिसे मोल्स में व्यक्त किया जाता है। अर्थात्, यदि प्रत्येक पदार्थ के परिकलित आणविक द्रव्यमान को 1 g/mol के बराबर स्थिर मान से गुणा किया जाए, तो उसका दाढ़ द्रव्यमान प्राप्त होगा। उदाहरण के लिए, आप दाढ़ द्रव्यमान (CO2) कैसे ज्ञात करते हैं? यह (12 + 16.2) का अनुसरण करता है। 1 ग्राम/मोल = 44 ग्राम/मोल, यानी एमसीओ2 = 44 ग्राम/मोल। सरल पदार्थों के लिए, अणु जिनमें तत्व का केवल एक परमाणु होता है, यह सूचक, जी/मोल में व्यक्त किया जाता है, संख्यात्मक रूप से तत्व के परमाणु द्रव्यमान के साथ मेल खाता है। उदाहरण के लिए, सल्फर एमएस = 32.064 ग्राम/मोल के लिए। एक साधारण पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान कैसे ज्ञात करें, जिसके अणु में कई परमाणु होते हैं, ऑक्सीजन के उदाहरण का उपयोग करके विचार किया जा सकता है: MO2 = 16। 2 = 32 ग्राम/मोल।

यहाँ विशिष्ट सरल या जटिल पदार्थों के उदाहरण दिये गये हैं। लेकिन क्या यह संभव है और कई घटकों से बने उत्पाद का दाढ़ द्रव्यमान कैसे ज्ञात किया जाए? आणविक द्रव्यमान की तरह, बहुघटक मिश्रण का दाढ़ द्रव्यमान एक योगात्मक मात्रा है। यह किसी घटक के दाढ़ द्रव्यमान के उत्पाद और मिश्रण में उसके हिस्से का योग है: M = ∑Mi। Xi, यानी औसत आणविक और औसत दाढ़ द्रव्यमान दोनों की गणना की जा सकती है।

हवा के उदाहरण का उपयोग करते हुए, जिसमें लगभग 75.5% नाइट्रोजन, 23.15% ऑक्सीजन, 1.29% आर्गन और 0.046% कार्बन डाइऑक्साइड होता है (शेष अशुद्धियाँ, जो कम मात्रा में होती हैं, को नजरअंदाज किया जा सकता है): मैर = 28। 0.755 + 32. 0.2315 + 40 . 0.129 + 44 . 0.00046 = 29.08424 ग्राम/मोल ≈ 29 ग्राम/मोल।

यदि आवर्त सारणी में इंगित परमाणु द्रव्यमान निर्धारित करने की सटीकता भिन्न है तो किसी पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान कैसे ज्ञात करें? कुछ तत्वों के लिए यह दसवें की सटीकता के साथ इंगित किया जाता है, दूसरों के लिए सौवें की सटीकता के साथ, दूसरों के लिए हजारवें तक, और रेडॉन जैसे तत्वों के लिए - पूरे तक, मैंगनीज के लिए दस-हजारवें तक।

दाढ़ द्रव्यमान की गणना करते समय, दसवें हिस्से से अधिक सटीकता के साथ गणना करने का कोई मतलब नहीं है, क्योंकि उनके पास व्यावहारिक अनुप्रयोग हैं जब रासायनिक पदार्थों या अभिकर्मकों की शुद्धता स्वयं एक बड़ी त्रुटि पेश करेगी। ये सभी गणनाएँ अनुमानित हैं। लेकिन जहां रसायनज्ञों को अधिक सटीकता की आवश्यकता होती है, वहां कुछ प्रक्रियाओं का उपयोग करके उचित सुधार किए जाते हैं: समाधान का अनुमापांक स्थापित किया जाता है, मानक नमूनों का उपयोग करके अंशांकन किया जाता है, आदि।