Концентрація частинок - це величина, що показує, скільки частинок речовини знаходиться в якому-небудь обсязі. Вона обчислюється за формулою: c = N/V, її розмірність 1/м ^ 3. Часто виникає необхідність визначити концентрацію молекул, причому досліджувана речовина може бути в будь-якому агрегатному стані: твердому, рідкому або газоподібному.
Інструкція
1. Уявіть, що допитливий цар Гієрон дав своєму придворному математику ще одну корону, наказавши: "Ось вона-то точно з чистого золота. Определі, Архімед, яка концентрація молекул в ній ". Геніального вченого таке завдання поставило б у глухий кут. Ну, а ви вирішите її дуже швидко. Припустимо, корона важила б рівно 1,93 кілограма, займаючи при цьому об 'єм в 100 см ^ 3.
2. Перш за все знайдіть, скільки молей золота міститься в такій кількості речовини. За допомогою таблиці Менделєєва ви дізнаєтеся молекулярну масу золота: 197 о.є.м. (атомних одиниць маси). А маса одного моля будь-якої речовини (в грамах) чисельно дорівнює його молекулярній масі. Отже, один моль золота важить 197 грамів. Розділивши фактичну масу корони на молярну масу золота, ви отримаєте: 1930/197 = 9,79. Або, заокруглено, 9,8 молей золота.
3. Помножте кількість молей на універсальне число Авогадро, що показує, скільки елементарних частинок міститься в молі будь-якої речовини. 9,8*6,022*10^23 = 5,9*10^24. Ось скільки молекул золота приблизно міститься в короні.
4. Ну, а тепер знайти концентрацію молекул простіше простого. 100 кубічних сантиметрів - це 0,0001 м ^ 3. Розділимо: 5,9*10^24/0,0001 = 5,9*10^28. Концентрація молекул золота дорівнює 5,9 * 10 ст.128/м3.
5. Тепер припустимо, що вам задана така задача: при тиску Р, середня квадратична швидкість молекул вуглекислого газу дорівнює V. Потрібно визначити концентрацію його молекул. І тут немає нічого складного. Існує так зване основне рівняння кінетичної теорії ідеального газу: Р = V ^ 2m0C/3, де C - концентрація молекул газу, а m0 - маса однієї його молекули. Відтак, шукана концентрація С знаходиться так: З = 3P/m0V ^ 2.
6. Єдина невідома величина - m0. Її можна дізнатися в довіднику з хімії або фізики. Можна також обчислити за формулою: m0 = M/Na, де М - молярна маса вуглекислого газу (44 грам/моль), а Na - число Авогадро (6,022х1023). Підставивши всі величини у формулу, вирахуйте шукану концентрацію С.
7. Змініть умову завдання. Припустимо, вам відомі тільки температура Т і тиск Р вуглекислого газу. Як за цими даними знайти концентрацію його молекул? Тиск і температура газу пов 'язані формулою: P = CkT, де С - концентрація молекул газу, а К - постійна Больцмана, рівна 1,38 * 10 ^ -23. Тобто С = P/kT. Підставивши у формулу відомі величини, ви вирахуєте концентрацію С.