nekrasovI (1114433), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Квк только его содсржнмое станет прозрачным, замечают поквзэнне термометра. Это н будет темпера. тург плавления исследуемого веществе. 7) Если вещество мело>стойчнво прн нвгреввиин, прямое определение его точки кипения иногда становится невозможным. Между тем зияние этой конствиты желе. тельно для срввиктельной (с лругнмн) характеристики денного веществе. В подобных случэвх определяют дввлеине его пара прн ряде более низких темпервтур (когде вещество еще ие рвэлягвется) и строят соответствующую кривую, е зятем находят точку кйпеиня путем экстрвиоляцин этой кривой к давлению 700 мм рг. сг.
Подобным же образок обычно устэиввливеют точки кипения высококнпящих веществ. Применительно к химическим элемеитвм по денному вопросу имеется специвльнвя моно. грвфия. * 6) Прн контроле чистоты веществ путем определения температуры кипения приходится считаться с возможностью существовэяня азеогропных смесей жидкостей, т. е. смесей, кипящих прн постоянной температуре н беэ изменения своего со. стввв. Нвнболее известным примером является эзеотропнвя смесь спирта с водой (96 вес.% спирте). От чистых жидкостей взеотропиые смеси отлнчвются тем, что с изменением де в лен на меняются не только их темпервтуры кипения, но и с осте в.
9) Квк показывают данные приводившейся в основном тексте твблнцы, нз всех отдельно отмечаемых примесей к серной кислоте ининмвльиое количество допускается для мышьяка (0,000003«й лля химически чистой Н»80»). Если вырвзпть это количество числом частиц, то окажется, что оно отвечает содержэиню одного зтомв Аз ив квждые 26 милл ионов молекул Н»$0». Вместе с тем каждый кубический миллиметр твкой кислоты содержит 440 милл ив р дон атомов Аэ. Это наглядно демонстрирует, несколько еще далеко «хнмнчесии чистое» вещество от абсолютной чистоты. 10) Запросы ряде отраслей новой техники (полупроводники, втоыивя энергетнкз и лр.) потребоввли получения некоторых элементов и соединений в гораздо более свободном от примесей состоянии, чем то достнгвлось ренее. Твквя г л у б о к в я очистке требует рвзрвботки ие только особых приемов н условий ее провелення.
но и особых методов контроле чистоты. Послелияя кесто суммерио характеризуется «числом девяток» процентного содержвиия очищвемого веществе. Если ренее «трн девятки» (99,9тс) во многих случаях счнтвлнсь уже хорошим поквзвтелем чистоты, то в нестоящее время отдельные веществе могут быть доведены до чистоты в «десять левяток» (т. е. 9999999999%) я даже более. Свойстве тщвтельио очищенных веществ ниогдв резко отличаются от обычных для инх. Например, очень чистый цинк практически не рэстворяется в кислотвх (тоже очень чистых), е очень чистый хром теряет хврвктеркую для него в обычном состоя. инн ясключнтельяую твердость н сгвновится плвстнчиым. Изучение свойств свчым тщательным образом очкщеииых веществ имеет поэтому приицяпнельиое значение лля химим.
По чистым веществам имеется мокогрвфия." » Н ° с и с я я о э Ао. Н. Дссасввс пера хинячсскях алеисстоа. М.. Нал.аа АН СССР. !Эз!. ЗЗВ с, »' Фи о к слоится е Д. Н. Чистое эежсстао, М., «Науке», !ЕЕЗ. !Ш с, Основные представления о внутреннем строении вещества й 1. Реальность атомов и молекул. Отношение каждого исследователя к изучению природы определяется тем философским направлением, которым он сознательно или бессознательно руководствуется. «Какую бы позу нн принимали естествоиспытатели, над ними властвует философия» (Э н г ел ьс).
Вместе со сменой господствующих в умах ученых философских систем меняетси и толкование опытных данных и само направление развития науки. Охватившее науку в конце Х!Х и начале ХХ века идеалистическое поветрие не оставило в стороне и химию; на нее начинают влиять идеи «энергетической» философии, глашатаем которой становится один из видных химиков того времени — Вильгельм Оствальд, В основу миропонимания им кладется абстрактное понятие энергии, ае связаннойсматерией. Сама материя трактуется не как «объективная реальность, существу|ощая независимо от человеческого сознания и отображаемая им» (Л е н и н), а лишь как п о н я т и е о пространственном сосуществовании массы и веса, к о э'ф ф и ц и е н т в уравнениях, отображающих процессы природы.
В связи с этим химические элементы понимаются не как определенные вещества, а как 'различные формы химической энергии. Очевидно, что представление о реальном существовании атомов и молекул не тольио чуждо духу «энергетической» философии, по и противоречит ее основным установкам.
Этн таинственные частицы, которые нельзя поодиночке увидеть, измерить и взвесить, объявляются продуктом неразвитого воображения прежних естествоиспытателей, вера в них — столь же наивной, как вера в ведьм н колдунов. Хотя идеи Оствальда затронули довольно многих ученых того времени, однако далеко не все соглашались с принципиальной недоказуемостью существования простейших частиц вещества. Одним из таких ученых был Перрен, которому в основном и принадлежит заслуга непосредственного экспериментального подтверждения реальности атомов и молекул. Путь к его работам (! 90В г ) открывала к и н е т и ч е с к а я т е ория газов, основные представления которой разрабатывались еще М.
В. Ломоносовым. Согласно этой теории лишь очень небольшая (при обычных условиях примерно одна десятитысячная) доля всего объема газа занята самими молекулами, которые находятся в состоянии непрерывного беспорядочного движения. Каждая молекула ежесекундно несколько миллиардов раз сталкивается с другими, поэтому средняя длина ее свободного пробега измеряется лишь десятками миллимнкронов. На рис, П1-! (в сильно увеличенном виде) показан примерный путь молекулы газа по представлениям кинетической теории. ' з 64 1И. Основные иредставвении о внутреннем строении вегкества Ударяясь о ту или иную преграду, молекулы производят на нее давление, которое, таким образом, является суммарным результатом толчков молекул.
Очевидно, что оказываемое давление будет тем значительнее, чем больше толчков за единицу времени и чем сильнее каждый из них. Одним из важнейшик выводов кинетической теории было то, что при данной температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул не зависит от их природы; иначе говоря, с изменением массы молекул скорости нх изменяются так, что средняя кинетическая энергия остается постоянной. Поэтому давление должно зависеть только от числа молекул (в единице объ. ема). В воздухе у земной поверхности площадь размером в 1 с.ка испытывает !О" ударов молекул за секунду. Но, как известно, по мере настины газа.
удаления от поверхности земли давление воз. духа уменьшается. Отсюда вытекает, что чем выше находится данный слой газа, тем меньше в нем концентрация молекул. Кинетическая теория дает возможность рассчитать изменение концентрации с высотой для частиц любой массы. Очевидно, что если бы удалось доказать правильность расчетов кинетической теории при опытах с учетом поведения к а ж д о й о тдел ь и ой частицы, то тем самым были бы подтверждены молекулярно-атомистические представления.
Но из-за ничтожных размеров молекул в этом-то именно и заключалось затруднение. Перрен устранил это затруднение, воспользовавшись более крупными частицами. В результате долгой коопотливой работы ему удалось наладить получение из некоторых смолистых веществ шариков приблизительно одинакового радиуса — порядка десятых долей микрона.
Такие частицы хорошо видны под микроскопом. Зная их радиус и плотность примененного для изготовления вещества, легко вычислить массу каждого шарика. Будучи разболтаны с водой (или другой жидкостью) в маленькой стеклянной камере, онн первоначально заполняют весь ее объем равномерно, но затем, после отстаивания, устанавливается определенное распределение частиц по высоте (рис. 1П-2). Производя прн помощи микроскопа (М) подсчет числа частиц в единице объема на разных высо- иа опыта пертах, можно проверить, совпадают лн результаты с требо- рена. ваниями кинетической теории.
а Совпадение результатов Перреяа с требованиями кинетической тео. рии как при распределении частиц по высоте, так и при проверке друг гнх вытекающих из этой теории следствий получилось блестящее. После этого стало уже невозможно возражать против реальности молекул. Лаже Оствальд вынужден был признать, что «атомистическая гипотеза. поднята на уровень научно обоснованной теорина. Таким образом, приблизительно с 1910 г. молекулярно-атомистнческие представления вновь стали общепринятыми. Еще значительно раньше, во второй половине Х1Х века, были сделаны первые попытки подойти к вопросу об абсолютной массе и размерах атомов и молекул.
Хотя взвесить отдельную молекулу явно невозможно, однако теория открывала другой путь: надо было как-то б 1, Ргалысость атомов в молекдл определить число молекул в грамм-молекуле (или атомов в грамм- атоме) — так называемое число Авогадро (А/). Непосредственно сосчитать молекулы так же невозможно, как и взвесить их, но число Авогадро входит во многие уравнения различных отделов физики, н его можно, исходя нз этих уравнений, вычислить, Очевидно, что если результаты таких вычислений, произведенных несколькими независимыми путями, совпадают, то это может служить доказательством правильности найденной величины.
Результаты первых определений числа А вогедро н.се-»4 кла " Лтттад Метад 6,04 6,06 Редноектнвные явления .. Структура спектральных линий Строение крнстяллое Поверхностное натяжение растворов Голубой цвет неба Теория излучения Респределеиие частиц по высоте Электрические заряды чз- стиц 6,06 6,00 6,02 Лополненил 1) Кинетические предстявлеиия М.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
