Як визначають атомну масу хімічних елементів acsavto
Як визначають атомну масу хімічних елементів?
Сьогодні найчастіше визначають атомну масу хімічних елементів за допомогою мас-спектрометра.
Але за часів, коли ще не було мас-спектрометрів, використовували різні методи. Ось один з таких методів.
Спершу речовина переводять у газоподібний або пароподібний стан і вимірюють щільність отриманого газу. Після цього обчислюють молярну масу речовини. Знаючи молярну масу, за хімічною формулою речовини обчислюють значення маси атомів елементів з яких складається речовина. Цей метод отримав назву методу Канниццаро.
Для визначення атомних мас нелетких сполук використовували закон Дюлонга і Пті. У цьому методі шукали теплоємність грам-атома елемента в твердому стані. Далі розраховували атомну масу хімічного елементу.
Згодом з'явилися й інші, більш досконалі і точні методи.
Історично спочатку був відкритий закон Дальтона (закон кратних відносин) - що елементи вступають в реакції завжди в строго определнном ваговому співвідношенні. Це дозволило скласти таблицю відносних атомних мас. Було знайдено, що найменша атомна маса - у водню, а маси всіх інших кратні їй, тому маси атомів всіх інших елементів стали висловлювати через масу атома водню. Собсно, саме це твердження і становить суть згаданого методу Конніцаро.
Але це ще ніяк не говорило про те, чому ж дорівнює маса атома водню "в грамах". Тобто не існувало абсолютної одиниці атомної маси.
Спосіб до визначення цієї одиниці з'явився з відкриттям закону Авогадро (це відбулося незабаром після відкриття Дальтона): в рівних обсягами різних газів, узятих при однакових температурі і тиску, міститься одне і те ж число молекул. Незабаром цей закон був поширений і на інші речовини. Так з'явилося поняття благаючи і молярної маси, тому вс, що залишилося, - це визначити точне значення числа Авогадро (суща дрібниця ...).
Шлях до чисельного визначення яісла Авогадро, а значить, і до визначення "істинної маси" атома, відкрив закон Фарадея для електролізу: на виділення 1 благаючи речовини при електролізі потрібно заряд, пропорційний "постійної Фарадея" (коефіцієнт пропорційності - валентність елемента, що виділяється під час електролізу ). Як тільки в кінці 19 століття Міллікену вдалося безпосередньо виміряти заряд електрона, за величиною цього заряду і за значенням постійної Фарадея вдалося обчислити значення числа Авогадро, а значить - обчислити і "атомну одиницю маси", масу одного атома водню (зараз у 1 а.е .м дещо інше визначення, але воно пов'язане суто з методологією вимірювання, що забезпечує максимальну точність і відтворюваність, а не з природою оной маси).
Справедливості заради варто відзначити, що ещ до визначення заряду електрона значення числа Авогадро визначив австрійський фізик Й. Лошмідт ( "число Лошмідта" іноді використовується і до цього дня). Він, на основі газокінетичний теорії газів, зумів визначити число молекул газу в 1 см, звідки враз обчислюється число Авогадро. Але визначення через заряд електрона і постійну Фарадея виявилося більш точним.
А мас-спектрометри - це вже зовсім інша історія ...