ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение атомных масс элементов из "Неорганическая химия" Атомная масса очень важная количественная характеристика химического элемента, поэтому ее определению всегда придавалось большое значение. Впервые такие определения осуществил Дальтон,, с именем которого связано введение в химию самого понятия об атомной массе. Под атомной массой он разумел число, показывающее, во сколько раз атом данного элемента тяжелее атома водорода, принятого им за единицу. В основу своих определений Дальтон положил данные количественного анализа водородных соединений элементов. По его мысли, атомные массы элементов, входящих в состав данного соединения, должны относиться друг к другу так же, как относятся между собою их весовые количества. Поясним это конкретным примером. По данным того времени, количественный состав воды выражался следующими показателями— кислорода 85%, водорода 15%, следовательно, отношение между атомными массами кислорода и водорода будет равно 85 15. Приняв атомную массу водорода за единицу, Дальтон пришел к выводу, что атомная масса кислорода равна 5,66. Большое расхождение результатов, полученных Дальтоном, с современной атомной массой кислорода (16) объясняется двумя причинами. Во-первых, процентное содержание воды, которым пользовался Дальтон, было неточным. Во-вторых, не имея возможности точно определить число атомов водорода и кислорода в частице воды, он предположил наиболее простое сочетание их — один атом водорода и один атом кислорода, т. е. состав воды он выражал формулой НО. Если бы Дальтон имел в своем распоряжении более точные данные о процентном содержании воды — кислорода 88,9% и водорода 11,1%, а состав воды выражался формулой НгО, то и он бы получил данные, совпадающие с современными, т. е. атомная масса кислорода была бы равна 16. [c.29] Так как молекулы изоморфных веществ содержат одинаковое число атомов, то, основываясь на изоморфизме, можно установить формулу соединения, а пользуясь последней, вычислить атомную массу того или другого элемента. Так, Митчерлих правильно вычислил атомную массу селена по составу селената калия, приписав последнему формулу Кз5е04, основываясь на формуле изоморфного ему сульфата калия К2304. [c.30] Постоянная 6,2 — это количество тепла, необходимое для нагревания 1 г-атом простого вещества на 1 ° С, получила название атомной теплоемкости. [c.30] В 50-х годах XIX в. правило Дюлонга и Пти было применено для определения атомных масс элементов, не образующих летучих соединений, например металлов. [c.30] Определив опытным путем величину удельной теплоемкости простого вещества, можно вычислить атомную массу соответствующего ему элемента. Атомная масса, вычисленная этим методом будет приближенной (так как правило Дюлонга и Пти не является точным , ее уточняют с помощью эквивалента элемента, определенного на основании химического анализа соединений данного элемента с водородом или кислородом. [c.30] Натрий Магний Сера. . Кальций Железо Медь. Цинк. Серебро Олово. Золото. Ртуть. Свинец. [c.31] Зная молекулярную массу простого газа и зная число атомов, содержащихся в молекуле его, легко вычислить атомную массу элемента делением молекулярной массы на число атомов. Число же атомов в молекуле простого газа может быть установлено по объемным соотношениям при газовых реакциях (закон Гей-Люссака). Так было найдено, что молекулы водорода, кислорода, азота, хлора состоят из двух атомов — Нг, Оз, N2, СЬ, и, следовательно, атомная масса их равна половине молекулярной. [c.31] Таким образом, было установлено, что молекулы инертных элементов—гелия, неона, аргона, криптона, ксенона и радона состоят из одного атома, следовательно, атомная масса каждого элемента равна молекулярной. [c.31] Метод Канниццаро. На законе Авогадро основан и другой, более общий метод определения атомных масс элементов, предложенный Канниццаро в 1858 г. По этому методу вначале опытным путем определяют плотность в газообразном или парообразном состоянии возможно большего числа соединений данного элемента. Затем по найденной плотности вычисляют молекулярную массу взятых соединений. Химическим анализом определяют процентное содержание данного элемента в этих соединениях и вычисляют весовое количество данного элемента, приходящееся на одну грамм-молекулу каждого из взятых соединений. Наименьшее из полученных чисел принимают за искомую атомную массу. В табл. 4 приведены данные, иллюстрирующие определение атомной массы углерода по методу Канниццаро. [c.32] Этиловый спирт Диэтиловый эфир Нафталин. .. [c.32] Два последних метода определения атомных масс элементов основаны на предварительном установлении молекулярных масс веществ, содержащих данный элемент. [c.32] При невозможности непосредственного определения молекулярной массы вещества атомную массу элемента можно вычислить путем умножения установленного химическим анализом эквивалента элемента на его валентность. [c.32] Атомная масса элемента может быть вычислена, исходя из положения элемента в периодической системе Менделеева, как среднее арифметическое из атомных масс элементов, окружающих данный элемент. Таким путем Менделеевым были исправлены атомные массы ряда элементов. [c.32] Наиболее точным из современных методов определения атомных масс элементов является физический, основанный на применении масс-спектрографа — прибора, созданного английским ученым Ф. Астоном в 1919 г. и значительно усовершенствованного в последнее время. [c.32] Экспериментально эквивалент определяют на основе химического анализа различных соединений. Вычислить же эквивалент можно исходя из формулы того или иного соединения. Для этого надо разделить значение атомной массы элемента на его валентность в данном соединении. Так, например, эквивалент серы в сероводороде Нг5 равен 32 2=16, эквивалент хлора в бертолетовой соли КСЮ, равен 35,5 5=7,1. [c.33] Так как эквивалент элемента равен атомной массе, деленной на его валентность, то величина эквивалента будет постоянной только у элементов с постоянной валентностью (например, у водорода, кислорода, натрия, калия, кальция, бора, алюминия). Эквивалент же элементов, обладающих переменной валентностью, будет иметь различные значения в зависимости от валентности. Примером такого элемента может служить азот (табл. 5). [c.33] Эквивалент окисла равен отношению молекулярной массы окисла к валентности кислорода, умноженной на число его атомов. Тот же результат будет получен, если молекулярную массу окисла поделить на суммарную валентность атомов второго элемента. Например, эквивалент окиси железа РвгОз равен одной шестой его молекулярной массы, т. е. 159,7 6=26,61. [c.33] Эквивалент основания равен молекулярной массе основания, деленной на число его гидроксильных групп, или, что то же самое, на валентность металла. Например, эквивалент едкого натра NaOH равен 40 1=40, гидроокиси кальция Са(ОН)г равен 74 2=37. [c.33] Эквивалент кислоты равен ее молекулярной массе, деленной на основность кислоты, т. е. на число атомов водорода, содержащихся в молекуле кислоты и способных замещаться на металл. Например, эквиваленты соляной НС1, серной HjS04, фосфорной Н,Р04 кислот равны соответственно 36,5 1=36,5 98 2=49 98 3=32,6. [c.33] Вернуться к основной статье