Поговорим о концепции, которая в начале, вероятно, смущает
изучающих химию более всего.
С другой стороны, это одно из самых простых понятий.
И это идея о "моль", которая в химии
отличается от знания о насекомых
которые едят ваши шубы в шкафу.
Моль в химии - это просто число.
Это просто число, которое равно 6,02
умножить на 10 в 23.
То есть это очень большое число.
И его также называют числом Авогадро.
Может быть, я сделаю видео об Авогадро.
Число Авогадро.
Но это все, что вам нужно знать.
Моль - это просто число.
Есть более византийское
определение для моль.
На самом деле это не ... -- позвольте мне скопировать
и вставить определение из Википедии.
Вот определение из Википедии для моль.
И, надеюсь, в конце этого видео вы увидите, что
они эквивалентны.
Если вы только столкнулись с этой концепцией,
это не самое простое определение.
Они пишут: "моль - это количество
вещества системы, содержащей столько же структурных элементов,
сколько содержится атомов в углероде-12 массой 12 грамм".
Я только что сказал вам, что моль равен 6,02 на 10 в 23.
Так что если просто взять последнюю часть
"атомов в углероде-12 массой 12 грамм".
Это означает, что есть 1 моль углерода-12 -- позвольте мне
записать это вот так -- углерод-12.
1 моль атомов углерода-12 содержится в 12 граммах углерода.
И вот почему моль полезен.
Я мог бы вместо "1 моль", я мог
написать, что есть 6,02 на 10 в 23 атомов углерода,
атомов углерода-12 в 12 граммах углерода.
Как это понять?
Или что еще это значит?
Мы добавили "в углероде". И они сказали, что это
количество вещества любых молекул, если переводить
между атомными единицами массы и граммами.
Все это я считаю очень запутанным.
Как применять это в других случаях?
Первое, что нужно понять: моль - это просто способ
перевода между граммами и атомными единицами массы.
Что такое один атом углерода-12?
Какое у него массовое число?
Оно равно 12.
Вот почему он называется углерод-12, а не углерод-14.
Его масса равна 12 атомных единиц массы.
То есть, если у вас есть что-то, что имеет массу 12 а.е.м.
и вы возьмёте 1 моль этого, 6,02 на 10 в 23 штук,
все эти атомы вместе
будет иметь массу 12 грамм.
Так что, если подумать, 1 грамм равен
1 моль атомных единиц массы.
Я буду писать а.е.м.
Или вы можете написать 1 грамм равен 6,02 на 10 в 23
атомных единиц массы.
И причина, почему это полезно -- и это отчасти
просматривается в определении из Википедии -- это помогает
нам перейти от атомного мира, где мы имеем дело
с атомными единицами массы, и мы имеем дело с "о, у нас есть
лишний нейтрон, поэтому добавим единицу к нашей атомной массе"
перейти от атомного мира к нашему повседневному миру,
где мы имеем дело с граммами.
И в целом, грамм по-прежнему
довольно небольшое количество массы.
Это 1/1000 килограмма.
Килограмм - это около 2 фунтов.
Так что это где-то 1/500 фунта.
Это не так много.
Получается куча атомов в очень небольшом количестве.
В 1 грамме углерода, или, по крайней мере, в 12 граммах углерода, находится
громадное количество атомов. 6,02 на 10 в 23 штук.
Я, вероятно, должен был
рассказать об этом в атоме.
Это огромное количество.
Может быть, чтобы визуализировать его, вы можете подумать о
диаметре волоса. Если это волос, и это
диаметр волоса, то вот здесь 1 миллион атомов углерода.
1 миллион атомов углерода в ширину.
Или, если вы возьмете яблоко, и вы попытаетесь
выяснить, какая часть... Если вы попытаетесь сделать один из
атомов яблока -- и очевидно, что яблоко имеет
кучу разных типов атомов -- но если вы возьмете
один из атомов и сделаете его размером с яблоко,
то само яблоко станет размером с Землю.
То есть один атом яблока относится к яблоку
как само яблоко к Земле.
Итак, очевидно, что нам трудно даже представить
вещи такого размера.
Предположим, что у вас есть 1 грамм
1 грамм водорода.
Если у вас есть 1 грамм водорода, это означает,
что у вас есть 1 моль водорода.
Почему я это знаю?
Потому что атомная масса водорода составляет 1 а.е.м.
В целом, если вы возьмете любой элемент, то какой будет масса 1 моль?
Позвольте мне выбрать.
1 моль алюминия.
Если я возьму 6,02 на 10 в 23 атомов алюминия
какой будет масса этого количества?
Итак, каждый из них имеет массовое число 13,
13 а.е.м. (!ОШИБКА! Не 13, а 27!).
умножить на 6.02... на самом деле,
я не буду писать это.
Это может сбить вас с толку.
Самый простой способ думать об этом, если у вас есть моль атомов,
вы берете их массу -- а я брал его атомный номер,
что неправильно -- вы берете их массовое число.
В этом случае скажем, что оно равно 27.
То есть, мы имеем дело с алюминием-27.
Вы берете его массовое число, и если у вас есть 1 моль его,
то масса 1 моль будет равна 27 граммов.
В буквальном смысле, когда у вас есть один моль атомов
получается прямая трансляция между его массовым числом и граммами.
1 моль железа, скажем, железа-56. Очевидно существует много
изотопов железа. Предположим, мы имеем дело с железом-56.
Давайте скажем, что мы
имеем дело с изотопом железа, который имеет
массовое число 56.
Если у меня есть 1 моль этого, 1 моль таких атомов
будет иметь массу, и это несложная математика,
56 граммов. И если подумать, сколько здесь
будет атомных единиц массы?
56 атомных единиц массы в каждом атоме.
И у вас есть моль таких атомов. Получается 6,02 на 10 в 23
умножить на 56 атомных единиц массы.
И затем вы делите на число атомных
единиц массы в одном грамме.
И вы получите 56 граммов.
Но простой способ - просто брать
массовое число, каким бы оно не было.
Если у вас есть кремний, если у вас есть моль кремния,
моль кремния будет иметь массу -- Я не буду говорить "вес"
потому что это должно применимо на любой планете -- 28 граммов.
А как насчет 2 молей кремния?
Я напишу его массовое число.
Скажем, кремний имеет массовое число 28.
Два моля кремния.
1 моль будет иметь массу 28 грамм, поэтому 2 моля
будут иметь массу 56 грамм.
Скажем, у меня есть 4 моля кислорода, который
имеет массовое число 16.
Какова будет их масса?
Это огромное количество атомов кислорода.
Какова будет их масса?
Она будет равна 4 умножить на... 1 моль кислорода будет иметь
массу 16 граммов. Значит 4 моль будут иметь массу 64 грамма.
Это сбивает с толку, потому что мы не привыкли к использованию слова
"моль", как число, но все же это число.
И оно позволяет нам
переводить между этими атомными единицами массы и граммами.
Вы скажете, как взять такое количество грамм?
Мы должны взять 6,02 на 10 в 23 атомов углерода
чтобы получить общую массу в 12 грамм.
Вот и все, что моль означает.
Это просто число.
И я призываю вас побольше поиграть с тем,
о чем мы сейчас говорили.
Супер важно иметь интуитивное понимание моль.
Иначе вы будете путаться в дальнейшем, когда мы
начнем разбирать энергию, и сколько ее требуется
в килоджоулях на моль, и какова энергия такой реакции,
и иные похожие вещи.
Так что действительно убедитесь, что вы переварили это.
Пишите, если остались вопросы. Я, может быть, сделаю
еще одно видео об этом, потому что это очень важно.