व्याख्या

लोखंडआवर्त सारणीचा सव्वीसावा घटक आहे. पदनाम - लॅटिन "फेरम" मधून फे. चौथ्या कालावधीत स्थित, VIIIB गट. धातूंचा संदर्भ देते. आण्विक शुल्क 26 आहे.

अ‍ॅल्युमिनिअम नंतर लोखंड हा जगातील सर्वात सामान्य धातू आहे: तो पृथ्वीच्या कवचाच्या 4% (वस्तुमान) बनवतो. लोह विविध संयुगेच्या स्वरूपात आढळते: ऑक्साइड, सल्फाइड, सिलिकेट. मुक्त अवस्थेत लोह फक्त उल्कापात आढळतो.

लोहाच्या सर्वात महत्त्वाच्या धातूंमध्ये चुंबकीय लोह धातू Fe 3 O 4 , लाल लोह धातू Fe 2 O 3 , तपकिरी लोह धातू 2Fe 2 O 3 × 3H 2 O आणि स्पार लोह धातू FeCO 3 यांचा समावेश होतो.

लोह हा चांदीसारखा (चित्र 1) लवचिक धातू आहे. हे फोर्जिंग, रोलिंग आणि इतर प्रकारच्या मशीनिंगसाठी चांगले उधार देते. लोहाचे यांत्रिक गुणधर्म त्याच्या शुद्धतेवर - त्यातील इतर घटकांच्या अगदी कमी प्रमाणात सामग्रीवर अवलंबून असतात.

तांदूळ. 1. लोह. देखावा.

लोहाचे अणु आणि आण्विक वजन

पदार्थाचे सापेक्ष आण्विक वजन(M r) ही संख्या दर्शविते की दिलेल्या रेणूचे वस्तुमान कार्बन अणूच्या वस्तुमानाच्या 1/12 पेक्षा किती पट जास्त आहे आणि घटकाचे सापेक्ष अणू वस्तुमान(A r) - रासायनिक घटकाच्या अणूंचे सरासरी वस्तुमान कार्बन अणूच्या वस्तुमानाच्या 1/12 पेक्षा किती पट जास्त आहे.

मुक्त अवस्थेत लोह मोनॅटॉमिक फे रेणूंच्या रूपात अस्तित्वात असल्याने, त्याच्या अणू आणि आण्विक वस्तुमानांची मूल्ये समान आहेत. ते 55.847 च्या बरोबरीचे आहेत.

लोहाचे ऍलोट्रॉपी आणि ऍलोट्रॉपिक बदल

लोह दोन स्फटिकासारखे बदल बनवते: α-लोह आणि γ-लोह. त्यापैकी पहिल्यामध्ये क्यूबिक बॉडी-केंद्रित जाळी आहे, दुसरी - क्यूबिक चेहरा-केंद्रित. α-लोह दोन तापमान श्रेणींमध्ये थर्मोडायनामिकली स्थिर आहे: 912 o C च्या खाली आणि 1394 o C पासून वितळण्याच्या बिंदूपर्यंत. लोहाचा वितळण्याचा बिंदू 1539 ± 5 o C आहे. 912 o C आणि 1394 o C दरम्यान, γ-लोह स्थिर आहे.

α- आणि γ-लोहाच्या स्थिरतेच्या तापमान श्रेणी तापमानातील बदलासह दोन्ही बदलांच्या गिब्स उर्जेतील बदलाच्या स्वरूपामुळे आहेत. 912 o C पेक्षा कमी आणि 1394 o C पेक्षा जास्त तापमानात, α-लोहाची गिब्स ऊर्जा γ-लोहाच्या गिब्स ऊर्जेपेक्षा कमी असते आणि 912 - 1394 o C - अधिक असते.

लोखंडाचे समस्थानिक

हे ज्ञात आहे की निसर्गात लोह चार स्थिर समस्थानिक 54Fe, 56Fe, 57Fe आणि 57Fe स्वरूपात येऊ शकते. त्यांची वस्तुमान संख्या अनुक्रमे ५४, ५६, ५७ आणि ५८ आहे. लोखंडी समस्थानिक 54 Fe च्या अणूच्या केंद्रकात सव्वीस प्रोटॉन आणि अठ्ठावीस न्यूट्रॉन असतात आणि बाकीचे समस्थानिक केवळ न्यूट्रॉनच्या संख्येत वेगळे असतात.

45 ते 72 पर्यंत वस्तुमान असलेल्या लोहाचे कृत्रिम समस्थानिक, तसेच केंद्रकांच्या 6 आयसोमेरिक अवस्था आहेत. वरील समस्थानिकांमध्ये सर्वात जास्त काळ टिकणारे 60 Fe हे 2.6 दशलक्ष वर्षे अर्धायुष्य आहे.

लोह आयन

कक्षांवर लोह इलेक्ट्रॉनचे वितरण दर्शविणारे इलेक्ट्रॉनिक सूत्र खालीलप्रमाणे आहे:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 .

रासायनिक परस्परसंवादाच्या परिणामी, लोह त्याचे व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन सोडते, म्हणजे. त्यांचा दाता आहे आणि सकारात्मक चार्ज केलेल्या आयनमध्ये बदलतो:

Fe 0 -2e → Fe 2+;

Fe 0 -3e → Fe 3+.

लोहाचे रेणू आणि अणू

मुक्त अवस्थेत, लोह मोनॅटॉमिक फे रेणूंच्या रूपात अस्तित्वात आहे. येथे काही गुणधर्म आहेत जे लोहाचे अणू आणि रेणू दर्शवतात:

लोह मिश्र धातु

19 व्या शतकापर्यंत, लोह मिश्र धातु मुख्यतः कार्बनसह त्यांच्या मिश्र धातुंसाठी ओळखले जात होते, ज्यांना स्टील आणि कास्ट आयर्न ही नावे मिळाली. तथापि, भविष्यात, क्रोमियम, निकेल आणि इतर घटक असलेले नवीन लोह-आधारित मिश्रधातू तयार केले गेले. सध्या, लोह मिश्र धातु कार्बन स्टील्स, कास्ट इस्त्री, मिश्रधातू स्टील्स आणि विशेष गुणधर्मांसह स्टील्समध्ये विभागले गेले आहेत.

तंत्रज्ञानामध्ये, लोह मिश्रधातूंना सामान्यतः फेरस धातू म्हणतात, आणि त्यांच्या उत्पादनास फेरस धातूशास्त्र म्हणतात.

समस्या सोडवण्याची उदाहरणे

व्यायाम करा	पदार्थाची मूलभूत रचना खालीलप्रमाणे आहे: लोह घटकाचा वस्तुमान अंश 0.7241 (किंवा 72.41%), ऑक्सिजनचा वस्तुमान अंश 0.2759 (किंवा 27.59%) आहे. रासायनिक सूत्र काढा.
निर्णय	HX रचनेच्या रेणूमधील X घटकाचा वस्तुमान अंश खालील सूत्राने मोजला जातो: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. रेणूतील लोह अणूंची संख्या "x", ऑक्सिजन अणूंची संख्या "y" म्हणून दर्शवू. आपण लोह आणि ऑक्सिजनच्या घटकांचे संबंधित सापेक्ष अणू वस्तुमान शोधू या (डी.आय. मेंडेलीव्हच्या नियतकालिक सारणीतून घेतलेल्या सापेक्ष अणू वस्तुमानांची मूल्ये पूर्णांकांमध्ये पूर्ण होतील). Ar(Fe) = 56; Ar(O) = 16. आपण घटकांची टक्केवारी संबंधित सापेक्ष अणू वस्तुमानाने विभाजित करतो. अशा प्रकारे, आपण कंपाऊंडच्या रेणूमधील अणूंच्या संख्येतील संबंध शोधू: x:y= ω(Fe)/Ar(Fe): ω(O)/Ar(O); x:y = 72.41/56: 27.59/16; x:y = 1.29: 1.84. चला सर्वात लहान संख्या एक म्हणून घेऊ (म्हणजे सर्व संख्यांना सर्वात लहान संख्या 1.29 ने विभाजित करा): 1,29/1,29: 1,84/1,29; म्हणून, ऑक्सिजनसह लोहाच्या संयोजनासाठी सर्वात सोपा सूत्र Fe 2 O 3 आहे.
उत्तर द्या	Fe2O3

लोहाचे भौतिक गुणधर्म त्याच्या शुद्धतेच्या डिग्रीवर अवलंबून असतात. शुद्ध लोह हा बऱ्यापैकी नम्र चांदीसारखा पांढरा धातू आहे. लोहाची घनता 7.87 g/cm 3 आहे. वितळण्याचा बिंदू 1539 ° C आहे. इतर अनेक धातूंच्या विपरीत, लोह चुंबकीय गुणधर्म प्रदर्शित करते.

शुद्ध लोह हवेत बऱ्यापैकी स्थिर असते. सराव मध्ये, अशुद्धी असलेले लोह वापरले जाते. गरम केल्यावर, लोह अनेक गैर-धातूंच्या विरूद्ध सक्रिय असते. ऑक्सिजन आणि सल्फर: विशिष्ट नॉन-मेटल्ससह परस्परसंवादाचे उदाहरण वापरून लोहाच्या रासायनिक गुणधर्मांचा विचार करा.

ऑक्सिजनमध्ये लोह जाळल्यावर लोह आणि ऑक्सिजनचे एक संयुग तयार होते, ज्याला लोह स्केल म्हणतात. प्रतिक्रिया उष्णता आणि प्रकाश प्रकाशन दाखल्याची पूर्तता आहे. रासायनिक अभिक्रियाचे समीकरण बनवू.

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

गरम केल्यावर, लोह सल्फरशी हिंसक प्रतिक्रिया देऊन फेरम(II) सल्फाइड तयार करते. प्रतिक्रिया देखील उष्णता आणि प्रकाश प्रकाशन दाखल्याची पूर्तता आहे. रासायनिक अभिक्रियाचे समीकरण बनवू.

उद्योग आणि दैनंदिन जीवनात लोहाचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. लोहयुग हा मानवजातीच्या विकासातील एक युग आहे, जो लोखंड गळतीचा प्रसार आणि लोखंडी साधने आणि लष्करी शस्त्रे तयार करण्याच्या संबंधात बीसी पहिल्या सहस्राब्दीच्या सुरूवातीस सुरू झाला. कांस्य युगाच्या जागी लोहयुग आले. भारतामध्ये पोलाद प्रथम दहाव्या शतकात दिसले, कास्ट लोह फक्त मध्ययुगात. शुद्ध लोह ट्रान्सफॉर्मर आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सचे कोर तयार करण्यासाठी तसेच विशेष मिश्र धातुंच्या निर्मितीसाठी वापरले जाते. सर्व बहुतेक, लोह मिश्र धातु सराव मध्ये वापरली जातात: कास्ट लोह आणि स्टील. कास्ट लोहाचा वापर कास्टिंग आणि स्टील, स्टीलच्या उत्पादनात केला जातो - संरचनात्मक आणि साधन सामग्री म्हणून जे गंजण्यास प्रतिरोधक असतात.

वातावरणातील ऑक्सिजन आणि आर्द्रतेच्या प्रभावाखाली, लोह मिश्र धातु गंजतात. गंज उत्पादनाचे वर्णन Fe 2 O 3 · xH 2 O या रासायनिक सूत्राद्वारे केले जाऊ शकते. गंजलेल्या लोखंडाचा एक सहावा भाग गंजामुळे मरतो, त्यामुळे गंज नियंत्रणाचा मुद्दा अतिशय संबंधित आहे. गंज संरक्षण पद्धती खूप वैविध्यपूर्ण आहेत. त्यापैकी सर्वात महत्वाचे आहेत: कोटिंगसह धातूच्या पृष्ठभागाचे संरक्षण, अँटीकॉरोसिव्ह गुणधर्मांसह मिश्रधातूंची निर्मिती, इलेक्ट्रोकेमिकल साधन, माध्यमाच्या रचनेत बदल. संरक्षक कोटिंग्ज दोन गटांमध्ये विभागली जातात: धातू (जस्त, क्रोमियम, निकेल, कोबाल्ट, तांबेसह लोखंडाचे कोटिंग) आणि नॉन-मेटलिक (वार्निश, पेंट, प्लास्टिक, रबर, सिमेंट). मिश्रधातूंच्या रचनेत विशेष ऍडिटीव्हचा परिचय करून, स्टेनलेस स्टील मिळते.

लोखंड. निसर्गात लोहाचे प्रमाण

लोखंड. निसर्गात लोहाचे वितरण. लोहाची जैविक भूमिका

ऑक्सिजननंतर दुसरा महत्त्वाचा रासायनिक घटक, ज्याच्या गुणधर्मांचा अभ्यास केला जाईल, तो म्हणजे फेरम. लोह हा एक धातूचा घटक आहे जो एक साधा पदार्थ बनवतो - लोह. आयर्न हा आवर्त सारणीच्या दुय्यम उपसमूहाच्या आठव्या गटाचा सदस्य आहे. गट क्रमांकानुसार, लोहाची जास्तीत जास्त व्हॅलेन्स आठ असावी, तथापि, संयुगेमध्ये, फेरम अधिक वेळा दोन आणि तीनचे व्हॅलेन्स दाखवते, तसेच लोहाची व्हॅलेन्स सहा असलेली ज्ञात संयुगे दर्शवते. लोहाचे सापेक्ष अणू वस्तुमान छप्पन आहे.

पृथ्वीच्या कवचाच्या रचनेत त्याच्या विपुलतेच्या बाबतीत, फेरम धातूच्या घटकांमध्ये अॅल्युमिनियम नंतर दुसरे स्थान व्यापते. पृथ्वीच्या कवचामध्ये लोहाचा वस्तुमान अंश जवळजवळ पाच टक्के आहे. मूळ राज्यात, लोह अत्यंत दुर्मिळ आहे, सामान्यतः केवळ उल्कापिंडांच्या स्वरूपात. या फॉर्ममध्येच आपल्या पूर्वजांना प्रथमच लोह जाणून घेता आले आणि साधने बनविण्यासाठी एक चांगली सामग्री म्हणून त्याचे कौतुक केले. असे मानले जाते की लोह हा जगाच्या गाभ्याचा मुख्य घटक आहे. फेरम हे धातूचा भाग म्हणून निसर्गात जास्त प्रमाणात आढळतात. त्यापैकी सर्वात महत्वाचे आहेत: चुंबकीय लोह अयस्क (मॅग्नेटाइट) Fe 3 O 4, लाल लोह अयस्क (hematite) Fe 2 O 3, तपकिरी लोह (limonite) Fe 2 O 3 nH 2 O, लोह पायराइट (पायराइट) FeS 2 , spar लोह धातू (siderite) FeCO3, goethite FeO (OH). अनेक खनिज झऱ्यांच्या पाण्यात Fe (HCO 3) 2 आणि काही इतर लोह क्षार असतात.

लोह हा जीवनावश्यक घटक आहे. मानवी शरीरात, तसेच प्राण्यांमध्ये, फेरम सर्व ऊतींमध्ये असते, परंतु त्याचा सर्वात मोठा भाग (सुमारे तीन ग्रॅम) रक्त ग्लोब्यूल्समध्ये केंद्रित असतो. लोह अणू हिमोग्लोबिन रेणूंमध्ये मध्यवर्ती स्थान व्यापतात; हिमोग्लोबिनचा रंग आणि ऑक्सिजन जोडण्याची आणि विभाजित करण्याची क्षमता त्यांना कारणीभूत असते. फुफ्फुसातून शरीराच्या ऊतींपर्यंत ऑक्सिजन वाहून नेण्याच्या प्रक्रियेत लोहाचा सहभाग असतो. फेरमसाठी शरीराची दररोजची आवश्यकता 15-20 मिलीग्राम आहे. त्याची एकूण रक्कम मानवी शरीरात वनस्पती पदार्थ आणि मांसासह प्रवेश करते. रक्त कमी झाल्यामुळे, फेरमची गरज एखाद्या व्यक्तीला अन्नातून मिळणाऱ्या रकमेपेक्षा जास्त असते. शरीरात लोहाच्या कमतरतेमुळे रक्तातील लाल रक्तपेशी आणि हिमोग्लोबिनची संख्या कमी होण्याद्वारे वैशिष्ट्यीकृत स्थिती होऊ शकते. लोह सप्लिमेंट्स फक्त डॉक्टरांनी सांगितल्यानुसारच घ्याव्यात.

ऑक्सिजनचे रासायनिक गुणधर्म. कनेक्शन प्रतिक्रिया

ऑक्सिजनचे रासायनिक गुणधर्म. कनेक्शन प्रतिक्रिया. ऑक्साइड, ऑक्सिडेशन आणि ज्वलन संकल्पना. ज्वलन सुरू होण्याच्या आणि बंद होण्याच्या अटी

ऑक्सिजन गरम झाल्यावर अनेक पदार्थांवर जोरदार प्रतिक्रिया देतो. लाल-गरम कोळसा C ऑक्सिजन असलेल्या भांड्यात ठेवल्यास तो पांढरा-गरम होतो आणि जळतो. रासायनिक अभिक्रियाचे समीकरण बनवू.

C + ONaHCO 2 = CONaHCO 2

सल्फर एस ऑक्सिजनमध्ये तेजस्वी निळ्या ज्वालासह जळत एक वायू पदार्थ तयार करतो - सल्फर डायऑक्साइड. रासायनिक अभिक्रियाचे समीकरण बनवू.

S + ONaHCO 2 = SONaHCO 2

फॉस्फरस पी ऑक्सिजनमध्ये तेजस्वी ज्वालासह जाळतो आणि जाड पांढरा धूर तयार करतो, ज्यामध्ये फॉस्फरस (V) ऑक्साईडचे घन कण असतात. रासायनिक अभिक्रियाचे समीकरण बनवू.

4P + 5ONaHCO 2 = 2PNaHCO 2 ONaHCO 5

कोळसा, सल्फर आणि फॉस्फरससह ऑक्सिजनच्या परस्परसंवादाच्या प्रतिक्रियांचे समीकरण या वस्तुस्थितीद्वारे एकत्रित केले जाते की प्रत्येक प्रकरणात दोन प्रारंभिक पदार्थांपासून एक पदार्थ तयार होतो. अशा प्रतिक्रिया, ज्याचा परिणाम म्हणून अनेक प्रारंभिक पदार्थ (अभिकर्मक) पासून फक्त एक पदार्थ (उत्पादन) तयार होतो, त्यांना संप्रेषण प्रतिक्रिया म्हणतात.

मानले जाणारे पदार्थ (कोळसा, सल्फर, फॉस्फरस) सह ऑक्सिजनच्या परस्परसंवादाची उत्पादने ऑक्साइड आहेत. ऑक्साइड हे दोन घटक असलेले जटिल पदार्थ आहेत, त्यापैकी एक ऑक्सिजन आहे. हेलियम, निऑन, आर्गॉन, क्रिप्टन आणि झेनॉन या काही जड घटकांचा अपवाद वगळता जवळजवळ सर्व रासायनिक घटक ऑक्साईड तयार करतात. काही रासायनिक घटक आहेत जे थेट ऑक्सिजनशी एकत्र येत नाहीत, जसे की ऑरम.

ऑक्सिजनसह पदार्थांच्या परस्परसंवादाच्या रासायनिक अभिक्रियांना ऑक्सिडेशन प्रतिक्रिया म्हणतात. "ऑक्सिडेशन" ची संकल्पना "दहन" च्या संकल्पनेपेक्षा अधिक सामान्य आहे. ज्वलन ही एक रासायनिक प्रतिक्रिया आहे ज्यामध्ये पदार्थांचे ऑक्सिडेशन उष्णता आणि प्रकाशाच्या प्रकाशनासह होते. ज्वलन होण्यासाठी, खालील अटी आवश्यक आहेत: दहनशील पदार्थासह हवेचा जवळचा संपर्क आणि इग्निशन तापमानाला गरम करणे. वेगवेगळ्या पदार्थांसाठी, प्रज्वलन तापमानात भिन्न मूल्ये असतात. उदाहरणार्थ, लाकूड धुळीचे प्रज्वलन तापमान 610 ° से, सल्फर - 450 ° से, पांढरे फॉस्फरस 45 - 60 ° से. ज्वलन टाळण्यासाठी, यापैकी किमान एक स्थिती उत्तेजित करणे आवश्यक आहे. म्हणजेच, ज्वलनशील पदार्थ काढून टाकणे आवश्यक आहे, ते प्रज्वलन तापमानाच्या खाली थंड करणे, ऑक्सिजनचा प्रवेश अवरोधित करणे आवश्यक आहे. ज्वलन प्रक्रिया दैनंदिन जीवनात आपल्यासोबत असते, म्हणून, प्रत्येक व्यक्तीला ज्वलन सुरू होण्याच्या आणि संपुष्टात येण्याच्या अटी माहित असणे आवश्यक आहे, तसेच ज्वलनशील पदार्थ हाताळण्यासाठी आवश्यक नियमांचे पालन करणे आवश्यक आहे.

निसर्गातील ऑक्सिजन चक्र

निसर्गातील ऑक्सिजन चक्र. ऑक्सिजनचा वापर, त्याची जैविक भूमिका

सर्व सजीव पदार्थांच्या अणूंचा अंदाजे एक चतुर्थांश भाग ऑक्सिजनचा असतो. निसर्गातील ऑक्सिजन अणूंची एकूण संख्या स्थिर असल्याने, श्वसन आणि इतर प्रक्रियांमुळे हवेतून ऑक्सिजन काढून टाकणे, त्याची भरपाई होणे आवश्यक आहे. निर्जीव निसर्गातील ऑक्सिजनचे सर्वात महत्वाचे स्त्रोत कार्बन डाय ऑक्साईड आणि पाणी आहेत. ऑक्सिजन मुख्यतः प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेच्या परिणामी वातावरणात प्रवेश करतो, ज्यामध्ये या-ओ-टूचा समावेश होतो. ऑक्सिजनचा एक महत्त्वाचा स्त्रोत म्हणजे पृथ्वीचे वातावरण. सौर किरणोत्सर्गाच्या प्रभावाखाली पाण्याचे विघटन झाल्यामुळे ऑक्सिजनचा काही भाग वातावरणाच्या वरच्या भागात तयार होतो. ऑक्सिजनचा काही भाग हिरव्या वनस्पतींद्वारे प्रकाशसंश्लेषणाच्या प्रक्रियेत राख-टू-ओ आणि हे-इन-टूसह सोडले जाते. या बदल्यात, प्राण्यांच्या ज्वलन आणि श्वासोच्छवासाच्या प्रतिक्रियांमुळे वातावरणातील इट-ओ-टू तयार होते. वातावरणातील ओ-टू हे वातावरणाच्या वरच्या भागात ओझोनच्या निर्मितीवर, खडकांचे ऑक्सिडेटिव्ह वेदरिंग, प्राण्यांच्या श्वासोच्छवासाच्या प्रक्रियेत आणि ज्वलन प्रतिक्रियांमध्ये खर्च करतात. टी-टूचे त्से-टूमध्ये रूपांतर झाल्यामुळे उर्जा सोडली जाते, अनुक्रमे, या-टूचे ओ-टूमध्ये रूपांतर करण्यासाठी ऊर्जा खर्च करणे आवश्यक आहे. ही ऊर्जा म्हणजे सूर्य. अशा प्रकारे, पृथ्वीवरील जीवन चक्रीय रासायनिक प्रक्रियांवर अवलंबून आहे जे सौर उर्जेच्या प्रवेशामुळे शक्य आहे.

ऑक्सिजनचा वापर त्याच्या रासायनिक गुणधर्मांमुळे होतो. ऑक्सिजन मोठ्या प्रमाणावर ऑक्सिडायझिंग एजंट म्हणून वापरले जाते. हे धातू वेल्डिंग आणि कापण्यासाठी, रासायनिक उद्योगात - विविध संयुगे मिळविण्यासाठी आणि काही उत्पादन प्रक्रिया तीव्र करण्यासाठी वापरले जाते. अंतराळ तंत्रज्ञानामध्ये, ऑक्सिजनचा वापर हायड्रोजन आणि इतर इंधन जाळण्यासाठी केला जातो, विमानचालनात - उंचावर उड्डाण करताना, शस्त्रक्रियेमध्ये - श्वासोच्छवासाच्या रुग्णांना आधार देण्यासाठी.

ऑक्सिजनची जैविक भूमिका श्वासोच्छवासास समर्थन देण्याच्या क्षमतेमुळे आहे. एक व्यक्ती, एक मिनिट श्वास घेत असताना, दिवसभरात सरासरी 0.5 dm3 ऑक्सिजन वापरते - 720 dm3 आणि वर्षभरात - 262.8 m3 ऑक्सिजन.
1. पोटॅशियम परमॅंगनेटच्या थर्मल विघटनाची प्रतिक्रिया. रासायनिक अभिक्रियाचे समीकरण बनवू.

पोटॅशियम-मॅंगनीज-ओ-फोर हा पदार्थ दैनंदिन जीवनात "पोटॅशियम परमॅंगनेट" या नावाने मोठ्या प्रमाणात वितरीत केला जातो. ऑक्सिजन जो तयार झाला आहे तो स्मोल्डरिंग टॉर्चद्वारे दर्शविला जातो, जो यंत्राच्या गॅस आउटलेट ट्यूबच्या उघडण्याच्या वेळी किंवा ऑक्सिजनसह जहाजात प्रवेश केल्यावर चमकदारपणे चमकतो.

2. मॅंगनीज (IV) ऑक्साईडच्या उपस्थितीत हायड्रोजन पेरोक्साइडची विघटन प्रतिक्रिया. रासायनिक अभिक्रियाचे समीकरण बनवू.

हायड्रोजन पेरोक्साईड हे दैनंदिन जीवनातून देखील प्रसिद्ध आहे. स्क्रॅच आणि किरकोळ जखमांवर उपचार करण्यासाठी याचा वापर केला जाऊ शकतो (प्रत्येक प्रथमोपचार किटमध्ये राख-टू-ओ-टू-डब्ल्यूटी तीन टक्के द्रावण असावे). काही पदार्थांच्या उपस्थितीत अनेक रासायनिक अभिक्रियांना वेग येतो. या प्रकरणात, हायड्रोजन पेरोक्साइड विघटन प्रतिक्रिया मॅंगनीज-ओ-टू द्वारे प्रवेगक होते, परंतु मॅंगनीज-ओ-टू स्वतः वापरत नाही आणि प्रतिक्रिया उत्पादनांचा भाग नाही. मॅंगनीज-ओ-टू हे उत्प्रेरक आहे.

उत्प्रेरक हे असे पदार्थ आहेत जे रासायनिक अभिक्रियांना गती देतात, परंतु ते स्वतः सेवन करत नाहीत. उत्प्रेरक केवळ रासायनिक उद्योगातच मोठ्या प्रमाणावर वापरले जात नाहीत, तर मानवी जीवनातही त्यांची महत्त्वाची भूमिका आहे. नैसर्गिक उत्प्रेरक, ज्याला एंजाइम म्हणतात, ते जैवरासायनिक प्रक्रियेच्या नियमनात गुंतलेले असतात.

ऑक्सिजन, आधी नमूद केल्याप्रमाणे, हवेपेक्षा किंचित जड आहे. म्हणून, छिद्रासह ठेवलेल्या भांड्यात हवा जबरदस्तीने गोळा केली जाऊ शकते.

त्यांनी भट्टीत कोळशाच्या सहाय्याने पुनर्संचयित केले (पहा), खड्ड्यात व्यवस्था केली; त्यांनी ते घुंगरूच्या सहाय्याने भट्टीत टाकले, उत्पादन - कृत्सा स्लॅगपासून वार करून वेगळे केले गेले आणि त्यातून विविध उत्पादने बनावट बनवली गेली. जसजसे फुंकण्याच्या पद्धती सुधारल्या आणि चूलची उंची वाढत गेली, तसतशी प्रक्रिया वाढली आणि त्याचा काही भाग कार्बराइज्ड झाला, म्हणजे कास्ट आयर्न मिळू लागला; हे तुलनेने नाजूक उत्पादन एक टाकाऊ उत्पादन मानले जात असे. म्हणून नाव पिग आयरन, पिग आयरन - इंग्रजी पिग आयरन. नंतर, हे लक्षात आले की जेव्हा भट्टीत लोह नाही, परंतु कास्ट लोह लोड केले जाते तेव्हा कमी-कार्बन लोखंडाचा ब्लूम देखील मिळतो आणि अशी दोन-चरण प्रक्रिया (क्रिचनी पुनर्वितरण पहा) कच्च्या फुंकण्यापेक्षा अधिक फायदेशीर ठरली. 12व्या-13व्या शतकात. ओरडण्याची पद्धत आधीपासूनच व्यापक होती. 14 व्या शतकात कास्ट लोह केवळ पुढील प्रक्रियेसाठी अर्ध-तयार उत्पादन म्हणूनच नव्हे तर विविध उत्पादने टाकण्यासाठी सामग्री म्हणून देखील वितळले जाऊ लागले. चूल एका खाणीत (“डोम्निसा”) आणि नंतर ब्लास्ट फर्नेसमध्ये पुनर्बांधणी देखील त्याच काळाची आहे. 18 व्या शतकाच्या मध्यभागी युरोपमध्ये, स्टील मिळविण्याची क्रूसिबल प्रक्रिया वापरली जाऊ लागली, जी मध्य युगाच्या सुरुवातीच्या काळात सीरियामध्ये ओळखली जात होती, परंतु नंतर ती विसरली गेली. या पद्धतीद्वारे, अत्यंत दुर्दम्य वस्तुमानापासून लहान (क्रूसिबल) मध्ये धातूचे मिश्रण वितळवून स्टील प्राप्त केले गेले. 18 व्या शतकाच्या शेवटच्या तिमाहीत कास्ट आयर्नचे ज्योत रिफ्लेक्टिव्ह चूल्हामध्ये पुनर्वितरण करण्याची प्रक्रिया विकसित होऊ लागली (पडलिंग पहा). 18व्या - 19व्या शतकाच्या सुरूवातीला झालेली औद्योगिक क्रांती, वाफेच्या इंजिनाचा शोध, रेल्वे, मोठे पूल आणि वाफेच्या ताफ्याचे बांधकाम यामुळे त्याची प्रचंड गरज निर्माण झाली. तथापि, उत्पादनाच्या सर्व विद्यमान पद्धती बाजाराच्या गरजा पूर्ण करू शकल्या नाहीत. बेसेमर, थॉमस आणि ओपन-हर्थ प्रक्रिया विकसित झाल्या तेव्हाच 19व्या शतकाच्या मध्यात स्टीलचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन सुरू झाले. 20 व्या शतकात इलेक्ट्रिक स्टील बनवण्याची प्रक्रिया उद्भवली आणि ती व्यापक बनली, ज्यामुळे उच्च-गुणवत्तेचे स्टील मिळते.

निसर्गात वितरण. लिथोस्फियरमधील सामग्रीच्या बाबतीत (वजनानुसार 4.65%), ते (प्रथम वर) दुसऱ्या क्रमांकावर आहे. ते पृथ्वीच्या कवचामध्ये जोमाने स्थलांतरित होते, सुमारे 300 (इ.) बनते. मॅग्मॅटिक, हायड्रोथर्मल आणि हायपरजीन प्रक्रियेत सक्रिय भाग घेते, जे त्याच्या विविध प्रकारच्या ठेवींच्या निर्मितीशी संबंधित आहेत (झेलेझनी पहा). - पृथ्वीची खोली, ते मॅग्माच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात, अल्ट्राबेसिक (9.85%) आणि मूलभूत (8.56%) (ग्रॅनाइट्समध्ये ते फक्त 2.7% आहे) मध्ये जमा होते. B अनेक सागरी आणि महाद्वीपीय गाळांमध्ये जमा होऊन गाळाचा गाळ तयार होतो.

वस्तुमानानुसार 0.01% पेक्षा कमी अशुद्धता सामग्री असलेल्या मुख्यतः त्यांच्याशी संबंधित खालील भौतिक गुणधर्म आहेत:

यांच्याशी एक प्रकारचा संवाद केंद्रित HNO 3 (घनता 1.45 g/cm 3) त्याच्या पृष्ठभागावर संरक्षणात्मक ऑक्साईड फिल्म दिसल्यामुळे निष्क्रिय होते; अधिक पातळ HNO 3 Fe 2+ किंवा Fe 3+ च्या निर्मितीसह विरघळते, MH 3 किंवा N 2 O आणि N 2 वर परत येते.

पावती आणि अर्ज. शुद्ध हे त्याच्या किंवा त्याच्या पाण्यात तुलनेने कमी प्रमाणात मिळते. थेट मिळवण्यासाठी एक पद्धत विकसित केली जात आहे. अयस्क केंद्रीत किंवा तुलनेने कमी स्तरावर कोळशापासून थेट पुरेशा शुद्धतेचे उत्पादन हळूहळू वाढवते.

सर्वात महत्वाचे आधुनिक तंत्रज्ञान. त्याच्या शुद्ध स्वरूपात, कमी मूल्यामुळे, ते व्यावहारिकपणे वापरले जात नाही, जरी दैनंदिन जीवनात स्टील किंवा कास्ट लोह उत्पादनांना "लोह" म्हटले जाते. मोठ्या प्रमाणात रचना आणि गुणधर्मांमध्ये खूप भिन्न स्वरूपात वापरले जाते. हे सर्व धातू उत्पादनांमध्ये अंदाजे 95% आहे. समृद्ध (वजनानुसार 2% पेक्षा जास्त) - कास्ट आयर्न, समृद्ध केलेल्या लोखंडापासून ब्लास्ट-फर्नेसमध्ये smelted (ब्लास्ट-फर्नेस उत्पादन पहा). ओपन-हर्थ आणि इलेक्ट्रिक आणि कन्व्हर्टर्समधील कास्ट आयर्नमधून (जळणे) जादा, हानिकारक अशुद्धता (प्रामुख्याने S, P, O) काढून टाकणे आणि मिश्रधातू घटक जोडून विविध ग्रेडचे स्टील (वस्तुमानाने 2% पेक्षा कमी सामग्री) वितळते. (मार्टेनोव्स्काया, कनवर्टर पहा). उच्च-मिश्रित स्टील्स (इतर घटकांच्या उच्च सामग्रीसह) इलेक्ट्रिक आर्क आणि इंडक्शनमध्ये smelted आहेत. स्टील्सच्या उत्पादनासाठी आणि विशेषत: महत्त्वाच्या उद्देशांसाठी, नवीन प्रक्रियांचा वापर केला जातो - व्हॅक्यूम, इलेक्ट्रोस्लॅग रिमेल्टिंग, प्लाझ्मा आणि इलेक्ट्रॉन बीम वितळणे, इ. सतत कार्यरत युनिट्समध्ये स्टील स्मेल्टिंगसाठी पद्धती विकसित केल्या जात आहेत ज्या प्रक्रियेची उच्च गुणवत्ता आणि ऑटोमेशन सुनिश्चित करतात.

या आधारावर, उच्च आणि निम्न, आणि उच्च, आक्रमक वातावरण, मोठे पर्यायी व्होल्टेज, आण्विक विकिरण इत्यादींच्या प्रभावांना तोंड देऊ शकतील अशी सामग्री तयार केली जाते. उत्पादन आणि ते सतत वाढत आहे. 1971 मध्ये, यूएसएसआरमध्ये 89.3 दशलक्ष टन डुक्कर लोह आणि 121 दशलक्ष टन पोलाद वितळले गेले.

एल.ए. श्वार्ट्समन, एल. व्ही. वानुकोवा.

इजिप्तमध्ये पुरातन काळापासून ते कलात्मक साहित्य म्हणून वापरले जात आहे (थेब्सजवळील तुतानखामनच्या थडग्याच्या डोक्यासाठी, इ.स.पू. 14 व्या शतकाच्या मध्यभागी, अश्मोलियन म्युझियम, ऑक्सफर्ड), मेसोपोटेमिया (कार्चेमिशजवळ सापडलेले खंजीर, 500 बीसी, ब्रिटिश म्युझियम, लंडन)

विश्वकोशीय YouTube

1 / 3

✪ रसायनशास्त्र | सापेक्ष अणु वस्तुमान

✪ सापेक्ष अणु वस्तुमान. आण्विक वस्तुमान.

✪ 15. अणु वस्तुमान

उपशीर्षके

सामान्य माहिती

अणूच्या मूलभूत गुणधर्मांपैकी एक म्हणजे त्याचे वस्तुमान. अणूचे निरपेक्ष वस्तुमान हे अत्यंत कमी प्रमाण असते. अशा प्रकारे, हायड्रोजन अणूचे वस्तुमान सुमारे 1.67⋅10 −24 ग्रॅम असते. म्हणून, रसायनशास्त्रात (व्यावहारिक हेतूंसाठी) हे प्रामुख्याने आणि अधिक सोयीचे आहे सापेक्ष [सशर्त] मूल्य वापरणे, ज्याला म्हणतात. सापेक्ष अणू वस्तुमानकिंवा फक्त अणु वस्तुमानआणि जे दर्शविते की दिलेल्या घटकाच्या अणूचे वस्तुमान वस्तुमानाचे एकक म्हणून घेतलेल्या दुसर्‍या घटकाच्या अणूच्या वस्तुमानापेक्षा किती पट जास्त आहे.

अणु आणि आण्विक वस्तुमान मोजण्याचे एकक म्हणून, 1 ⁄ 12 सर्वात सामान्य समस्थानिक-कार्बन 12 C च्या तटस्थ अणूच्या वस्तुमानाचा भाग. वस्तुमान मोजण्याचे हे नॉन-सिस्टीमिक युनिट म्हणतात अणु वस्तुमान एकक (a खाणे) किंवा डाल्टन (होय).

समस्थानिकाच्या अणू वस्तुमान आणि त्याची वस्तुमान संख्या यांच्यातील फरकाला वस्तुमान जादा (सामान्यतः MeV मध्ये व्यक्त) म्हणतात. हे सकारात्मक आणि नकारात्मक दोन्ही असू शकते; त्याच्या घटनेचे कारण म्हणजे प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉनच्या संख्येवर न्यूक्लीयच्या बंधनकारक उर्जेची नॉनलाइनर अवलंबित्व तसेच प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉनच्या वस्तुमानांमधील फरक.

आयसोटोपच्या अणु द्रव्यमानाचे वस्तुमान संख्येवर अवलंबित्व खालीलप्रमाणे आहे: जास्त वस्तुमान हायड्रोजन -1 साठी सकारात्मक आहे, वाढत्या वस्तुमान संख्येसह ते कमी होते आणि लोखंड -56 पर्यंत किमान पोहोचेपर्यंत ते नकारात्मक होते, नंतर ते सुरू होते. जड न्यूक्लाइड्ससाठी सकारात्मक मूल्यांपर्यंत वाढतात आणि वाढतात. हे या वस्तुस्थितीशी सुसंगत आहे की लोहापेक्षा जड केंद्रकांचे विखंडन ऊर्जा सोडते, तर प्रकाश केंद्रकांच्या विखंडनास ऊर्जा आवश्यक असते. याउलट, लोखंडापेक्षा हलक्या न्यूक्लीयच्या संलयनामुळे ऊर्जा बाहेर पडते, तर लोहापेक्षा जड घटकांच्या संलयनासाठी अतिरिक्त ऊर्जा लागते.

इतिहास

अणु वस्तुमानाची गणना करताना, सुरुवातीला (19व्या शतकाच्या सुरुवातीपासून, जे. डाल्टनच्या सूचनेनुसार; डाल्टनचा अणुवादी सिद्धांत पहा), हायड्रोजन अणूचे वस्तुमान सर्वात हलके घटक म्हणून एकक वस्तुमान [सापेक्ष] म्हणून घेतले गेले आणि, त्याच्या संबंधात, इतर घटकांच्या अणूंचे वस्तुमान मोजले गेले. परंतु बहुतेक घटकांचे अणू वस्तुमान त्यांच्या ऑक्सिजन संयुगांच्या रचनेच्या आधारे निर्धारित केले जात असल्याने, प्रत्यक्षात (डी फॅक्टो) गणना ऑक्सिजनच्या अणू वस्तुमानाच्या संबंधात केली गेली, जी 16 आहे असे गृहीत धरले गेले; ऑक्सिजन आणि हायड्रोजनच्या अणू वस्तुमानांमधील गुणोत्तर 16: 1 च्या बरोबरीचे मानले गेले. त्यानंतर, अधिक अचूक मोजमापांवरून असे दिसून आले की हे गुणोत्तर 15.874: 1 किंवा 16: 1.0079 सारखे आहे, कोणत्या अणूवर अवलंबून आहे - ऑक्सिजन किंवा हायड्रोजन - पूर्णांक मूल्याचा संदर्भ घ्या. ऑक्सिजनच्या अणू वस्तुमानात बदल झाल्यास बहुतेक घटकांच्या अणू वस्तुमानात बदल होतो. म्हणून, हायड्रोजनचे अणू वस्तुमान 1.0079 धरून ऑक्सिजनसाठी 16 अणू वस्तुमान सोडण्याचा निर्णय घेण्यात आला.

अशा प्रकारे, अणु वस्तुमानाचे एकक घेतले गेले 1 ⁄ 16 ऑक्सिजन अणूच्या वस्तुमानाचा भाग, ज्याला म्हणतात ऑक्सिजन युनिट. नंतर असे आढळून आले की नैसर्गिक ऑक्सिजन हे समस्थानिकांचे मिश्रण आहे, ज्यामुळे ऑक्सिजन वस्तुमान युनिट नैसर्गिक ऑक्सिजन समस्थानिकांच्या अणूंच्या वस्तुमानाचे सरासरी मूल्य दर्शवते (ऑक्सिजन -16, ऑक्सिजन -17 आणि ऑक्सिजन -18), जे बाहेर वळले. समस्थानिक रचना ऑक्सिजनमधील नैसर्गिक फरकांमुळे अस्थिर असणे. अणु भौतिकशास्त्रासाठी, असे एकक अस्वीकार्य ठरले आणि विज्ञानाच्या या शाखेत, अणु वस्तुमानाचे एकक घेतले गेले. 1 ⁄ 16 ऑक्सिजन अणूच्या वस्तुमानाचा एक भाग 16 O. परिणामी, अणू वस्तुमानाचे दोन स्केल आकार घेतले - रासायनिक आणि भौतिक. अणू वस्तुमानाच्या दोन स्केलच्या उपस्थितीमुळे मोठी गैरसोय झाली. भौतिक आणि रासायनिक स्केलवर गणना केलेल्या अनेक स्थिरांकांची मूल्ये भिन्न असल्याचे दिसून आले. या अस्वीकार्य स्थितीमुळे ऑक्सिजन स्केलऐवजी अणू वस्तुमानाच्या कार्बन स्केलचा परिचय झाला.

इंटरनॅशनल काँग्रेस ऑफ फिजिसिस्ट (1960) द्वारे सापेक्ष अणु वस्तुमानाचे एकसमान स्केल आणि अणु वस्तुमानाचे एक नवीन एकक स्वीकारले गेले आणि इंटरनॅशनल काँग्रेस ऑफ केमिस्ट्स (1961; रसायनशास्त्रज्ञांच्या पहिल्या आंतरराष्ट्रीय काँग्रेसच्या 100 वर्षांनंतर) ऐवजी एकत्रित केले गेले. अणु वस्तुमानाची मागील दोन ऑक्सिजन एकके - भौतिक आणि रासायनिक. ऑक्सिजन रासायनिकएकक अणु वस्तुमानाच्या नवीन कार्बन युनिटच्या ०.९९९९५७ इतके आहे. आधुनिक स्केलमध्ये, ऑक्सिजन आणि हायड्रोजनचे सापेक्ष अणू वस्तुमान अनुक्रमे 15.9994: 1.0079 आहेत ... कारण अणू वस्तुमानाचे नवीन एकक विशिष्ट समस्थानिकेशी जोडलेले आहे, आणि रसायनाच्या अणू वस्तुमानाच्या सरासरी मूल्याशी नाही. घटक, नैसर्गिक समस्थानिक भिन्नता या युनिटच्या पुनरुत्पादनक्षमतेवर परिणाम करत नाहीत.

अणूचे वस्तुमान मोजण्यासाठी, सापेक्ष अणू वस्तुमान वापरले जाते, जे अणू वस्तुमान युनिट्स (a.m.u.) मध्ये व्यक्त केले जाते. सापेक्ष आण्विक वस्तुमान हे पदार्थांच्या सापेक्ष अणू वस्तुमानाची बेरीज असते.

संकल्पना

रसायनशास्त्रात सापेक्ष अणू वस्तुमान काय आहे हे समजून घेण्यासाठी, हे समजले पाहिजे की अणूचे निरपेक्ष वस्तुमान ग्रॅममध्ये व्यक्त करण्यासाठी खूप लहान आहे आणि त्याहूनही अधिक किलोग्रॅममध्ये. म्हणून, आधुनिक रसायनशास्त्रात, कार्बनच्या वस्तुमानाचा 1/12 अणू वस्तुमान एकक (अमू) म्हणून घेतला जातो. सापेक्ष अणू वस्तुमान हे कार्बनच्या निरपेक्ष वस्तुमानाच्या 1/12 च्या निरपेक्ष वस्तुमानाच्या गुणोत्तराइतके असते. दुसऱ्या शब्दांत, सापेक्ष वस्तुमान एखाद्या विशिष्ट पदार्थाच्या अणूचे वस्तुमान कार्बन अणूच्या वस्तुमानाच्या 1/12 पेक्षा किती वेळा जास्त आहे हे प्रतिबिंबित करते. उदाहरणार्थ, नायट्रोजनचे सापेक्ष वस्तुमान 14 आहे, म्हणजे. नायट्रोजन अणूमध्ये 14 ए असते. उदा. किंवा कार्बन अणूच्या 1/12 पेक्षा 14 पट जास्त.

तांदूळ. 1. अणू आणि रेणू.

सर्व घटकांपैकी, हायड्रोजन सर्वात हलका आहे, त्याचे वस्तुमान 1 युनिट आहे. सर्वात जड अणूंचे वस्तुमान 300 amu असते. खाणे

आण्विक वजन - रेणूचे वस्तुमान कार्बनच्या वस्तुमानाच्या 1/12 पेक्षा किती पटीने जास्त आहे हे दर्शविणारे मूल्य. मध्ये देखील व्यक्त केले. e. m. रेणूचे वस्तुमान अणूंच्या वस्तुमानाने बनलेले असते, म्हणून, सापेक्ष आण्विक वस्तुमान मोजण्यासाठी, पदार्थाच्या अणूंचे वस्तुमान जोडणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, पाण्याचे सापेक्ष आण्विक वजन 18 आहे. हे मूल्य दोन हायड्रोजन अणू (2) आणि एक ऑक्सिजन अणू (16) च्या सापेक्ष अणू वस्तुमानांची बेरीज आहे.

तांदूळ. 2. आवर्त सारणीतील कार्बन.

जसे आपण पाहू शकता, या दोन संकल्पनांमध्ये अनेक सामान्य वैशिष्ट्ये आहेत:

• पदार्थाचे सापेक्ष अणू आणि आण्विक वस्तुमान हे आकारहीन परिमाण असतात;
• सापेक्ष अणू वस्तुमान A r , आण्विक वस्तुमान - M r दर्शविले जाते;
• मापनाचे एकक दोन्ही प्रकरणांमध्ये समान आहे - a. खाणे

मोलर आणि आण्विक वस्तुमान संख्यात्मकदृष्ट्या एकसारखे असतात, परंतु आकारमानात भिन्न असतात. मोलर मास म्हणजे पदार्थाच्या वस्तुमानाचे मोल्सच्या संख्येचे गुणोत्तर. हे एका तीळचे वस्तुमान प्रतिबिंबित करते, जे एव्होगाड्रोच्या संख्येइतके आहे, म्हणजे. ६.०२ ⋅ १० २३ . उदाहरणार्थ, 1 mol पाण्याचे वजन 18 g/mol आणि M r (H 2 O) \u003d 18 a. e.m (एका अणु वस्तुमान युनिटपेक्षा 18 पट जड).

गणना कशी करायची

सापेक्ष अणु वस्तुमान गणितीय पद्धतीने व्यक्त करण्यासाठी, कार्बनचा 1/2 भाग किंवा एक अणु वस्तुमान एकक 1.66⋅10 −24 ग्रॅम इतके आहे हे निर्धारित केले पाहिजे. म्हणून, सापेक्ष अणू वस्तुमानाचे सूत्र खालीलप्रमाणे आहे:

A r (X) = m a (X) / 1.66⋅10 −24 ,

जेथे m a हे पदार्थाचे निरपेक्ष अणु वस्तुमान आहे.

रासायनिक घटकांचे सापेक्ष अणू वस्तुमान मेंडेलीव्हच्या नियतकालिक सारणीमध्ये सूचित केले आहे, त्यामुळे समस्या सोडवताना त्याची स्वतंत्रपणे गणना करण्याची आवश्यकता नाही. सापेक्ष अणू वस्तुमान सामान्यतः पूर्णांकांमध्ये गोलाकार असतात. अपवाद क्लोरीन आहे. त्याच्या अणूंचे वस्तुमान 35.5 आहे.

हे लक्षात घ्यावे की समस्थानिक घटकांच्या सापेक्ष अणू वस्तुमानाची गणना करताना, त्यांचे सरासरी मूल्य विचारात घेतले जाते. या प्रकरणात अणू वस्तुमान खालीलप्रमाणे मोजले जाते:

A r = ΣA r, i n i ,

जेथे A r,i हे समस्थानिकांचे सापेक्ष अणू वस्तुमान आहे, n i हे नैसर्गिक मिश्रणातील समस्थानिकांचे प्रमाण आहे.

उदाहरणार्थ, ऑक्सिजनमध्ये तीन समस्थानिक आहेत - 16 O, 17 O, 18 O. त्यांचे सापेक्ष वस्तुमान 15.995, 16.999, 17.999 आहे आणि नैसर्गिक मिश्रणात त्यांची सामग्री अनुक्रमे 99.759%, 0.037%, 0.204% आहे. टक्केवारी 100 ने भागून आणि मूल्ये बदलल्यास, आम्हाला मिळते:

A r = 15.995 ∙ 0.99759 + 16.999 ∙ 0.00037 + 17.999 ∙ 0.00204 = 15.999 amu

नियतकालिक सारणीचा संदर्भ देऊन, हे मूल्य ऑक्सिजन सेलमध्ये शोधणे सोपे आहे.

तांदूळ. 3. आवर्त सारणी.

सापेक्ष आण्विक वजन - पदार्थाच्या अणूंच्या वस्तुमानाची बेरीज:

सापेक्ष आण्विक वजन मूल्य निर्धारित करताना चिन्ह निर्देशांक विचारात घेतले जातात. उदाहरणार्थ, H 2 CO 3 च्या वस्तुमानाची गणना खालीलप्रमाणे आहे:

M r \u003d 1 ∙ 2 + 12 + 16 ∙ 3 \u003d 62 a. खाणे

सापेक्ष आण्विक वजन जाणून घेतल्यास, दुसऱ्यापासून एका वायूची सापेक्ष घनता मोजता येते, म्हणजे. एक वायू पदार्थ दुसऱ्या पेक्षा किती वेळा जड आहे हे निर्धारित करा. यासाठी D (y) x \u003d M r (x) / M r (y) हे समीकरण वापरले जाते.

आम्ही काय शिकलो?

8 व्या इयत्तेच्या धड्यातून, आम्ही सापेक्ष अणू आणि आण्विक वस्तुमानाबद्दल शिकलो. सापेक्ष अणू वस्तुमानाचे एकक कार्बनच्या वस्तुमानाच्या 1/12 आहे, 1.66⋅10 −24 g च्या बरोबरीचे आहे. वस्तुमान मोजण्यासाठी, पदार्थाचे निरपेक्ष अणू वस्तुमान अणू वस्तुमानाच्या एककाने विभाजित करणे आवश्यक आहे (a.m.u.) . घटकाच्या प्रत्येक सेलमधील मेंडेलीव्हच्या नियतकालिक प्रणालीमध्ये सापेक्ष अणू वस्तुमानाचे मूल्य सूचित केले जाते. पदार्थाचे आण्विक वजन हे घटकांच्या सापेक्ष अणू वस्तुमानाची बेरीज असते.

विषय क्विझ

अहवाल मूल्यांकन

सरासरी रेटिंग: ४.६. एकूण मिळालेले रेटिंग: 189.

अणू आणि रेणूंचे वस्तुमान खूप लहान आहे. म्हणून, रसायनशास्त्रात वस्तुमानाच्या मोजमापाची नवीन एकके सादर करणे तर्कसंगत होते, एका घटकाचे वस्तुमान मानक म्हणून निवडून. आधुनिक भौतिकशास्त्र आणि रसायनशास्त्रात, कार्बन अणू 12C चे 112 वस्तुमान अणुवस्तुमानाचे एकक म्हणून निवडले जातात. नवीन युनिटला अणु वस्तुमान एकक म्हटले गेले.

व्याख्या

अणु वस्तुमान एकक (a.m.u.)- अणू, रेणू, अणू केंद्रक आणि प्राथमिक कण यांचे वस्तुमान व्यक्त करण्यासाठी वापरले जाणारे एक ऑफ-सिस्टम युनिट. जमिनीच्या स्थितीत 12C कार्बन अणूचे 112 वस्तुमान म्हणून परिभाषित.

१ अमु = 1.660539040⋅10−27 kg ≈ 1.66⋅10−27 kg

अशा प्रकारे सर्व अणू आणि रेणूंचे वस्तुमान अणू वस्तुमान युनिटमध्ये व्यक्त केले जाऊ शकते. अशा परिस्थितीत, एक बोलतो परिपूर्ण अणु वस्तुमान(अ) किंवा परिपूर्ण आण्विक वजन(molMmol). या प्रमाणांना [a.m.u.] परिमाण आहे.

संदर्भ युनिटच्या वस्तुमानाशी संबंधित सर्व घटकांचे अणू वस्तुमान व्यक्त करणे खूप सोयीचे आहे. अणूचे वस्तुमान, 1 amu च्या सापेक्ष मोजले जाते, त्याला सापेक्ष अणू वस्तुमान म्हणतात.

व्याख्या

घटकाचे सापेक्ष अणू वस्तुमान Ar हे अणूच्या वस्तुमानाचे 112 ते कार्बन अणूच्या वस्तुमान 12C चे गुणोत्तर आहे:

Ar(X)=m(X)112m(12C)

सापेक्ष अणु वस्तुमान हे परिमाणहीन परिमाण आहे!

सापेक्ष अणू वस्तुमान दर्शविते की दिलेल्या अणूचे वस्तुमान कार्बन अणूच्या वस्तुमानाच्या 112 पेक्षा किती पट जास्त आहे. उदाहरणार्थ, Ar(H)=1, i.e. एका हायड्रोजन अणूचे वस्तुमान 112 कार्बन अणूएवढे असते; आणि नोटेशन Ar(Mg)=24 म्हणजे मॅग्नेशियम अणू 112 कार्बन अणूंपेक्षा 24 पट जड आहे.

सुरुवातीला (19व्या शतकात), मूलद्रव्यांचे अणू वजन हायड्रोजनच्या वस्तुमानाला दिले गेले, नंतरचे एकक म्हणून जॉन डाल्टनच्या सूचनेनुसार घेतले, कारण हायड्रोजन हा सर्वात हलका घटक आहे. नंतर, ऑक्सिजनचे वस्तुमान, 16 म्हणून घेतले गेले, एक मानक म्हणून वापरले गेले, कारण घटकांच्या वस्तुमानाची गणना करताना, त्यांचे ऑक्सिजन संयुगे प्रामुख्याने वापरले गेले. ऑक्सिजनच्या वस्तुमान आणि हायड्रोजनच्या वस्तुमानाचे गुणोत्तर 16 ते 1 असे घेतले जाते. तथापि, ऑक्सिजनमध्ये तीन समस्थानिक असतात: 16O , 17O , 18O , म्हणून, नैसर्गिक ऑक्सिजनच्या वजनाच्या 1/16 सर्व ज्ञात ऑक्सिजन समस्थानिकांच्या वस्तुमानाचे केवळ सरासरी मूल्य दर्शवितात. परिणामी, दोन स्केल डिझाइन केले गेले: भौतिक (वस्तुमानावर आधारित 16O ) आणि रासायनिक (नैसर्गिक ऑक्सिजनच्या वस्तुमानाच्या सरासरी मूल्यावर आधारित), ज्यामुळे काही अडचणी निर्माण झाल्या. म्हणून, 1961 मध्ये, कार्बन अणूच्या वजनाच्या 1/12 हे वस्तुमानाचे एकक म्हणून घेतले गेले. 12C .

19 व्या शतकात अनेक घटकांचे अणू वस्तुमान प्रायोगिकरित्या स्थापित केले गेले. उदाहरणार्थ, हे ज्ञात होते की तांबे सल्फरवर प्रतिक्रिया देऊन तांबे सल्फाइड तयार करतात. CuS जेथे प्रति तांबे अणू एक सल्फर अणू आहे. ज्यांनी प्रवेश केला त्यांच्या वस्तुमानाची गणना

सल्फर आणि तांब्याच्या प्रतिक्रियेत, त्यांच्या लक्षात आले की अभिक्रिया केलेल्या सल्फरचे वस्तुमान अभिक्रिया केलेल्या तांब्याच्या वस्तुमानाच्या अर्धे आहे आणि म्हणून, प्रत्येक तांबेचा अणू सल्फरच्या अणूपेक्षा 2 पट जड आहे. त्याचप्रमाणे, इतर घटकांचे अणू द्रव्यमान ऑक्सिजन - ऑक्साईडसह त्यांच्या संयुगांच्या निर्मितीच्या प्रतिक्रियांद्वारे स्थापित केले गेले.

अमूमध्ये व्यक्त केलेल्या अणूंच्या निरपेक्ष वस्तुमानांची संख्यात्मक मूल्ये, सापेक्ष अणू वस्तुमानाच्या मूल्यांशी जुळतात.

घटकांच्या सापेक्ष अणू वस्तुमानाची मूल्ये डीआय द्वारे रासायनिक घटकांच्या नियतकालिक प्रणालीमध्ये दिली जातात. मेंडेलीव्ह. एखाद्या घटकामध्ये अनेक समस्थानिक असल्यास, सर्व समस्थानिकांच्या वस्तुमानाचे सरासरी मूल्य नियतकालिक सारणीमध्ये अणू वस्तुमान म्हणून दर्शवले जाते.

संगणकीय समस्या सोडवताना अणू वस्तुमान गोळा केले आहेअंकगणिताच्या नियमांनुसार जवळची पूर्ण संख्या.

उदाहरणार्थ: Ar(P)=31, Ar(Ge)=73, Ar(Zn)=65

अपवादक्लोरीन आहे, ज्याचे अणू वस्तुमान जवळच्या दहाव्या गोलाकार आहे:

तथापि, बहुतेक परीक्षा आणि मूलभूत स्तरावरील समस्यांमध्ये, तांब्याचे वस्तुमान पूर्ण संख्येपर्यंत पूर्ण केले जाते: Ar(Cu)=64.

एका घटकाच्या सरासरी अणु वस्तुमानाची गणना

नियतकालिक सारणीमध्ये दिलेल्या घटकांच्या अणू वस्तुमानांची अपूर्णांक मूल्ये असतात. हे या वस्तुस्थितीमुळे आहे की या प्रकरणात आम्ही घटकाच्या सरासरी सापेक्ष अणू वस्तुमानाबद्दल बोलत आहोत. पृथ्वीच्या कवचातील घटकाच्या समस्थानिकांची विपुलता लक्षात घेऊन त्याची गणना केली जाते:

Ar(X)=Ar(aX)⋅ω(aX)+Ar(bX)⋅ω(bX)+…,

जेथे Ar हे घटक X चे सरासरी सापेक्ष अणु वस्तुमान आहे,

Ar(aX), Ar(bX) - घटक X च्या समस्थानिकांचे सापेक्ष अणू वस्तुमान,

ω(aX),ω(bX) - निसर्गातील या घटकाच्या सर्व अणूंच्या एकूण वस्तुमानाच्या संबंधात X मूलद्रव्याच्या संबंधित समस्थानिकांचे वस्तुमान अपूर्णांक.

उदाहरणार्थ, क्लोरीनमध्ये दोन नैसर्गिक समस्थानिक आहेत - 35Cl (वजनानुसार 75.78%) आणि 37Cl (24.22%). क्लोरीन घटकाचे सापेक्ष अणू वस्तुमान आहे:

Ar(Cl)=Ar(35Cl)⋅ω(35Cl)+Ar(37Cl)⋅ω(37Cl)

Ar(Cl)=35⋅0.7578+37⋅0.2422=26.523+8.9614=35.4844≈35.5

अणूंच्या मूलभूत गुणधर्मांपैकी एक म्हणजे त्यांचे वस्तुमान. अणूचे परिपूर्ण (खरे) वस्तुमान- अत्यंत लहान आहे. मोजमापावर अणूंचे वजन करणे अशक्य आहे, कारण अशा अचूक तराजू अस्तित्वात नाहीत. त्यांची वस्तुमान मोजणीद्वारे निश्चित केली गेली.

उदाहरणार्थ, एका हायड्रोजन अणूचे वस्तुमान 0.000,000,000,000,000,000,000,001,663 ग्रॅम आहे!युरेनियमच्या अणूचे वस्तुमान, सर्वात जड अणूंपैकी एक, अंदाजे 0.000,000,000,000,000,000,000 4 ग्रॅम आहे.

युरेनियम अणूच्या वस्तुमानाचे अचूक मूल्य 3.952 ∙ 10−22 g आहे आणि हायड्रोजन अणू, सर्व अणूंमध्ये सर्वात हलका, 1.673 ∙ 10−24 g आहे.

लहान संख्येसह गणना करणे गैरसोयीचे आहे. म्हणून, अणूंच्या निरपेक्ष वस्तुमानांऐवजी, त्यांचे सापेक्ष वस्तुमान वापरले जाते.

सापेक्ष अणु वस्तुमान

कोणत्याही अणूचे वस्तुमान दुसर्‍या अणूच्या वस्तुमानाशी तुलना करून (त्यांच्या वस्तुमानाचे गुणोत्तर शोधण्यासाठी) ठरवता येते. घटकांच्या सापेक्ष अणू वस्तुमानाचे निर्धारण केल्यापासून, भिन्न अणूंचा वापर तुलना म्हणून केला जातो. एकेकाळी, हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन अणू तुलना करण्यासाठी मूळ मानक होते.

सापेक्ष अणू वस्तुमानाचे एकसंध प्रमाण आणि अणू वस्तुमानाचे एक नवीन एकक स्वीकारले इंटरनॅशनल काँग्रेस ऑफ फिजिसिस्ट (1960) आणि इंटरनॅशनल काँग्रेस ऑफ केमिस्ट (1961) द्वारे एकत्रित.

आजपर्यंत, तुलनेसाठी बेंचमार्क आहे कार्बन अणूच्या वस्तुमानाचा 1/12.या मूल्याला अणु वस्तुमान एकक म्हणतात, संक्षिप्त a.u.m.

अणु द्रव्यमान एकक (a.m.u.) - कार्बन अणूचे 1/12 वस्तुमान

हायड्रोजन अणू आणि युरेनियमचे निरपेक्ष वस्तुमान किती वेळा वेगळे आहे याची तुलना करू. 1 amu, यासाठी आम्ही या संख्यांना एक एक करून विभाजित करतो:

गणनेमध्ये प्राप्त केलेली मूल्ये आणि घटकांचे सापेक्ष अणू वस्तुमान आहेत - तुलनेने कार्बन अणूच्या वस्तुमानाचा 1/12.

तर, हायड्रोजनचे सापेक्ष अणू वस्तुमान अंदाजे 1, आणि युरेनियम - 238 च्या समान आहे.लक्षात घ्या की सापेक्ष अणू वस्तुमानात एकके नसतात, कारण पूर्ण वस्तुमान एकके (ग्राम) विभाजित केल्यावर रद्द होतात.

D.I द्वारे रासायनिक घटकांच्या आवर्त सारणीमध्ये सर्व मूलद्रव्यांचे सापेक्ष अणू वस्तुमान सूचित केले आहे. मेंडेलीव्ह. सापेक्ष अणु वस्तुमान दर्शवण्यासाठी वापरलेले चिन्ह आहे Ar (अक्षर r हे सापेक्ष शब्दाचे संक्षिप्त रूप आहे,म्हणजे सापेक्ष).

घटकांच्या सापेक्ष अणू वस्तुमानाची मूल्ये अनेक गणनांमध्ये वापरली जातात.सामान्य नियमानुसार, नियतकालिक प्रणालीमध्ये दिलेली मूल्ये पूर्ण संख्यांमध्ये पूर्ण केली जातात. लक्षात घ्या की आवर्त सारणीतील घटक सापेक्ष अणू वस्तुमान वाढवण्याच्या क्रमाने सूचीबद्ध केले आहेत.

उदाहरणार्थ, नियतकालिक प्रणाली वापरून, आम्ही अनेक घटकांचे सापेक्ष अणू वस्तुमान निर्धारित करतो:

Ar(O) = 16; Ar(Na) = 23; Ar(P) = 31.
क्लोरीनचे सापेक्ष अणू वस्तुमान सामान्यतः 35.5 असे लिहिले जाते!
Ar(Cl) = 35.5

• सापेक्ष अणू वस्तुमान अणूंच्या निरपेक्ष वस्तुमानाच्या प्रमाणात असतात
• सापेक्ष अणू वस्तुमान निर्धारित करण्यासाठी मानक कार्बन अणूच्या वस्तुमानाच्या 1/12 आहे
• १ अमु = 1.662 ∙ 10−24 ग्रॅम
• सापेक्ष अणू वस्तुमान Ar द्वारे दर्शविले जाते
• गणनेसाठी, क्लोरीनचा अपवाद वगळता, सापेक्ष अणू वस्तुमानांची मूल्ये पूर्णांकांमध्ये पूर्ण केली जातात, ज्यासाठी Ar = 35.5
• सापेक्ष अणु वस्तुमानात एकके नसतात