Физикадагы типтүү тапшырма – белгилүү бир тышкы шарттарда ар кандай заттардын көлөмүн эсептөө. Бул заттардын бири сымап - уникалдуу физикалык касиеттери бар металл. Бул макалада физика боюнча төмөнкү маселени чечүү жолдорун карап чыгабыз: 100 моль сымап канча көлөмдү ээлейт?
Сымап деген эмне?
Бул мезгилдик таблицадагы 80-сандын астындагы химиялык элемент. Анын сол жактагы коңшусу алтын. Сымап Hg (гидраргирум) белгиси менен белгиленет. Латынча аты "суюк күмүш" деп которулса болот. Чынында эле, бөлмө температурасында элемент суюктук түрүндө болот, ал күмүш түстө болот.
Каралып жаткан элемент жалгыз суюк металл. Бул чындык атомдорунун уникалдуу электрондук түзүлүшүнө байланыштуу. Толугу менен толтурулган электрон кабыктары менен абдан туруктуу. Бул жагынан сымап инерттүү газдарга окшош. Атомдун туруктуулугуандан электронду ажыратуу кыйынчылыгына алып келет. Акыркысы Hg атомдорунун ортосунда металлдык байланыш жок экенин билдирет, алар ван-дер-Ваальстын алсыз күчтөрүнөн улам гана бири-бири менен өз ара аракеттенишет.
Сымап буга чейин -39да эрийт oC. Натыйжада суюктук абдан оор. Анын тыгыздыгы 13,546 кг/м3, бул дистилденген суудан 13,5 эсе көп. Бул тыгыздыктын мааниси элементтин атомдук массасынын чоң маанисине байланыштуу, ал 200,59 a.m.u.
Мындан ары макалада 100 моль сымап канча көлөмдү ээлейт деген суроого жооп беребиз. Бул көйгөйдү эки башка жол менен чечсе болот.
Маселени биринчи жол менен чечүү
: «100 моль сымаптын көлөмү канча?» деген суроого жооп берүү үчүн тиешелүү эксперименттик маалыматтарга кайрылуу керек. Бул молярдык көлөм жөнүндө. Мындай маалыматтарды маалымдама адабиятынан тапса болот. Ошентип, таблицалардын биринде биз 293 К (20 oC) учурда каралып жаткан суюк металлдын молярдык көлөмү 14,81 см3 /моль. Башкача айтканда, 1 моль Hg атому 14,81 см3 көлөмүн ээлейт. Маселенин суроосуна жооп берүү үчүн бул санды 100гө көбөйтүү жетиштүү.
Ошентип, жооп алабыз: 100 моль сымаптын көлөмү 1481 см3 барабар, бул иш жүзүндө 1,5 литрге туура келет.
Биз молярдык көлөмдүн маанисин 20 oC үчүн колдонгонубузду эске алыңыз. Бирок, алынган жооп сымап башка астында каралса, көп деле өзгөрбөйттемпература, анткени анын термикалык кеңейүү коэффициенти өтө кичинекей.
Экинчи чечим
100 моль сымап канча көлөмдү ээлейт деген суроого мурункусунан башкача ыкма менен жооп бериңиз. Бул үчүн биз каралып жаткан металлдын тыгыздыгы жана молярдык массасы боюнча маалыматтарды колдонушубуз керек.
Маселени чечүүнүн баштапкы формуласы төмөнкү туюнтма болот:
ρ=м/V.
V маанисин кайдан билдирсем болот:
V=m/ρ.
Заттын n=100 моль массасы төмөнкүчө аныкталат:
m=nM.
Мында M – бир моль сымаптын массасы. Анда көлөмдү аныктоонун жумушчу формуласы төмөнкүчө жазылат:
V=nM/ρ.
Биз жогоруда берген молярдык массанын мааниси, сан жагынан ал атомдук массага барабар, бир моль үчүн грамм менен гана көрсөтүлөт (M=200, 59 г/моль). Сымаптын тыгыздыгы 13,546 кг/м3 же 13,546 г/см3. Бул маанилерди формулага алмаштырабыз, биз алабыз:
V=nM/ρ=100200, 59/13, 546=1481 cm3.
Сиз көрүп тургандай, маселени чечүүнүн мурунку ыкмасына окшош жыйынтыкка ээ болдук.
