Haluaisin puhua tärkeistä asioista, joita harvoin selitetään puhdistusjärjestelmiä myyvien yritysten verkkosivuilla, mutta on paljon mukavampaa ymmärtää, mistä puhumme valittaessa suodatinta perheellesi tai työllesi. Tässä katsauksessa esitellään joitakin tärkeitä näkökohtia, jotka on otettava huomioon suodatinta valittaessa.

Mitä ovat mikroni ja nanometri?

Jos etsit vedensuodatinta, törmäsit todennäköisesti nimeen "mikroni". Mitä tulee mekaanisiin patruunoihin, voit usein nähdä lauseita, kuten "yksikkö suodattaa karkeita epäpuhtauksien hiukkasia, joiden koko on vähintään 10 mikronia". Mutta kuinka paljon se on - 10 mikronia? Haluaisin tietää, minkälaista likaa 10 mikronille suunniteltu patruuna päästää läpi. Kalvoista (olipa kyseessä virtaussuodatin tai käänteisosmoosi) käytetään toista termiä - nanometri, joka on myös vaikea esittää kokoa. Yksi mikroni on 0,001 millimetriä, eli jos jaamme ehdollisesti yhden millimetrin 1000 jakoon, saamme täsmälleen 1 mikronin. Nanometri on 0,001 mikronia, mikä on olennaisesti millimetrin miljoonasosa. Nimet "mikroni" ja "nanometri" on keksitty yksinkertaistamaan tällaisten pienten lukujen esittämistä.

Mikroneja käytetään useimmiten edustamaan polypropeeni- tai hiilipatruunoiden tuottaman suodatussyvyyttä, nanometrejä kuvaamaan ultrasuodatuksen tai käänteisosmoosikalvojen tuottamaa suodatustasoa.

Mitä eroja on vedensuodattimilla?

Suodattimia on 3 päätyyppiä: läpivirtaus, läpivirtaus ultrasuodatuskalvolla (kalvolla) ja käänteisosmoosisuodattimet. Mikä on tärkein ero näiden järjestelmien välillä? Läpivirtaussuodatinta voidaan pitää peruspuhdistuksena, koska se harvoin puhdistaa veden juomakelpoiseksi - toisin kuin kahdessa muussa suodatintyypissä, läpivirtaussuodattimien jälkeen vesi on keitettävä ennen käyttöä (poikkeuksia ovat järjestelmät, jotka sisältävät Aragonia , Aqualene ja Ecomix materiaalit). Kalvosuodattimet - ultrasuodatuskalvolla varustetut suodattimet puhdistavat veden kaikenlaisista epäpuhtauksista, mutta jättävät veden suolatasapainon ennalleen - eli luonnollinen kalsium, magnesium ja muut mineraalit jäävät veteen. Käänteisosmoosijärjestelmä puhdistaa veden täydellisesti, mukaan lukien mineraalit, bakteerit, suolat - suodattimen ulostulossa vesi sisältää, kummallista kyllä, yksinomaan vesimolekyylejä.

Kloori on haitallisin veden saasteita.

Tyypillisesti epäpuhtauksien poistamiseksi vedestä kalvojärjestelmällä kalvon huokosten tulee olla pienempiä kuin elementin mitat. Tämä ei kuitenkaan toimi kloorin kanssa, koska sen molekyylin mitat ovat yhtä suuret kuin vesimolekyylin mitat, ja jos teet kalvon huokoset pienemmiksi kuin kloorin mitat, vesi ei pääse kulkemaan läpi. jompikumpi. Tämä on sellainen paradoksi. Siksi kaikissa käänteisosmoosijärjestelmissä osana esisuodattimia ja jälkisuodattimia on hiilipatruunat, jotka puhdistavat kloorin perusteellisesti vedestä. Ja huomaa, koska tärkein " päänsärky"Ukrainalainen vesi on juuri klooria; jos haluat ostaa käänteisosmoosia, sinun tulee valita järjestelmä, jossa on kaksi hiilipatruunaa esisuodattimessa - tämä osoittaa puhdistuksen laadun.

Toivomme, että esitetyt tiedot olivat hyödyllisiä sinulle. Lisätietoja löytyy verkkosivuilta

Ja alajakso, jossa yleinen hahmotelma tarkasteli nykyaikaisia ​​seulaperiaatteeseen perustuvia suodatusmenetelmiä. Ja he vihjasivat siihen kalvonpuhdistusaineet puhdistaa vettä vaihtelevalla laadulla, joka riippuu näiden kalvoseulojen "solujen", joita kutsutaan huokosiksi, koosta. Vastaavasti, veden mikrosuodatus- Tämä on ensimmäinen kalvovedenpuhdistusjärjestelmien teknologia, jota harkitsemme.

Veden mikrosuodatus on veden puhdistusta suurten molekyylien (makromolekyylien) tasolla, kuten asbestihiukkaset, maali, hiilipöly, alkueläinkystat, bakteerit, ruoste. Makrosuodatus (veden) vaikuttaa hiekkaan, suuriin lietehiukkasiin, suuriin ruostehiukkasiin jne.

Voimme karkeasti sanoa, että makrosuodatus seuloa pois hiukkaskoot, jotka ovat suurempia kuin 1 mikrometri (jos käytetään erityistä yhden mikronin patruunaa). Vaikka hiukkaskoko, jonka mikrosuodatus poistaa, on hiukkasia 1 mikronista 0,1 mikroniin.

Saatat kysyä: "Mutta jos 0,1 mikronin hiukkaset poistetaan, eikö 100 mikronin hiukkasia vangittaisiin mikrosuodatuksella? Miksi kirjoittaa "1 mikroni - 0,1 mikronia" - se on ristiriita?"

Itse asiassa ei ole mitään erityistä ristiriitaa. Veden mikrosuodatus todellakin poistaa sekä bakteerit että valtavat hiekkapalat. Mutta mikrosuodatuksen tarkoituksena ei ole poistaa suuria hiekkapaloja. Mikrosuodatuksen tarkoitus on "poistaa tietyn kokoluokan hiukkaset". Miten sitten O Suuremmat hiukkaset yksinkertaisesti tukkivat puhdistimen ja aiheuttavat lisäkustannuksia.

Joten siirrytään veden mikrosuodatuksen ominaisuuksiin.

Koska mikrosuodatus poistaa 0,1-1 mikronin kokoiset hiukkaset, voimme sanoa sen mikrosuodatus on kalvoteknologia veden puhdistamiseen, joka tapahtuu kalvoseuloilla, joiden huokossolujen halkaisija on 0,1-1 mikronia. Eli tällaisilta kalvoilta poistetaan kaikki aineet, jotka ovat suurempia kuin 0,5-1 mikronia:

Se, kuinka täydellisesti ne poistetaan, riippuu huokosten halkaisijasta ja esimerkiksi bakteerien todellisesta koosta. Joten jos bakteeri on pitkä mutta ohut, se mahtuu helposti mikrosuodatuskalvon huokosten läpi. Ja paksumpi pallomainen bakteeri jää "seulan" pinnalle.

Yleisin mikrosuodatuksen käyttötapa on elintarviketeollisuudessa(maidon kuorimiseen, mehujen tiivistämiseen) ja lääketieteessä(lääkkeiden raaka-aineiden primäärivalmistukseen). Myös mikrosuodatusta käytetään teollisessa juomaveden käsittelyssä- pääasiassa länsimaissa (esimerkiksi Pariisissa). Vaikka on huhuja, että yksi Moskovan vedenkäsittelylaitoksista käyttää myös mikrosuodatustekniikkaa. Ehkä tämä on totta :)

Mutta on myös kotitalouksien suodattimia, jotka perustuvat mikrosuodatukseen.

Yleisin esimerkki on seurata mikrosuodatuskalvoja. Raita sanasta "raita", eli jälki, ja tämä nimi liittyy tämän tyyppisten kalvojen valmistamiseen. Menettely on hyvin yksinkertainen:

1. Polymeerikalvoa pommitetaan hiukkasilla, jotka oman suuren energiansa vuoksi polttavat kalvossa jälkiä - suunnilleen samankokoisia painaumia, koska hiukkaset, joilla pintaa pommitetaan, ovat samankokoisia.
2. Sitten tämä polymeerikalvo syövytetään liuokseen, esimerkiksi happoon, niin että hiukkasiskujen jäljet ​​tulevat läpi.
3. No, sitten yksinkertainen toimenpide polymeerikalvon kuivaamiseksi ja kiinnittämiseksi alustalle - ja siinä kaikki, radan mikrosuodatuskalvo on valmis!

Tämän seurauksena näillä kalvoilla on kiinteä huokoshalkaisija ja alhainen huokoisuus muihin kalvoihin verrattuna. kalvojärjestelmät vedenpuhdistus. Ja johtopäätös: nämä kalvot poistavat vain tietyn kokoisia hiukkasia.

Kotitalouksien mikrosuodatuskalvoista on myös kehittyneempi versio - pinnoitetut mikrosuodatuskalvot aktiivihiili . Eli yllä luetellut vaiheet sisältävät vielä yhden vaiheen - ohuen kerroksen levittämisen. Nämä kalvot poistavat paitsi bakteerit ja mekaaniset epäpuhtaudet myös

• haju,
• eloperäinen aine,
• jne.

On otettava huomioon, että mikrosuodatuskalvojen kohdalla vaara on olemassa. Siten bakteerit, jotka eivät läpäisseet kalvoa alkaa elää tällä kalvolla ja antaa elämäsi tuotteita puhdistettuun veteen. Eli syntyy toissijainen vesimyrkytys. Tämän välttämiseksi on välttämätöntä noudattaa valmistajan ohjeita kalvojen säännöllisestä desinfioinnista.

Toinen vaara on se bakteerit alkavat syödä näitä kalvoja itsestään. Ja he tekevät niihin valtavia reikiä, joiden avulla aineet, jotka kalvon tulisi säilyttää, pääsevät läpi. Tämän estämiseksi sinun tulee ostaa bakteereja kestäviin aineisiin perustuvia suodattimia (esimerkiksi keraamisia mikrosuodatuskalvoja) tai valmistautua vaihtamaan mikrosuodatuskalvot usein.

Mikrosuodatuskalvojen toistuvaan vaihtoon rohkaisee myös se, että ne ei ole varustettu huuhtelumekanismilla. Ja kalvon huokoset ovat yksinkertaisesti tukkeutuneet lialta. Kalvot epäonnistuvat.

Periaatteessa kaikki liittyy mikrosuodatukseen. Mikrosuodatus on melko korkealaatuinen vedenpuhdistusmenetelmä. Kuitenkin,

Mikrosuodatuksen varsinainen tarkoitus ei ole valmistaa vettä juomakelpoiseksi (bakteerikontaminaation vaaran vuoksi), vaan veden esikäsittely ennen seuraavia vaiheita.

Mikrosuodatusvaihe poistaa suurimman osan tulevista vedenkäsittelyvaiheista aiheutuvasta taakasta.

Materiaalien perusteella Vedensuodattimen valinta: http://voda.blox.ua/2008/07/Kak-vybrat-filtr-dlya-vody-22.html

Molekyylejä on eri kokoisia ja muotoisia. Selvyyden vuoksi kuvaamme molekyylin pallon muodossa kuvitellen, että sen peittää pallomainen pinta, jonka sisällä ovat sen atomien elektroniset kuoret (kuva 4, a). Nykyaikaisten käsitteiden mukaan molekyyleillä ei ole geometrisesti määriteltyä halkaisijaa. Siksi sovittiin ottaa molekyylin halkaisija d kahden molekyylin keskipisteiden väliseksi etäisyydeksi (kuva 4, b), jotka ovat niin lähellä, että niiden väliset vetovoimat tasapainottavat hylkivät voimat.

Kemian kurssista tiedetään, että minkä tahansa aineen kilogramma molekyyli (kilomoli) sisältää sen aggregaatiotilasta riippumatta saman määrän molekyylejä, joita kutsutaan Avogadron numeroksi, nimittäin NA = 6,02*10 26 molekyyliä.

Arvioidaan nyt molekyylin, esimerkiksi veden, halkaisija. Voit tehdä tämän jakamalla kilomoolin vettä Avogadron luvulla. Kilomoolilla vettä on massa 18 kg. Olettaen, että vesimolekyylit sijaitsevat lähellä toisiaan ja sen tiheyttä 1000 kg/m3, voimme sanoa sen 1 kmol vesi vie tilavuutta V = 0,018 m3. Yksi vesimolekyyli vastaa tilavuudesta

Ottamalla molekyylin palloksi ja käyttämällä pallon tilavuuden kaavaa laskemme vesimolekyylin likimääräisen halkaisijan, muuten lineaarisen koon:

Kuparimolekyylin halkaisija 2,25*10 -10 m. Kaasumolekyylien halkaisijat ovat samaa luokkaa. Esimerkiksi vetymolekyylin halkaisija 2,47 * 10 - 10 m, hiilidioksidi - 3,32*10 -10 m. Tämä tarkoittaa, että molekyylin halkaisija on suuruusluokkaa 10-10 m. Pitkään 1 cm Lähellä voi olla 100 miljoonaa molekyyliä.

Arvioidaan molekyylin, esimerkiksi sokerin (C 12 H 22 O 11) massa. Tätä varten tarvitset kilomoolia sokeria (μ = 342,31 kg/kmol) jaettuna Avogadron luvulla eli sisällä olevien molekyylien lukumäärällä

Kunnallinen oppilaitos

"Peruslukio nro 10"

Molekyylihalkaisijan määritys

Laboratoriotyöt

Esittäjä: Masaev Evgeniy

7 luokka "A"

Pää: Reznik A.V.

Guryevskyn alueella

Johdanto

Siinä lukuvuosi Aloin opiskella fysiikkaa. Opin, että meitä ympäröivät kappaleet koostuvat pienistä hiukkasista - molekyyleistä. Olin kiinnostunut molekyylien koosta. Pienen koonsa vuoksi molekyylejä ei voida nähdä paljaalla silmällä tai tavallisella mikroskoopilla. Luin, että molekyylejä voi nähdä vain elektronimikroskoopilla. Tutkijat ovat osoittaneet, että eri aineiden molekyylit eroavat toisistaan, mutta saman aineen molekyylit ovat samoja. Halusin mitata molekyylin halkaisijan käytännössä. Mutta valitettavasti koulun opetussuunnitelma ei sisällä tällaisten ongelmien tutkimista, ja sen huomioon ottaminen osoittautui vaikeaksi tehtäväksi ja jouduin tutkimaan kirjallisuutta molekyylien halkaisijan määritysmenetelmistä.

Luku minä . Molekyylit

1.1 Ongelman teoriasta

Nykyisessä mielessä molekyyli on aineen pienin hiukkanen, jolla on kaikki sen kemialliset ominaisuudet. Molekyyli pystyy elämään itsenäisesti. Se voi koostua identtisistä atomeista, esimerkiksi happi O 2, otsoni O 3, typpi N 2, fosfori P 4, rikki S 6 jne., tai eri atomeista: tämä sisältää kaikkien monimutkaisten aineiden molekyylit. Yksinkertaisimmat molekyylit koostuvat yhdestä atomista: nämä ovat inerttien kaasujen molekyylejä - helium, neon, argon, krypton, ksenon, radon. Niin sanotuissa korkean molekyylipainon yhdisteissä ja polymeereissä jokainen molekyyli voi koostua sadoista tuhansista atomeista.

Kokeellisen todisteen molekyylien olemassaolosta antoi vakuuttavimmin ranskalainen fyysikko J. Perrin vuonna 1906 tutkiessaan Brownin liike. Se, kuten Perrin osoitti, on seurausta molekyylien lämpöliikkeestä - eikä mistään muusta.

Molekyylin olemusta voidaan kuvata toisestakin näkökulmasta: molekyyli on stabiili järjestelmä, joka koostuu atomiytimistä (samanlaisista tai erilaisista) ja niitä ympäröivistä elektroneista, ja Kemialliset ominaisuudet molekyylit määrittävät atomien ulkokuorissa olevat elektronit. Atomit yhdistyvät useimmissa tapauksissa molekyyleiksi kemialliset sidokset. Tyypillisesti tällaisen sidoksen muodostaa yksi, kaksi tai kolme elektroniparia, jotka jaetaan kahden atomin välillä.

Molekyylien atomit liittyvät toisiinsa tietyssä järjestyksessä ja jakautuvat avaruudessa tietyllä tavalla. Atomien välisillä sidoksilla on eri vahvuudet; se arvioidaan energiamäärällä, joka täytyy käyttää atomien välisten sidosten katkaisemiseen.

Molekyyleille on ominaista tietty koko ja muoto. Eri tavoilla määritettiin, että 1 cm3 mitä tahansa kaasua normaaleissa olosuhteissa sisältää noin 2,7 x 1019 molekyyliä.

Ymmärtääksesi kuinka suuri tämä luku on, voit kuvitella, että molekyyli on "tiili". Sitten jos otat tiilet, jotka vastaavat molekyylien lukumäärää 1 cm 3:ssä kaasua normaaleissa olosuhteissa, ja asetat ne tiiviisti koko maapallon maanpinnalle, ne peittäisivät pinnan 120 m korkealla kerroksella, joka on lähes 4 kertaa korkeampi kuin 10-kerroksinen rakennus. Molekyylien valtava määrä tilavuusyksikköä kohti osoittaa molekyylien hyvin pienen koon. Esimerkiksi vesimolekyylin massa on m=29,9 x 10 -27 kg. Molekyylien koot ovat vastaavasti pieniä. Molekyylin halkaisijaksi katsotaan pienin etäisyys, jolle hylkivät voimat sallivat niiden lähestyä. Molekyylikoon käsite on kuitenkin ehdollinen, koska molekyylietäisyyksillä klassisen fysiikan käsitteet eivät aina ole perusteltuja. Molekyylien keskikoko on noin 10-10 m.

Molekyyli vuorovaikutuksessa olevista elektroneista ja ytimistä koostuvana järjestelmänä voi olla eri tilassa ja siirtyä tilasta toiseen pakotetusti (ulkoisten vaikutusten vaikutuksesta) tai spontaanisti. Kaikille tietyn tyyppisille molekyyleille on tunnusomaista tietyt tilat, joiden avulla voidaan tunnistaa molekyylit. Itsenäisenä muodostelmana molekyylillä on jokaisessa tilassa tietty joukko fyysiset ominaisuudet, nämä ominaisuudet säilyvät tavalla tai toisella siirryttäessä molekyyleistä niistä koostuvaan aineeseen ja määrittävät tämän aineen ominaisuudet. Kemiallisten muutosten aikana yhden aineen molekyylit vaihtavat atomeja toisen aineen molekyyleihin, hajoavat molekyyleiksi, joissa on vähemmän atomeja ja myös kemialliset reaktiot muita tyyppejä. Siksi kemia tutkii aineita ja niiden muutoksia erottamattomassa yhteydessä molekyylien rakenteeseen ja tilaan.

Sähköisesti neutraalia hiukkasta kutsutaan yleensä molekyyliksi. Aineessa positiiviset ionit esiintyvät aina yhdessä negatiivisten ionien kanssa.

Molekyyliin sisältyvien atomiytimien lukumäärän perusteella molekyylit erotetaan kaksiatomisista, kolmiatomisista jne. Jos atomien määrä molekyylissä ylittää satoja ja tuhansia, molekyyliä kutsutaan makromolekyyliksi. Kaikkien molekyylin muodostavien atomien massojen summaa pidetään molekyylimassana. Molekyylipainon perusteella kaikki aineet jaetaan tavanomaisesti pieni- ja korkeamolekyylisiin.

1.2 Molekyylien halkaisijan mittausmenetelmät

Molekyylifysiikassa tärkeimmät "toimijat" ovat molekyylejä, käsittämättömän pieniä hiukkasia, jotka muodostavat jokaisen aineen maailmassa. On selvää, että monien ilmiöiden tutkimiseksi on tärkeää tietää, mitä molekyylejä ne ovat. Erityisesti mikä on niiden koko.

Kun ihmiset puhuvat molekyyleistä, niitä pidetään yleensä pieninä, elastisina, kovina palloina. Siksi molekyylien koon tunteminen tarkoittaa niiden säteen tuntemista.

Pienyydestä huolimatta molekyylikoko, fyysikot ovat pystyneet kehittämään monia tapoja määrittää ne. Physics 7 puhuu niistä kahdesta. Hyödynnetään joidenkin (hyvin harvojen) nesteiden ominaisuutta levitä yhden molekyylin paksuisen kalvon muodossa. Toisessa hiukkaskoko määritetään käyttämällä monimutkaista laitetta - ioniprojektoria.

Molekyylien rakennetta tutkitaan erilaisilla kokeellisilla menetelmillä. Elektronidiffraktio, neutronidiffraktio ja röntgenrakenneanalyysit antavat suoraa tietoa molekyylien rakenteesta. Elektronidiffraktio, menetelmä, joka tutkii elektronien sirontaa molekyylisäteen vaikutuksesta kaasufaasissa, mahdollistaa geometristen konfiguraatioparametrien laskemisen eristetyille suhteellisen yksinkertaisille molekyyleille. Neutronidiffraktio ja röntgensäderakenneanalyysi rajoittuvat molekyylien tai yksittäisten järjestettävien fragmenttien rakenteen analysointiin kondensoituneessa faasissa. Yllä olevan tiedon lisäksi röntgentutkimukset mahdollistavat kvantitatiivisen tiedon hankkimisen elektronitiheyden tilajakaumasta molekyyleissä.

Spektroskooppiset menetelmät perustuvat kemiallisten yhdisteiden spektrien yksilöllisyyteen, joka määräytyy kullekin molekyylille ominaisten tilojen ja vastaavien energiatasojen mukaan. Nämä menetelmät mahdollistavat aineiden kvalitatiivisen ja kvantitatiivisen spektrianalyysin.

Spektrin mikroaaltoalueen absorptio- tai emissiospektrit mahdollistavat pyörimistilojen välisten siirtymien tutkimisen, molekyylien hitausmomenttien ja niiden perusteella - sidospituuksien, sidoskulmien ja muiden molekyylien geometristen parametrien tutkimisen. Infrapunaspektroskopia tutkii pääsääntöisesti värähtely-kiertotilojen välisiä siirtymiä, ja sitä käytetään laajalti spektri- ja analyyttisiin tarkoituksiin, koska monet molekyylien tiettyjen rakenteellisten fragmenttien värähtelytaajuudet ovat ominaisia ​​ja muuttuvat hieman siirtyessään molekyylistä toiseen. Samaan aikaan infrapunaspektroskopia mahdollistaa tasapainon geometrisen konfiguraation arvioimisen. Molekyylien spektrit optisella ja ultraviolettitaajuusalueella liittyvät pääasiassa elektronisten tilojen välisiin siirtymiin. Heidän tutkimuksensa tuloksena on tietoa eri tilojen potentiaalisten pintojen ominaisuuksista ja molekyylivakioiden arvoista, jotka määrittävät nämä potentiaaliset pinnat, sekä molekyylien eliniän viritetyissä tiloissa ja todennäköisyyksiä siirtyä tilasta toiseen. toinen.

Ainutlaatuista tietoa molekyylien elektronirakenteen yksityiskohdista tarjoavat valo- ja röntgenfotoelektronispektrit sekä Auger-spektrit, joiden avulla voidaan arvioida molekyylien kiertoradan symmetriatyyppiä ja elektronitiheysjakauman ominaisuuksia. . Laserspektroskopia (eri taajuusalueilla), jolle on ominaista poikkeuksellisen korkea viritysselektiivisyys, on avannut laajat mahdollisuudet molekyylien yksittäisten tilojen tutkimiseen. Pulssilaserspektroskopian avulla voidaan analysoida lyhytikäisten molekyylien rakennetta ja niiden muutoksia sähkömagneettisessa kentässä.

Erilaista tietoa molekyylien rakenteesta ja ominaisuuksista saadaan tutkimalla niiden käyttäytymistä ulkoisissa sähkö- ja magneettikentissä.

Molekyylien (tai atomien) säteiden laskemiseen on kuitenkin olemassa hyvin yksinkertainen, vaikkakaan ei tarkin menetelmä, joka perustuu siihen, että aineen molekyylit, kun se on kiinteässä tai nestemäisessä tilassa, voidaan pitää tiiviisti vierekkäin. Tässä tapauksessa karkean arvion saamiseksi voimme olettaa, että tilavuus V jonkin verran massaa m aineen määrä on yksinkertaisesti yhtä suuri kuin sen sisältämien molekyylien tilavuuksien summa. Sitten saadaan yhden molekyylin tilavuus jakamalla tilavuus V molekyylien lukumäärää kohden N .

Molekyylien lukumäärä kehon painossa m samoin, kuten tiedetään,

, Missä M- aineen moolimassa N A on Avogadron numero. Siksi äänenvoimakkuus V Yhden molekyylin 0 määritetään yhtälöstä .

Tämä lauseke sisältää aineen tilavuuden suhteen sen massaan. Päinvastoin on totta

on aineen tiheys, joten

LUKU 4. ALKUTIEDOT AINEEN RAKENTEESTA

Tämän aiheen ongelmien ratkaisemisen pitäisi auttaa opiskelijoita kehittämään alustavia käsityksiä aiheesta molekyylirakenne aineita.

Tehtävissä on otettava huomioon ensinnäkin seuraavat tosiasiat: tieteellinen selitys joka johtaa väistämättä ajatukseen, että kappaleet koostuvat pienistä hiukkasista - molekyyleistä.

Seuraavaksi pitäisi ratkaista joukko ongelmia, jotka antavat käsityksen molekyylien koosta sekä niiden ominaisuuksista, liikkeestä ja vuorovaikutuksesta. Opiskelijoiden matemaattisen valmistautumisen puutteen vuoksi useimpien tehtävien on oltava korkealaatuisia.

Huomiota on kiinnitettävä myös kokeellisiin ongelmiin. Oppilaat voivat myös tehdä yksinkertaisia ​​kokeellisia tehtäviä kotona.

Saatua tietoa aineiden molekyylirakenteesta käytetään sitten selittämään eroja kiinteän, nestemäisen ja kaasumaisen aineen välillä.

1. Molekyylien olemassaolo. Molekyylikoot

Alkuperäistä käsitettä molekyyleistä ja niiden koosta on hyödyllistä selventää ja syventää tehtävien avulla, joissa annetaan valokuvia elektronimikroskoopilla saaduista molekyyleistä.

Ongelmien ratkaiseminen, jotka osoittavat molekyylien monimutkaisen rakenteen, ei ole välttämätöntä. Mutta johdantosuunnitelmassa, erityisesti luokissa, joilla on vahva akateeminen suorituskyky, voit harkita 2-3 ongelmaa, jotka osoittavat, että monimutkaisten aineiden molekyylit koostuvat pienemmistä hiukkasista - atomeista.

Laadullisten lisäksi voit antaa ongelmia molekyylien absoluuttisen ja suhteellisen koon yksinkertaisissa laskelmissa.

43. Kuva 11 esittää valokuvan hiukkasesta kiinteä, saatu elektronimikroskoopilla. Mikä

Riisi. 11. (katso skannaus)

Voidaanko tämän valokuvan perusteella tehdä johtopäätös kiinteän aineen rakenteesta? Määritä yhden hiukkasen - molekyylin - koko valokuvassa näkyvän mittakaavan avulla.

Ratkaisu. Huomiota kiinnitetään siihen, että kaikki molekyylit ovat identtisiä, sijaitsevat kiinteässä tilassa tietyssä järjestyksessä ja niillä on niin tiheä pakkaus, että niiden väliin jää vain pieniä rakoja.

Molekyylien halkaisijan määrittämiseksi laske niiden lukumäärä (50) ilmoitetulla etäisyydellä 0,00017 cm ja laskemalla saadaan selville, että molekyylin halkaisija on noin 0,000003 cm.

Kerro oppilaille, että tämä on jättimäinen molekyyli. Esimerkiksi vesimolekyylin halkaisija on noin sata kertaa pienempi.

44. Optisen mikroskoopin avulla voit erottaa noin 0,00003 cm:n kokoiset esineet.Onko tällaisessa mikroskoopissa mahdollista nähdä vesipisara, jonka halkaisija on sata, tuhat, miljoona molekyyliä? Vesimolekyylin halkaisija on noin

Näin ollen optisella mikroskoopilla näet vain vesipisaran, jonka halkaisija on vähintään 1000 kertaa suurempi kuin vesimolekyylin halkaisija. Itse vesimolekyylejä ei voi nähdä optisella mikroskoopilla.

45. Molekyylien lukumäärä ilmassa normaalipaineessa ja 0°C:ssa on . Olettaen, että yhden kaasumolekyylin halkaisija on noin 0,00000003 cm, laske kuinka pitkiä "helmet" olisivat, jos kaikki nämä molekyylit voitaisiin pujottaa tiukasti näkymättömään lankaan.

Vastaus. 8 miljoonaa km.

46(e). Aseta kaksi koeputkea ylösalaisin veteen ja laita niihin akun napoihin kiinnitetyt paljaat johdot Tarkkaile kaasukuplia ja tutki niiden koostumusta kytevän sirun avulla. Mistä kaasut tulivat?

Ratkaisu. Toisessa koeputkessa olevien sirpaleiden kirkkaan palamisen ja toisessa välähdyksen perusteella päätellään, että yhdessä koeputkessa oli happea ja toisessa vetyä.

He selittävät, että kaasuja ilmaantui vesimolekyylin hajoamisen aikana. Näin ollen molekyylin ominaisuudet eivät säily, kun se jaetaan pienempiin osiin. Opiskelijoille voidaan kertoa, että vesi hajoaa myös hapeksi ja vedyksi, kun vesihöyryä kuumennetaan erittäin korkeaan lämpötilaan.