Метод Дюлонга-Пти

Методы определения атомных масс

1. Метод Канниццаро

Этот метод пригоден для определения атомных масс элементов, образующих соединения с молекулярной структурой (т.е. преимущественно для неметаллов). Для установления атомной массы определяют молекулярные массы и содержание элемента для возможно большего числа соединений, содержащих данный элемент. Далее рассчитывают сколько единиц от молекулярной массы приходится на долю данного элемента. Полученные величины равны массе всех атомов определяемого элемента в молекуле

где w - массовая доля (%) данного элемента в соединении, n – целое число. За атомную массу принимается наименьшее из значений n×A_r, так как в молекуле не может меньше одного атома данного элемента.

В табл. 1 приведены результаты определения атомной массы углерода по методу Канниццаро. Из данных таблицы видно, что A_r(C) следует принять равной 12.

Таблица 1

Определение атомной массы углерода по Канниццаро

Соединение	С, масс.%	Mr	n×Ar
Углекислый газ	27,3
Угарный газ	42,9
Циановодород	44,4
Метан	75,0
Этан	80,0
Бензол	92,3

Данный метод основан на измерении атомных теплоемкостей простых веществ. Атомная теплоемкость простого вещества – это количество теплоты, необходимое для нагревания моля атомов соответствующего элемента на 1 К.

С_А = С×А

где С – удельная теплоемкость, А – молярная масса элемента. Исследуя атомные теплоемкости, П. Дюлонг и А. Пти установили закономерность, названную правилом Дюлонга-Пти (1819 г.): а томная теплоемкость простых веществ есть величина постоянная.

Правило Дюлонга-Пти подтверждает табл. 2, в которой приведены удельные и атомные теплоемкости некоторых простых веществ. В среднем значения атомных теплоемкостей близки к 25 кДж/моль×К.

Таблица 2

Атомные теплоемкости некоторых простых веществ

Вещество	Ar	C, Дж/г×К	СА, Дж/моль×К
Литий	6,94	3,58	24,85
Алюминий	26,98	0,903	24,35
a-Сера	32,06	0,705	22,61
Железо	56,84	0,440	25,00
Селен	78,96	0,320	25,3
Молибден	95,94	0,251	24,1
Ртуть	200,59	0,140	27,99
Свинец	207,2	0,128	26,44

Приведенное выше уравнение позволяет определить приблизительное значение атомной массы, если известна удельная теплоемкость вещества:

Чтобы уточнить найденное значение А', его следует сопоставить с эквивалентной массой элемента. Последняя либо равна атомной массе, либо в целое число раз меньше ее.

В качестве примера определим атомную массу алюминия, для которого С = 0,903 Дж/г×К, а М_Э(Al) = 8,99 г/моль.

Найдем частное от деления A' на М_Э(Al) и округлим полученную величину (валентность) до целого числа

Тогда

А = М_Э(Al)×n = 8,99×3 = 26,97 г/моль

Дата добавления: 2014-10-17