Разработка лабораторных работ для проведения лабораторного практикума

ИЗМЕРЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ВЕЩЕСТВА И оценка диаметра атома.

Почему плотности различных веществ различны? Для ответа на этот вопрос обратимся к формуле плотности: ρ=m/V

Масса тела складывается из масс частиц, из которых оно состоит. Другим словами, т = m₀N (.N - общее число частиц). Тогда формула плотности принимает вид: ρ=m₀N/V

N/V=n- число частиц в единице объема (концентрация). Итак ρ=т₀п

Эта формула указывает на две причины различия плотностей веществ - различие в массах составляющих частиц и в их концентрации.

Как вам известно из курса химии (см. справочный отдел), масса частицы т =М/N_а

Измерив плотность вещества и зная массу частицы, можно определить концентрацию: п=ρ/т₀

Определение плотности алюминиевого образца

Оборудование: весы, линейка, штангенциркуль, микрометр, алюминиевый брусок.

Ход работы

1. Определите с точностью до грамма (∆m = 1 г) массу т алюминиевого бруска.

2. Определите линейные размеры образца и рассчитайте объем бруска: V = l •d • h.

3. Рассчитайте плотность алюминия.

4. занесите все данные в таблицу

d,см

h,см

m, см

V,см³

ρ.,г/см³

5.Взяв табличное значение т₀, оцените концентрацию атомов алюминия и их общее число в исследуемом образце.

</ Оценка диаметра атома алюминия

Если известна кристаллическая структура, определена плотность вещества, то можно оценить диаметр атома. Исследования показали, что алюминий имеет гране- центрированную кубическую структуру. Это означает, что центры атомов расположены в вершинах куба и центрах его граней.

Плотность алюминия равна:

Пользуясь этим соотношением, можно оценить диаметр атома алюминия:

Выведем формулу, которая связывает диаметр атома алюминия с плотностью. Для этого проведем плоскости через вершины куба, в которых находятся центры атомов. Мы получим так называемую элементарную ячейку (рис. а), одна грань которой изображена на рис. 6.

d² + d² = d²; а² = 2d²; а = d • 2

Покажем, что в кубе со стороной а расположены 6 половинок атома - всего 3 атома. Еще один атом можно «собрать» из 8 «восьмушек», расположенных в вершинах куба. Итак, в кубе со стороной а находится 4 атома. Масса каждого атома: m₀=M/N_a

Ход работы

1.Взяв табличные данные для молярной массы алюминия и числа Авогадро, а также экспериментальное значение плотности, оцените диаметр атома алюминия.

2.Определите погрешность вычислений, сравнив полученное вами значение со значением диаметра атома алюминия d₀ = 2,86 • 10 ^-8 см, известным из научных исследований.