fysikaalisen kemian tehtävä palstalaisille!

Seuraa 
Viestejä867
Liittynyt31.3.2005

IUPAC on määritellyt ainemäärän yksikön, moolin, seuraavasti:

Mooli on sellaisen systeemin ainemäärä, joka sisältää yhtä monta alkiota kuin mitä 12 g:ssa hiili-12-isotooppia on atomeja.

Toisin sanoen, hiili-12:n moolimassa on määritelmän mukaan tasan 12 g/mol. IUPACin määritelmä yllä olevassa muodossaan on hieman epätarkka: se ei määrittele hiilen olomuotoa. Jos oletetaan, että mooli sitoutumattomia, perustilaisia hiili-12-atomeja painaa tasan 12 g, niin mikä on hiili-12:n moolimassa kokonaan hiili-12:sta muodostuneessa timantissa ? Hiili-hiili-sidoksen sidosenergialle voidaan käyttää arvoa 154 kJ/mol (ts. jos dissosioidaan mooli C-C-sidoksia, tarvitaan 154 kJ energiaa).

(ps. Jos tämä tehtävä on sinulle aivan triviaali, anna muiden yrittää ennen kuin paljastat oman ratkaisusi...)

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Kommentit (6)

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005

Hyvä kysymys. Enkä vastaa kysymykseen vaan totean, että esimerkiksi Wikipediassa on annettu sulamislämpö moolia kohti. Miksi ei kiloa kohti? Onko siellä käytetty jotain sairasta asiantuntijakenkkuilua, jotta kouluja käymätön ei vain saisi selville paljonko menee energiaa alumiinin sulattamiseen.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26854
Liittynyt16.3.2005
Paul M
Hyvä kysymys. Enkä vastaa kysymykseen vaan totean, että esimerkiksi Wikipediassa on annettu sulamislämpö moolia kohti. Miksi ei kiloa kohti? Onko siellä käytetty jotain sairasta asiantuntijakenkkuilua, jotta kouluja käymätön ei vain saisi selville paljonko menee energiaa alumiinin sulattamiseen.

Tuo mooleilla puuhastelu taitaa olla kemistien heiniä. Luultavasti jutun on kirjoittanut joku kemisti. Mooli on kemisteille yhtä luonteva mittayksikkö kuin kilogramma insinöörille. Mooli alumiinia on 27 g.

Taidanpa ilmoittautua alkuperäisen ongelman suhteen tuohon triviaalikerhoon (hei, miksi sieltä kuuluu naurua).

hmk
Seuraa 
Viestejä867
Liittynyt31.3.2005

Taisi olla tylsä tehtävä... No, esitetään nyt sama kysymys vielä hieman toisin:

Jos tasan 12 grammaa (= 1 mooli) yksittäisiä hiili-12 -atomeja yhdistetään timantiksi, mikä on saadun timantin massa?

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26854
Liittynyt16.3.2005
hmk
Taisi olla tylsä tehtävä... No, esitetään nyt sama kysymys vielä hieman toisin:

Jos tasan 12 grammaa (= 1 mooli) yksittäisiä hiili-12 -atomeja yhdistetään timantiksi, mikä on saadun timantin massa?

No lasketaan sitten, kun ei tämä tunnu muuten saavan kansansuosiota. Timanttihilassa jokainen hiili on sitotunut neljään naapuriin. Koska sidoksessa on osallisena kaksi atomia, atomia kohti on siis kaksi sidosta.

Kahdessa moolissa sidoksia on sidosenergiaa E=308 kJ. Se on massavajeena m=E/c^2=3,4E-12 kg.

hmk
Seuraa 
Viestejä867
Liittynyt31.3.2005
Neutroni
No lasketaan sitten, kun ei tämä tunnu muuten saavan kansansuosiota. Timanttihilassa jokainen hiili on sitotunut neljään naapuriin. Koska sidoksessa on osallisena kaksi atomia, atomia kohti on siis kaksi sidosta.

Kahdessa moolissa sidoksia on sidosenergiaa E=308 kJ. Se on massavajeena m=E/c^2=3,4E-12 kg.

Jees. Triviaalikerhon vastaus on oikein

Eli 12 grammasta hiiliatomeja saadaan (12 g) - m = 11,999 999 997 grammaa painava timantti. Oikeastaan tehtävän ainoa "hankaluus" oli päätellä tuo sidosten lukumäärä hiiliatomia kohti. Tulos osoittaa mm., että kemiallisen sitoutumisen aiheuttama massavaje voidaan jättää huomiotta laskettaessa yhdisteen moolimassaa alkuaineiden moolimassojen perusteella, sillä punnitustarkkuus ei (ainakaan vielä) yllä tuolle tasolle. Samoin moolin määritelmään ei välttämättä tarvitse täsmentää hiilen olomuotoa.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Uusimmat

Suosituimmat