из следующих уравнений:

1) Н +С1 =НС1 *

2) Н2 +С12 = 2НС1

3) Н3 + С13 = ЗНС? 1и т. д.

Очевиднб, что результатам опыта удовлетворяет второе уравнение. Точно так же, только исходя из двухатомности молекулы водорода, можно было объяснить объемные соотношения, наблюдающиеся при его реакциях с кислородом, азотом и т. д.

Таким образом, если принять массу атома водорода за единицу, то масса его молекулы (Мн) должна равняться двум, и формула для вычисления молекулярных весов приобретает вид

Мх = 2DH

т. е. молекулярный вес вещества в газообразном состоянии равен его удвоенной плотности по отношению к водороду. Следовательно^ для определения молекулярного веса достаточно знать массу некоторого объема исследуемого вещества в газообразном состоянии и массу такого же объема водорода при тех же условиях.1

Пример. Масса некоторого объема газообразного хлора оказалась равной 1,5805 г. Масса такого же объема водорода при тех же условиях — 0,0449 г. Найти молекулярный вес хлора.

Плотность хлора по отношению к водороду будет равна 1.5805 : 0,0449 = 35,2. Молекулярный вес равен удвоенной плотности, т. е. 2-35,2 или 70,4.

Еще в начале текущего столетия (1906 г.) за единицу молекулярных и атомных весов стали принимать Vie массы атома кислорода («кислородную единицу»), что было более удобно, так как при этом атомные веса многих элементов становились близкими к целым числам. Но атомный вес водорода оказался равным 1,008 и его молекулярный вес — 2,016. Таким образом, для получения уточненных значений молекулярных весов расчет следовало бы производить по формуле Мх — 2,016 DH (дающей в приведенном выше примере молекулярный вес хлора равным 70,9). Однако для решения подавляющего большинства практических задач такое уточнение не является необходимым.

В настоящее время (с 1962 г.) за единицу молекулярных и атомных весов принимается V12 массы наиболее распространенной разновидности атома углерода (т. н. изотопа 12С). Такая «углеродная единица» создает единую основу для химических и физических расчетов (чего ранее не было). При переходе к этой новой единице атомные веса по-' давляющего большинства элементов практически не изменились.

Из закона Авогадро вытекает важное следствие, позволяющее связать весовые количества различных веществ с объемами, занимаемыми ими в газообразном состоянии. Количество вещества в граммах, численно равное его молекулярному весу, называют грамм-молекулой (сокращенно — моль). Подобным же образом определяются грамм-эквивалент и грамм-атом. Очевидно, что моль одного вещества во столько же раз больше моля другого, во сколько раз молекула первого тяжелее молекулы второго. Отсюда следует, что грамм-молекулярные (и пропорциональные им) количества всех веществ заключают в себе одинаковое число молекул. Следовательно, если вещества газообразны и находятся при одинаковых внешних условиях (температуре и давлении), то их грамм-молекулярные количества должны занимать равные объемы.

Вычислим объем, занимаемый грамм-молекулой газа при так называемых нормальных условиях (температура 0°С и давление 760 мм рт. ст.). Из опыта известно, например, что масса литра водорода при этих условиях равна 0,0899 г, масса литра кислорода — 1,4290 г, масса литра азота— 1,2505 г. Соответствующие молекулярные веса равны: 2,016; 32,00 и 28,02. Деля грамм-молекулярный вес на массу литра, во всех случаях получаем практически одно и то же число — 22,4. Таким образом, грамм-молекула всякого газа занимает при нормальных условиях объем 22,4 л.

Это число — грамм-молекулярный объем газа — полезно запомнить, так как на его основе можно вычислить массу литра (а следовательно, и какого угодно другого объема) любого газа при нормальных условиях, что избавляет от запоминания отдельных цифровых данных.

Пример. Вычислим массу 200 мл хлора при нормальных условиях. Молекулярный вес хлора равен 70,9. Масса литра 70,9 : 22,4 = 3,165 г. Масса 200 мл хлора: 3,165 : 5 = 0,633 г.

Вычисление можно распространить и на те условия, когда температура и давление отличаются от нормальных. При этом наиболее удобно для расчетов уравнение Клапейрона — Менделеева:

где Р— давление газа; V — объем газа; m — масса газа; М — молекулярный вес газа; R — газовая постоянная; Г — абсолютная температура (равная 273^/ по шкале Цельсия).

При химических расчетах обычно выражают Р в мм рт. ст., V—в мл, m и М — в г. Так как грамм-молекула газа (m = М) при нуле градусов (273 °С по абсолютной шкале) и 760 мм рт. ст. давления занимает объем 22 400 мл, для числового значения постоянной R получаем:

760 V 22 400

Л - = 62 360. Таким образом, расчетная форма уравнения принимает вид: PV = 62 360 7\ что позволяет легко вычислять любую из

входящих в уравнение величин, если известны остальные.2

Пример. Какова масса водорода, заключенного в объеме 400 мл при давления 700 мм рт. ст. и температуре 20 °С? Подставляя известные величины в уравнение, получаем 700 X 400 = 62 360 X 2"Щ- X 293, откуда m = 0,0309 г.

Подобные вычисления не дают вполне правильн