Физика для любознательных. Том 1. Материя. Движение. Сила (Роджерс) - страница 146
Плотность пальмитиновой кислоты (в виде жидкости) составляет 850 кз/м>3, (0,85 по сравнению с водой).
Задание: предполагая, что пленка пальмитиновой кислоты имеет ту же плотность, с помощью приведенной ниже инструкции определите размеры ее молекул.
1) Рассчитайте длину молекул, используя снова предположение Ралея.
[Примечание. Даже одна арифметическая ошибка может превратить решение этой задачи в бессмыслицу. Расчет объема взятого масла (пальмитиновой кислоты) является простой задачей на дроби, подобно расчету рецепта теста для пирога или разбавления соков. Он требует знания элементарных арифметических правил и уверенности. Чтобы избежать ошибок, лучше производить его по стадиям, например, по количеству раствора (5 капель), нанесенного на воду, рассчитать:
а) массу нанесенного на воду раствора;
б) массу пальмитиновой кислоты, содержащейся в этом количестве раствора;
в) объем, который займет эта масса пальмитиновой кислоты (850 кг занимают 1 м>3, следовательно…).]
2) Оцените ширину молекул с помощью следующего рассуждения. Цепная формула изображает молекулу в 19 атомов длиной и только несколько атомов шириной. Трудно догадаться о форме поперечного сечения молекулы; атомы Н должны быть меньше, чем атомы С в цепи. Возможно, что поперечное сечение содержит 3 атома в ширину и один в толщину, либо чередующиеся связи могут колебаться в разные стороны, делая поперечное сечение квадратом, скажем, со сторонами по 3 атома.
В качестве грубого предположения[83], допустим, что поперечное сечение является квадратом со стороной от 1,5 до 3 атомов. Забывая, что разные атомы имеют разные размеры, мы заключаем, что ширина молекулы должна быть где-то между >1/>10 и> 1/>5 ее 19-атомной длины. Глупо было бы пытаться сузить эти пределы (фиг. 132).
Фиг. 132.Схема к рассуждению о форме молекулы пальмитиновой кислоты.
>Современные химики, группируя атомы углерода и водорода в молекулы, приписывают им четкие размеры, причем углероду намного больше, чем водороду. Здесь показаны ранние предположения о размерах атомов, и атом С изображен лишь немного больше атома Н. Каково поперечное сечение: «продолговатое» (а) или «квадратное» (б)?
Рассчитайте объем молекулы пальмитиновой кислоты, для этого возьмите длину, полученную в п. 1, и считайте поперечное сечение квадратом со стороной, равной >1/>10 длины. Повторите вычисление с другим пределом —