Если записать дату Дня моля так, как принято в России, получится 23.10. Связь со знаменитым числом 6,02 × 10²³ становится понятнее в американском формате: 10/23. Добавьте время 6:02 — и часы вместе с календарём напомнят число Авогадро. Поэтому День моля отмечают 23 октября с 6:02 утра до 6:02 вечера. [1]⁠[2]

Это неофициальный образовательный праздник, призванный заинтересовать химией прежде всего школьников. Его необычное расписание помогает запомнить число, которым химики пользуются, когда переходят от невидимых атомов и молекул к веществам на лабораторных весах. [1]

Как единица измерения стала праздником

В 1985 году американская учительница Маргарет Кристоф описала школьные празднования Дня моля в журнале The Science Teacher. По пересказу Smithsonian, ученики отмечали его демонстрациями химических реакций, встречами с профессиональными химиками и украшением классов. Публикация рассказывала об уже существовавшей практике. [3]

Позднее учитель химии из Висконсина Морис Ойлер помог распространить идею. 15 мая 1991 года появилась National Mole Day Foundation. Фонд собирал находки преподавателей, составлял из них информационные выпуски и рассылал коллегам — чтобы удачный школьный праздник можно было повторить в другом классе. [4]

Для участия полезно разобраться, что именно здесь празднуют. Что за число понадобилось химикам — и зачем оно настолько велико?

Моль похож на дюжину

Дюжина означает двенадцать предметов: яиц, карандашей или чашек. С молем идея отчасти похожа, только считают обычно атомы, молекулы и другие частицы.

Моль — единица количества вещества. Один моль содержит ровно 6,02214076 × 10²³ указанных частиц. Важно уточнять, каких именно: например, атомов кислорода или молекул воды. В определении SI это могут быть также ионы, электроны и другие заданные сущности. [5]

Один моль воды имеет массу около 18 граммов. В небольшом количестве воды, которое легко отмерить, находятся примерно 6 × 10²³ молекул. Зная состав вещества и его молярную массу, химик может по массе образца определить количество вещества и рассчитать число частиц. Так весы помогают работать с тем, что невозможно пересчитать по одной молекуле. [6]

При этом моль воды и моль другого вещества содержат одинаковое число молекул, но могут иметь совершенно разную массу. Аналогия с дюжиной здесь снова помогает: двенадцать яблок и двенадцать вишен — одинаковый счёт, но разный вес.

Что сделал Авогадро

Имя числа отсылает к Амедео Авогадро и его гипотезе 1811 года: равные объёмы газов при одинаковых температуре и давлении содержат одинаковое число молекул. Позднее она стала известна как закон Авогадро. [7]

Его работа позволяла сравнивать количества молекул, не пересчитывая их непосредственно. Сам термин «моль» вошёл в употребление значительно позже — около рубежа XIX–XX веков. Поэтому имя Авогадро в истории этой единицы связано прежде всего с развитием молекулярных представлений. [6]⁠[7]

Почему для праздника хватает 6,02

Число 6,02 × 10²³ — удобное округление. Оно было округлением и до реформы SI: в 2019 году изменился способ определения моля, а не потребность химиков знать больше цифр.

Теперь точное значение постоянной Авогадро закреплено определением: 6,02214076 × 10²³ на моль. Оно не имеет неопределённости, тогда как результаты практических измерений по-прежнему имеют свою точность. Для календарной игры достаточно первых трёх значащих цифр — 6,02. [5]⁠[8]

Химия за общим столом

Праздник даёт этому строгому понятию неожиданно домашние формы. Редактор Chemical & Engineering News Руди Баум вспоминал, как узнал о Дне моля от коллеги Пэм Зюрер: она принесла в редакцию печенье в форме кротов, с шоколадными носами и глазами. [2]

Шутка понятна по-английски: mole означает и химический моль, и крота. Поэтому рядом с формулами на таком празднике появляются зверьки — съедобные или игрушечные. [2]⁠[3]

У календарной загадки оказывается простое продолжение: запомнить время 6:02, спросить, откуда взялось число, а затем увидеть, как оно работает в опыте или расчёте. Именно ради такого любопытства преподаватели и собирали идеи для Дня моля. Иногда разговор о количестве вещества начинается с печенья, принесённого коллегой.

Источники и материалы

  1. National Mole Day Foundation. What is Mole Day? Дата, время и образовательная цель праздника. Сайт NMDF
  2. Rudy M. Baum. “Happy Mole Day”, Chemical & Engineering News, 23 октября 2006 года. Запись 10/23, время 6:02 и личный рассказ автора о печенье Пэм Зюрер. Материал C&EN
  3. Ben Panko. “Chemistry Nerds Rejoice—It’s Mole Day”, Smithsonian Magazine, 23 октября 2017 года. Публикация Маргарет Кристоф 1985 года и описание школьных занятий приведены по этому вторичному источнику; оригинал статьи в The Science Teacher непосредственно не использован. Материал Smithsonian
  4. National Mole Day Foundation. History of the Foundation. Основание фонда 15 мая 1991 года Морисом Ойлером, сбор и распространение идей преподавателей. История фонда
  5. Bureau International des Poids et Mesures. SI base unit: mole. Действующее определение моля и точное значение постоянной Авогадро. Определение BIPM
  6. National Institute of Standards and Technology. Redefining the Mole. Практический смысл единицы, пример с водой и история термина. Материал NIST
  7. Science History Institute. Amedeo Avogadro. Гипотеза 1811 года, равные объёмы газов и равные числа молекул. Биография Авогадро
  8. BIPM. “Mise en pratique for the definition of the mole in the SI”. Определение, введённое в мае 2019 года, фиксированная постоянная и неопределённость практических измерений. Документ BIPM

Опубликовано

Редакция Календарь365.Ру