Номер 6, страница 34 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

6. Вспомните из курса физики, что такое броуновское движение и диффузия. Объясните, как эти явления доказывают реальность существования молекул и иллюстрируют положения атомно-молекулярного учения.

Броуновское движение

Броуновское движение — это беспорядочное (хаотическое) движение микроскопических, видимых в микроскоп, взвешенных в жидкости или газе частиц твёрдого вещества. Например, движение частиц пыльцы в капле воды или частиц дыма в воздухе. Это явление было открыто ботаником Робертом Броуном в 1827 году, а его теоретическое объяснение было дано Альбертом Эйнштейном в 1905 году.

Причиной броуновского движения является то, что молекулы жидкости или газа, в которых находится частица, находятся в непрерывном хаотическом тепловом движении и постоянно сталкиваются с этой частицей с разных сторон. Поскольку молекулы очень малы и многочисленны, а их движение хаотично, их удары по частице не уравновешивают (не компенсируют) друг друга в каждый конкретный момент времени. Если с одной стороны на частицу налетает случайным образом больше молекул, чем с другой, то частица получает импульс и сдвигается. В следующий момент времени нескомпенсированный толчок может прийти с другой стороны, и частица снова изменит направление своего движения. В результате траектория частицы представляет собой сложную зигзагообразную линию.

Диффузия

Диффузия — это процесс взаимного проникновения молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму. Это явление наблюдается во всех агрегатных состояниях: в газах, жидкостях и твёрдых телах, хотя и с очень разной скоростью (быстрее всего в газах, медленнее всего в твёрдых телах).

Примером диффузии является распространение запаха духов в комнате, растворение сахара в чае без перемешивания или окрашивание воды каплей чернил. Скорость диффузии напрямую зависит от температуры: чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы и тем быстрее происходит процесс диффузии.

Как эти явления доказывают реальность существования молекул и иллюстрируют положения атомно-молекулярного учения

Атомно-молекулярное учение основывается на трёх ключевых положениях:
1. Все вещества состоят из мельчайших частиц — молекул и атомов.
2. Эти частицы находятся в непрерывном и хаотическом (беспорядочном) движении.
3. Между частицами существуют промежутки, а скорость их движения зависит от температуры вещества.

И броуновское движение, и диффузия являются прямыми экспериментальными доказательствами этих положений.

Доказательство дискретного (прерывистого) строения вещества и наличия промежутков между частицами:
• Диффузия была бы невозможна, если бы вещества были сплошными, без промежутков. Сам факт того, что частицы одного вещества могут проникнуть в другое, доказывает, что вещество состоит из отдельных частиц, между которыми есть свободное пространство.
• Броуновское движение также доказывает существование молекул. Мы не видим сами молекулы жидкости или газа, но мы видим результат их совокупного действия — движение видимой частицы. Это движение можно объяснить только постоянными, нескомпенсированными толчками со стороны множества невидимых частиц (молекул).

Доказательство непрерывного и хаотического движения частиц:
• Диффузия происходит самопроизвольно, без какого-либо внешнего воздействия. Это прямое следствие того, что молекулы веществ находятся в постоянном хаотическом движении и, перемещаясь, занимают свободные места в объёме другого вещества.
• Броуновское движение является наглядной моделью хаотического движения молекул. Беспорядочная траектория броуновской частицы — это отражение случайного, неупорядоченного характера движения молекул среды, которые её толкают. Движение не прекращается, что доказывает его непрерывность.

Доказательство зависимости скорости движения частиц от температуры:
• Оба явления становятся более интенсивными при повышении температуры. Диффузия ускоряется (сахар быстрее растворяется в горячем чае), а броуновское движение становится более энергичным (частицы движутся быстрее и на большие расстояния). Это напрямую свидетельствует о том, что с ростом температуры растёт и кинетическая энергия, а следовательно, и скорость движения молекул вещества.

Ответ: Броуновское движение (хаотическое движение микрочастиц в среде) и диффузия (взаимное проникновение веществ) являются экспериментальными доказательствами основных положений атомно-молекулярного учения. Они доказывают, что вещества состоят из отдельных частиц (молекул), которые находятся в непрерывном хаотическом движении и разделены промежутками. Усиление этих явлений с ростом температуры подтверждает, что скорость движения молекул зависит от температуры.