Вычислите среднюю относительную атомную массу углерода существующего

Как определяют атомную массу химических элементов?

Исторически сначала был открыт закон Дальтона (закон кратных отношений) — что элементы вступают в реакции всегда в строго определённом весовом соотношении. Это позволило составить таблицу относительных атомных масс. Было найдено, что наименьшая атомная масса — у водорода, а массы всех прочих кратны ей, поэтому массы атомов всех остальных элементов стали выражать через массу атома водорода. Собсно, именно это утверждение и составляет суть упомянутого метода Конницаро.

Но это ещё никак не говорило о том, чему же равна масса атома водорода «в граммах». То есть не существовало абсолютной единицы атомной массы.

Способ к определению этой единицы появился с открытием закона Авогадро (это произошло вскоре после открытия Дальтона): в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температуре и давлении, содержится одно и то же число молекул. Вскоре этот закон был распространён и на остальные вещества. Так появилось понятие моля и молярной массы, поэтому всё, что осталось, — это определить точное значение числа Авогадро (сущий пустяк…).

Путь к численному определению яисла Авогадро, а значит, и к определению «истинной массы» атома, открыл закон Фарадея для электролиза: на выделение 1 моля вещества при электролизе требуется заряд, пропорциональный «постоянной Фарадея» (коэффициент пропорциональности — валентность элемента, выделяемого при электролизе). Как только в конце 19 века Милликену удалось непосредственно измерить заряд электрона, по величине этого заряда и по значению постоянной Фарадея удалось вычислить значение числа Авогадро, а значит — вычислить и «атомную единицу массы», массу одного атома водорода (сейчас у 1 а.е.м несколько другое определение, но оно связано чисто с методологией измерения, обеспечивающей максимальную точность и воспроизводимость, а не с природой оной массы).

Справедливости ради стоит отметить, что ещё до определения заряда электрона значение числа Авогадро определил австрийский физик Й. Лошмидт («число Лошмидта» иногда используется и по сей день). Он, на основе газокинетической теории газов, сумел определить число молекул газа в 1 см³, откуда враз вычисляется число Авогадро. Но определение через заряд электрона и постоянную Фарадея оказалось более точным.

А масс-спектрометры — это уже совсем другая история…