Единица измерения количества вещества в международной системе

Пересмотр системы единиц СИ: новые определения ампера, килограмма, кельвина и моля

Единица измерения количества вещества в международной системе

Сфера из кремния-28 с чистотой 99,9998% может быть использована для вычисления максимально точного числа Авогадро, которое войдёт в определение единицы измерения количества вещества, известной как моль.

Национальная физическая лаборатория Великобритании

Международное бюро мер и весов планирует провести самую значительную реформу в международной системе единиц (СИ) со времени последней большой ревизии этого стандарта в 1960 году, пишет Nature.

Придётся принимать новые ГОСТы, а также внести исправления в учебники физики в школе и вузах.

В настоящее время СИ (современный вариант метрической системы) принята в качестве основной системы единиц большинством стран мира и почти везде используется в области техники. Полное определение всех единиц СИ приведено в официальной брошюре (8-е издание) и дополнении к ней от 2014 года. Нынешний стандарт утверждён в СССР 1 января 1963 года ГОСТом 9867-61 «Международная система единиц».

Руководство международной организации проголосует за предложенные изменения на Генеральной конференции по мерам и весам в 2018 году, а в случае положительного решения изменения вступят в силу с мая 2019 года. Новые определения для единиц измерения и эталонов никак не отразится на жизни обывателей: один килограмм картофеля в магазине останется тем же килограммом картофеля. Весы будут измерять овощи и мясо с той же точностью, что и раньше. Но эти определения важны для учёных, потому что в научных исследованиях должна соблюдаться идеальная точность формулировок и измерений. Международное бюро мер и весов считает, что новые эталоны позволят «обеспечить высочайший уровень точности в различных способах измерений в любом месте и времени и в любом масштабе, без потери точности». Итак, какие же изменения нас ждут? Сейчас Международное бюро мер и весов намерено пересмотреть определения и эталоны следующих единиц измерения:

  • ампер
  • килограмм
  • кельвин
  • моль

Следует оговориться, что далее по тексту новые определения приводятся в сокращённом виде и не соответствует в точности тексту, который записан в официальном документе. Сам документ и окончательные значения констант опубликуют в ближайшее время.

Килограмм

Современное определение принято III Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1901 году и формулируется так: «Килограмм есть единица массы, равная массе международного прототипа килограмма».

При этом Международный прототип (эталон) килограмма хранится в Международном бюро мер и весов (расположено в городе Севр неподалёку от Парижа) и представляет собой цилиндр диаметром и высотой 39,17 мм из платино-иридиевого сплава (90% платины, 10% иридия). Размер прототипа примерно соответствует размеру мяча для гольфа.

Компьютерное изображение международного прототипа килограмма Проблема с эталоном килограмма состоит в том, что любые материалы могут терять атомы или, наоборот, пополняться атомами из окружающего пространства.

В частности, различные официальные копии эталонного килограмма, который хранится в Севре, отличаются по весу от официального эталона. Разница достигает 60 микрограмм. Такие изменения произошли за более чем 100 лет с момента создания копий.

Ещё одна проблема с единицами измерения фиксированного масштаба — то, что элемент неопределённости (погрешность) увеличивается по мере удаления от этой фиксированной точки (эталона). Например, сейчас при измерении миллиграмма элемент неопределённости в 2500 раз больше, чем при измерении килограмма.

Эта проблема решается, если определить единицу измерения через другую физическую постоянную. Собственно, в новом определении килограмма так и сделано: здесь используется постоянная Планка.

Новое определение: 1 килограмм равен постоянной Планка, поделенной на 6,626070040 × 10−34 м2·с−1. Для выражения единицы требуется постоянная Планка.

Измерение массы на практике возможно с помощью ваттовых весов: через два отдельных эксперимента со сравнением механической и электромагнитной силы, а затем путём перемещения катушки через магнитное поле для создания разности потенциалов (на иллюстрации внизу). Грубо говоря, масса вычисляется через электроэнергию, которая необходима, чтобы поднять предмет, лежащий на другой чаше весов.

Кельвин

Современное определение: как записано в ГОСТе, 1 кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Начало шкалы (0 К) совпадает с абсолютным нулём.

В обязательном Техническом приложении к тексту Международной температурной шкалы МТШ‑90 Консультативный комитет по термометрии установил требования к изотопному составу воды при реализации температуры тройной точки воды.

Тройная точка воды — строго определённые значения температуры и давления, при которых вода может одновременно и равновесно существовать в виде трёх фаз — в твердом, жидком и газообразном состояниях. Международный комитет мер и весов подтвердил, что определение кельвина относится к воде, чей изотопный состав определён следующими соотношениями:

0,00015576 моля 2H на один моль 1Н

0,0003799 моля 17О на один моль 16О
0,0020052 моля 18О на один моль 16О. Проблемы современного определения очевидны. При практической реализации величиа кельвина зависит от изотопоного состава воды, а на практике практически невозможно добиться молекулярного состава воды, который соответствует Техническому приложению к тексту Международной температурной шкалы МТШ‑90. Ещё в 2011 году на заседании Генеральной конференции по мерам и весам было предложено в будущей редакции Международной системы единиц переопределить кельвин, связав его со значением постоянной Больцмана. Таким образом, значение кельвина впервые будет точно зафиксировано.

Новое определение: 1 кельвин соответствует изменению тепловой энергии на 1,38064852 × 10−23 джоулей. Для выражения единицы требуется постоянная Больцмана.

Измерять точную температуру можно с помощью измерения скорости звука в сфере, заполненной газом. Скорость звука пропорциональна скорости перемещения атомов.

Моль

Современное определение: моль есть количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг.

При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц.

Новое определение: количество вещества системы, которая содержит 6,022140857 × 1023 специфицированных структурных единиц. Для выражения единицы требуется постоянная Авогадро (число Авогадро).

Для вычисления числа Авогадро — и определения моля через него — учёные предлагают создать идеальную сферу из чистого кремния-28. У этого вещества идеально точная кристаллическая решётка, так что количество атомов в сфере можно определить, если точно измерить диаметр сферы (с помощью лазерной системы). В отличие от существующего куска платиново-иридевого сплава, скорость потери атомов кремния-28 точно предсказуема, что позволяет вносить коррективы в эталон. Первые опыты по созданию такого эталона предприняли в 2007 году. Исследователи из берлинского Института выращивания кристаллов под руководством Хелге Риманна (Helge Riemann) приобрели в России обогащённый кремний-28 и сумели получить образец изотопа 28 с чистотой 99,994%. После этого исследователи ещё несколько лет анализировали состав 0,006% «лишних» атомов, определяли точный объём сферы и проводили рентгеноструктурный анализ. Изначально предполагалось, что «идеальные» сферы из кремния-28 могут быть утверждены в качестве нового стандарта для килограмма. Но сейчас более вероятно то, что их используют для вычисления числа Авогадро, и, как следствие, определения моля. Тем более что за время, прошедшее с 2007 года, физики научились производить гораздо более чистый кремний-28.
Сфера из кремния-28 с чистотой 99,9998. CSIRO Presicion Optics В 2014 году американские физики сумели обогатить кремний-28 до беспрецедентного качества в 99,9998% в рамках международного проекта по расчёту числа Авогадро.

Ампер

Современное определение предложено Международным комитетом мер и весов в 1946 году и принято IX Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1948 году: «Ампер есть сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2·10−7 ньютона». В современном определении ампер определяется через некий мысленный эксперимент, который предусматривает возникновение силы в двух проводах бесконечной длины. Очевидно, что на практике мы не может измерить такую силу, потому что по определению не может существовать двух проводников бесконечной длины. Изменить определение ампера предложили на том же заседании Генеральной конференции по мерам и весам в октябре 2011 года, что и определение кельвина. Идея заключалась в том, что новое определение должно быть основано не на созданный человеком артефактах через мысленный эксперимент, а на фундаментальных физических постоянных или свойствах атомов. Итак, новое определение выражается только через одну постоянную — заряд электрона.

Новое определение: электрический ток, соответствующий потоку 1/1,6021766208 × 10−19 элементарных электрических зарядов в секунду. Для выражения единицы требуется заряд электрона.

На практике для определения ампера понадобится только один инструмент — одноэлектронный насос. Такие инструменты создали несколько лет назад. Они позволяют перемещать определённое количество электронов в течение каждого насосного цикла, что является крайне ценным качеством для фундаментальной науки и метрологии.

Определения секунды, метра и канделы, судя по всему, остаются неизменными, как показано на иллюстрации.

В новой системе СИ определение всех единиц выражается через константу с фиксированным значением. Многие единицы определяются во взаимосвязи с другими единицами. Например, определение килограмма определяется через постоянную Планка, а также через определения секунды и метра.

Считается, что такая система гораздо более устойчива и самодостаточна.

Источник: https://habr.com/post/407629/

ПОИСК

Единица измерения количества вещества в международной системе
    Единицы измерения количества вещества [c.18]

    Одной из основных физических величин является количество вещества. В соответствии с Международной системой единиц (СИ) единицей измерения количества вещества служит моль. [c.17]

    Единицей измерения количества элементарных объектов (атомов, молекул, ионов, функциональных групп) служит моль. Моль — это единица измерения количества вещества, которая равна числу атомов изотопа углерода суммарная масса которых 12 г. Это число и составляет значение одного моля. Оно определено очень точно 6,022045-10 .  [c.5]

    В химии и физике часто приходится сравнивать количества веществ. В Международной системе единиц (СИ) за единицу измерения количества вещества принят моль. [c.14]

    Определение количества вещества не имеет ничего общего с выбором единицы его измерения, ч частности с единицей измерения количества вещества, называемой молем. Называть п числом молей так же неправильно, как называть т числом килограммов или / — числом метров , поскольку п, т и I представляют собой обозначения величин, а не чисел. [c.665]

    Количество вещества. Количество вещества — это число структурных элементов (атомов, молекул, ионов и др.) в системе. Единицей измерения количества вещества является моль. Моль — количество вещества системы, которое содержит столько определенных структурных элементов (молекул, атомов, ионов, электронов и т.д.), сколько атомов содержится в 0,012 кг углерода-12. [c.6]

    В титриметрическом анализе за основную единицу измерения количества вещества принимают грамм-эквивалент. [c.342]

    Моль- единица измерения количества вещества. Обозначается V. [c.11]

    Иногда теплоемкость газов выражают через объемные единицы измерения количества вещества — объемная теплоемкость [кдж/м град) [c.75]

    Наименование Единица измерения Количество вещества или электричества  [c.15]

    Укажите единицу измерения количества вещества  [c.10]

    Единицей измерения количества вещества п (в школьной учебной литературе для обозначения часто используется греческая буква V) в Международной системе единиц (СИ) является моль. [c.8]

    В основе количественных расчетов лежат уравнения химических реакций и стехиометрия уравнений реакций. Основной единицей измерения количества вещества является моль. Молярная масса Ai (А) характеризует массу единицы количества вещества А.

Эквивалентом вещества А называют такую условную частицу, которая в данной реакции будет эквивалентна одному иону водорода в кислотно-основных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Вещества реагируют друг с другом массами, пропорциональными их химическим эквивалентам. Есл 1 в реакции [c.185]

    Теплоемкость вещества, отнесенная к единице массы (кг), называется удельной теплоемкостью (с дж/кг град).

В технохимических расчетах чаще всего пользуются теплоемкостью, отнесенной к мольным единицам измерения массы вещества (С дж/моль град, кдж/кмоль град). Эта теплоемкость носит название мольной теплоемкости.

Иногда теплоемкость газов выражают через объемные единицы измерения количества вещества С кдж м -град). Это выражение называется объемной теплоемкостью (Соб)- [c.84]

    Основной единицей измерения количества вещества является моль. 1 моль вещества содержит 6,022-10 элементарных объектов. В количественном анализе широко используют и дольную единицу — миллимоль (ммоль) 1 моль = 1000 ммоль. [c.7]

    Величина Ki называется абсолютным коэффициентом чувствительности и физически означает количество анализируемого компонента, приходящегося на единицу параметра пика Ki выражается в единицах измерения количества вещества и параметра пика. При соблюдении постоянных условий хроматографирования и детектирования абсолютный коэффициент чувствительности — величина постоянная. [c.25]

    Формула (5.52) не решает вопроса о расчете процесса массоотдачи, а лишь сводит его к определению коэффициента массоотдачи (3, поскольку именно он остается неизвестным.

Так как поток вещества J определяет количество массы, переносимой на единицу площади за единицу времени, а концентрация — количество вещества, содержащегося в единице объема, то при любом выборе единиц измерения количества вещества коэффициент массоотдачи имеет размерность отношения длины к времени, т. е. линейной скорости [4]. [c.347]

    Если единицы измерения количества вещества в выражениях для движущей силы массоотдачи и потока вещества разные, то соответствующий коэффициент имеет другую размерность [42], [c.347]

    Моль- единица измерения количества вещества. Обозначается v. 1 моль — это такое количество вещества, в котором содержится столько же структурных единиц (атомов, молекул, ионов, радикалов), сколько атомов содержится в 0,012 кг изотопа углерода С, а именно- [c.11]

Источник: https://www.chem21.info/info/1500367/

Система СИ. Международная система единиц измерения

Единица измерения количества вещества в международной системе

Система СИ была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам, некоторые последующие конференции внесли в СИ ряд изменений.

Система СИ определяет семь основных и производные единицы измерения, а также набор приставок. Установлены стандартные сокращённые обозначения для единиц измерения и правила записи производных единиц.

В России действует ГОСТ 8.417-2002, предписывающий обязательное использование системы СИ. В нем перечислены единицы измерения, приведены их русские и международные названия и установлены правила их применения. По этим правилам в международных документах и на шкалах приборов допускается использовать только международные обозначения.

Во внутренних документах и публикациях можно использовать либо международные либо русские обозначения (но не те и другие одновременно).

Основные единицы системы СИ: килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела. В рамках системы СИ считается, что эти единицы имеют независимую размерность, т. е.

ни одна из основных единиц не может быть получена из других.

Производные единицы получаются из основных с помощью алгебраических действий, таких как умножение и деление. Некоторым из производных единиц в Системе СИ присвоены собственные названия.

Приставки можно использовать перед названиями единиц измерения; они означают, что единицу измерения нужно умножить или разделить на определенное целое число, степень числа 10. Например приставка «кило» означает умножение на 1000 (километр = 1000 метров). Приставки СИ называют также десятичными приставками.

История

Система СИ основана на метрической системе мер, которая была создана французскими учеными и впервые была широко внедрена после Великой Французской революции. До введения метрической системы, единицы измерения выбирались случайно и независимо друг от друга.

Поэтому пересчет из одной единицы измерения в другую был сложным. К тому же в разных местах применялись разные единицы измерения, иногда с одинаковыми названиями. Метрическая система должна была стать удобной и единой системой мер и весов.

В 1799 г. были утверждены два эталона — для единицы измерения длины ( метр) и для единицы измерения веса ( килограмм).В 1874 г. была введена система СГС, основанная на трех единицах измерения — сантиметр, грамм и секунда. Были также введены десятичные приставки от микро до мега.В 1889 г.

1-ая Генеральная конференция по мерам и весам приняла систему мер, сходную с СГС, но основанную на метре, килограмме и секунде, т. к. эти единицы были признаны более удобными для практического использования.В последующем были введены базовые единицы для измерения физических величин в области электричества и оптики.В 1960 г.

XI Генеральная конференция по мерам и весам приняла стандарт, который впервые получил название «Международная система единиц (СИ)».В 1971 г. IV Генеральная конференция по мерам и весам внесла изменения в СИ, добавив, в частности, единицу измерения количества вещества ( моль).

В настоящее время система СИ принята в качестве законной системы единиц измерения большинством стран мира и почти всегда используется в области науки (даже в тех странах, которые не приняли СИ).

  Таблица 1. Основные единицы измерения СИ

Физическая величинаЕдиница измеренияСимволдлинавремямассаэлектрический токтермодинамическая температураколичество вещества
метрм
секундас
килограммкг
амперА
кельвинК
мольмоль

  Таблица 2. Единицы измерения СИ, образованные из основных единиц

Физическая величинаЕдиница измеренияСимволсила светаплощадьобъемскоростьускорениечастота волныплотностьудельный объемплотность токанапряженность магнитного поляудельное количество веществаяркость
канделакд
квадратный метрм?
кубический метрм?
метр в секундум/с
метр в секунду квадратнуюм/с?
обратный метр1/м
килограмм на кубический метркг/м?
кубический метр на килограммм?/кг
ампер на квадратный метрА/м?
ампер на метрА/м
моль на кубический метрмоль/м?
кандела на квадратный метркд/м?

   Таблица 3. Единицы измерения СИ, образованные из основных и имеющие специальное имя и символическое обозначение

Физическая величинаЕдиница измеренияСимволВыражение через основные единицыуголобъемный уголчастотасила, весдавлениеработа, энергиямощностьэлектрический заряд, количество электричестванапряжение, потенциал, электродвижущая силаэлектрическая емкостьэлектрическое сопротивлениеэлектрическая проводимостьмагнитный потокмагнитная индукцияиндуктивностьсветовой потокосвещенность
радианрадm · m-1 = 1
стерадиансрm2 · m-2 = 1
герцГцs-1
ньютонНm · kg · s-2
паскальПаm-1 · kg · s-2
джоульДжm2 · kg · s-2
ваттВтm2 · kg · s-3
кулонКлs · A
вольтВm2 · kg · s-3 · A-1
фарадаФm-2 · kg-1 · s4 · A2
оммОмm2 · kg · s-3 · A-2
сименсСмm-2 · kg-1 · s3 · A2
вебэрВбm2 · kg · s-2 · A-1
теслаТлkg · s-2 · A-1
генриГнm2 · kg · s-2 · A-2
люменлмcd
люкслкm-2 · cd

    Таблица 4. Внесистемные единицы измерения

Физическая величинаЕдиница измеренияСимволуголтемпературацвет
градусград
градус Цельсия?C
цвет

     Таблица 5. Приставки единиц измерения

КоэффициентПриставкаОбозначение10*2410*2110*1510*1210*910*610*310*210*110-110-210-310-610-910-1210-1510-1810-2110-24
аттоа
фемтоф
тэрраТ
гигаГ
мегаМ
килок
гектог
дэкад
дэцидц
сантис
миллимл
микромк
нанон
пикоп
фемтоф
аттоат
цэптоц
октоок

Источник: https://metrob.ru/html/ed_izmer/Sist_SI.html

Способы измерения количества вещества

Единица измерения количества вещества в международной системе

Гетерогенная смесь Гомогенная смесь — растворы

Смесь

(газообразная, жидкая, твердая, в виде плазмы или вакуума)

(есть раздел фаз) (нет раздела фаз)

(почва, гранит, молоко, туман) (водные растворы, сплавы металлов)

Растворы – гомогенная смесь веществ находящихся в одной фазе). Другое определение — однородная смесь, состоящая не менее чем из двух веществ (компонентов). Растворы могут находиться в жидком, твердом, газообразном, плазменном состояниях. Различают растворы электролитов, солей, органических соединений и т.д.

Для химиков-технологов необходимы количественные меры оценки количества, содержания, концентрации компонентов в растворах и смесях.

В настоящее время имеет место расхождение во мнении специалистов об однозначном определении количества вещества только числом молей (количество вещества пропорциональное одному молю вещества).

Многие специалисты ссылаются на Международную Систему Единиц Измерений [13], где понятие количества вещества представлено только в виде киломоля в разделе молекулярная физика и термодинамика.

Основные единицы — масса и метр представлены как фундаментальные, они позволяют вычислять такие производные единицы как объём и площадь, которые представлены в разделе механические величины. Однако, как показывает аналитическая практика целесообразно признать равноправными три способа измерения количества вещества: 1. Поштучное измерение одинаковых объектов — киломоль. 2.

Измерение массы объекта — килограмм. 3. Измерение размеров объекта в пространстве — литр (кубический метр и две вырожденные единицы — квадратный метр и метр). Т.е. количество вещества (объекта) может быть измерено как поштучно, так и выражено через массу или объем, занимаемый в пространстве в определенных условиях.

Признание равенства вышеуказанных способов измерения количества вещества позволяет определить концентрацию вещества как количество анализируемого (определяемого) вещества в стандартизованном количестве объекта, что позволяет считать равноправными три основных (и других) размерностей концентрации: моль/л, г/мл, % (массовые, мольные, объёмные доли) и равноправно их пересчитывать по соответствующим формулам. Иначе, правомерным следует признать только концентрацию представленную в мольных долях. При условии определения понятия содержание вещества как количества вещества в объекте в целом появляется возможность однозначно формализовать вышеуказанные понятия на языке математики и использовать их при экспертизе результатов анализа и оценке методов и методик анализа с помощью ЭВМ.

Таблица 1

Способы измерения количества вещества (компонентов смеси)

№п/п Способ измерения Единицы измерения
Масса кг ( г, мкг, нг… )
Объем (площадь, длина) л ( мл, м3…, м2…, м…)
Поштучное измерение(число одинаковых единиц) штук (шт.). Моль — 6,02 *1023 шт. (атомов, молекул, фотонов и т .д.). Масса 1 моля вещества численно равна М ( А ) у.е. Количество вещества кратное 1 молю- число молей.

* — количество анализируемого вещества в объекте анализа (объект анализа в целом)

*Количество анализируемого вещества в стандартизованном количестве объекта.

Способы выражения концентраций: массовая, объемная, молярная, титр раствора. Молярная масса эквивалента, фактор эквивалентности.

Т.к. не все элементы образуют химические соединения в отношении 1:1 приходится вводить (кроме моля) понятие молярной массы эквивалента М (1/Z) (по старому эквивалент — Э).

М ( 1/Z ) — количество вещества, в принципе , способное к взаимодействию с одним молем атомов водорода, т.к. атом водорода всегда одновалентен.

М ( 1/Z ) = М/Z ,

где Z — фактор эквивалентности, зависящий от конкретной реакции.

Таблица 2. Способы выражения концентрации веществ

№п/п Концентрация Единицы измерения Определение
Процентная ( С% ) % г/100 г Количество ( масса ) вещества g г в 100 г раствора
Титр ( Ст ) г/мл g г в 1 мл раствора
Молярная (См) моль/л, g/л/М Число молей (количество вещества кратное одному молю) вещества в 1 л раствора

Необходимо отметить, что на производстве встречаются “применяемые на производстве” способы выражения концентрации веществ, как г/м2 (СAg в фотопленке ), г/м3 (СAg в сточных водах),

Информационная технология в метрологии основывается на программах по обработке результатов измерений и экспертных программах по сортировке, оценке результатов измерений. Проведение измерений включает обширную методическую, фактическую, теоретическую и справочную информацию.

Проблема интенсивного применения необходимой для проведения измерений всесторонней информации может быть эффективно решена при использовании экспертных систем и электронных учебников, при этом проводится большое количество расчетов, отбора справочной, фактической и теоретической информации из базы данных.

Таблица 3 Виды использования ЭВМ

Оценкарезультатов измерений, методик, методов анализа и обоснование выбора критериев оценок. 1. Метрологическая (оценка погрешностей). Анализ выборки и выборок. 2. Квалиметрическая (оценка сортности). 3. Экономическая. 4. Планирования и исследований. 4. Педагогическая (этапный и заключительный контроль, коррекция знаний).
Расчеты.Стандартные возможности: 1. Прямой эксперимент. 2. Линейный регрессионный анализ. 3. Апрокcимация. Сглаживание функций 4. Расчет равновесий. 5. Разложение составных функций на компоненты (например, разложение спектров на гауссовы компоненты). 6. МНСП (численное решение уравнений методом наибольшего статистического правдоподобия) ручной вариант. 7. МНСП автоматический вариант. 8. Пакет прикладных программ (расчет кривых титрования, структуры молекул, взаимного влияния веществ и матрицы в анализируемых образцах, кинетических и термодинамических параметров, ионной силы, вязкости и др.). 9. Стандартные программы обработки данных.
Управлениеприборами, манипуляторами, логистика. Диалоговые системы обмена информацией.
Архив знаний1. и обзор разделов. 2. Основные понятия. 3. Цели измерений. 4. Объекты измерений. 5. Классификация знаний. 6. Фундаментальные закономерности и основные расчетные формулы. 7. Мерная и вспомогательная посуда и оборудование. 8. Реакции и процессы, способы их проведения. Измерительные операции (пробоотбор, пробоподготовка, разделение, концентрирование). 9. Аналитические реагенты. 10. Стандартные образцы и способы их использования. 11. Ошибки и погрешности измерений и их учет. 12. Квалиметрия. Стандартизация. Сертификация. 13. Методики, методы (явления и процессы, целевые уравнения, устройство приборов, область применения), способы измерений. 14. Этапы измерений. 15. Ведение отчетности. Феноменологическая информация. Справочная информация. Решение задач. Модели процессов. Профессиональные игры. Информация из других разделов наук и технологий.
Архив документовнаучно-технических, бухгалтерских, учетно-контрольных, маркетинговых.
Примеры улучшения качества работ в результате использования программы СТ5: 1. Расчет анаморфоз кривых потенциометрического титрования по методу Грана уменьшает нижний предел определяемых концентраций веществ на 2 – 4 порядка, позволяет учитывать присутствие растворенного углекислого газа и проводить титрование более слабых кислот и оснований, также проводить титрование при совместном присутствии близких по свойствам веществ. 2. Расчет полноты осаждения проводится с учетом возможности образования осадков нейтральных, полимерных, депротонированных, смешанных форм комплексных соединений, при этом ведется учет более 30 форм комплексных соединений в растворе. 3. Экспериментальные работы в аналитическом практикуме ведутся с метрологической оценкой результатов и эффективным использованием времени и средств.

Дополнительная литература

Дёрфель К. Статистика в аналитической химии. Пер. С нем. — М.: — Мир, 1994. 268 с.

Чертов. А.Г. Международная система единиц измерений. М.: Выс. Школа, 1967. 287 с.

Шаевич А.Б. Аналитическая служба как система. М.: Химия, 1981. 261 с.

Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотометрическим методам анализа. Л.: Химия, 1986. 432 с.

Сабадвари Ф., Робинсон А. История аналитической химии: Пер. С англ. — М.: — Мир, 1984. — 304 с.

Основы аналитической химии. В 2 кн. Учеб. для вузов / Ю.А. Золотов, Е.Н. Дорохова, В.И. Фадеева и др.; Под ред. Ю.А. Золотова. — М.: Высш. шк., 1996. — 383 с. 461 с.

Посыпайко В.И. и др. Химические методы анализа: Учеб. пособие для хим.-технол. вузов. М.: Высш. шк., 1989. 448 с.

Методическое пособие. Расчет ошибок анализа. Составитель Юсупов Р.А. КХТИ. 1988.

Методическое пособие. Использование ЭВМ в анализе Составитель Юсупов Р.А. КХТИ. 1982.

Методическое пособие. Разложение спектров на компоненты. Составитель Юсупов Р.А. КХТИ. 1984.

Горский В.Г. Современные статистические методы обработки и планироввания экспериментов в химической технологии. Труды Третьей сессии международной школы повышения квалификации «Инженерно-химическая наука для передовых технологий. 26-30 мая 1997 г, Казань, Россия.- С. 261-292.

П. Буйташ, Н.М. Кузьмин, Л. Лейстер. Обеспечение качества результатов хим. Анализа. Под ред. Неймана. М.: Наука, 1993. 167 с.

Источник: https://studopedia.su/1_16091_sposobi-izmereniya-kolichestva-veshchestva.html

МЕЖДУНАРО́ДНАЯ СИСТЕ́МА ЕДИНИ́Ц

Единица измерения количества вещества в международной системе

Авторы: А. С. Дойников

МЕЖДУНАРО́ДНАЯ СИСТЕ́МА ЕДИНИ́Ц (Le Système international d’unités), ко­ге­рент­ная сис­те­ма еди­ниц из­ме­ре­ний, при­ня­тая в 1960 11-й Ге­не­раль­ной кон­фе­рен­ци­ей по ме­рам и ве­сам (ГКМВ). Со­кра­щён­ное обо­зна­че­ние сис­те­мы – $\ce{SI}$ (в рус. транс­крип­ции – СИ).

До­ку­мент, рег­ла­мен­ти­рую­щий СИ, со­дер­жит на­име­но­ва­ния и обо­зна­че­ния еди­ниц и де­ся­тич­ных при­ста­вок к ним (см. Доль­ные и крат­ные еди­ни­цы) вме­сте с пра­ви­ла­ми их на­пи­са­ния и ис­поль­зо­ва­ния. С пред­ло­же­ни­ем о раз­ра­бот­ке еди­ной М. с. е. вы­сту­пил в 1948 Ме­ж­ду­нар. со­юз тео­ре­тич.

и при­клад­ной фи­зи­ки. М. с. е. раз­ра­бо­та­на с це­лью прак­тич. при­ме­не­ния вме­сто слож­ной со­во­куп­но­сти сис­тем еди­ниц из­ме­ре­ний и отд. вне­сис­тем­ных еди­ниц, сло­жив­шей­ся на ос­но­ве мет­ри­че­ской сис­те­мы мер, и уп­ро­ще­ния поль­зо­ва­ния еди­ни­ца­ми из­ме­ре­ний.

СИ раз­ви­ва­ет­ся в со­от­вет­ст­вии с рас­ту­щи­ми ми­ро­вы­ми тре­бо­ва­ния­ми к из­ме­ре­ни­ям всех уров­ней точ­но­сти и во всех об­лас­тях нау­ки, тех­но­ло­гий и дея­тель­но­сти. При этом пе­ре­смат­ри­ва­ют­ся оп­ре­де­ле­ния осн.

еди­ниц в свя­зи с раз­ви­ти­ем нау­ки и со­вер­шен­ст­во­ва­ни­ем ме­то­дов вос­про­из­ве­де­ния шкал из­ме­ре­ний с опо­рой на фун­да­мен­таль­ные фи­зи­че­ские кон­стан­ты.

СИ по­строе­на по об­ще­при­ня­тым для сис­тем еди­ниц прин­ци­пам, впер­вые при­ме­нён­ным в 1832 К. Га­ус­сом при по­строе­нии Га­ус­са сис­те­мы еди­ниц. В сис­те­ме ус­та­нав­ли­ва­ют оп­ре­де­ле­ния раз­ме­ров не­сколь­ких осн. еди­ниц (по воз­мож­но­сти не­за­ви­си­мых друг от дру­га).

Раз­ме­ры про­из­вод­ных еди­ниц определяют на ос­но­ва­нии урав­не­ний, свя­зы­ваю­щих их с ос­нов­ны­ми и др. про­из­вод­ны­ми еди­ни­ца­ми. Вы­бор осн. еди­ниц и их чис­ло нель­зя обос­но­вать тео­ре­ти­че­ски. Кри­те­ри­ем яв­ля­ет­ся це­ле­со­об­раз­ность прак­тич. ис­поль­зо­ва­ния дан­ной сис­те­мы.

Ис­то­ри­че­ски сло­жи­лось так, что осн. еди­ни­ца­ми СИ ста­ли метр, ки­ло­грамм, се­кун­да, ам­пер, кель­вин, кан­де­ла и моль, обо­зна­че­ния ко­то­рых пред­став­ле­ны в табл. 1.

Дос­то­ин­ст­ва­ми СИ яв­ля­ют­ся её уни­вер­саль­ность (ох­ва­ты­ва­ет все от­рас­ли нау­ки и тех­ни­ки) и ко­ге­рент­ность, т. е. со­гла­со­ван­ность про­из­вод­ных еди­ниц, ко­то­рые об­ра­зу­ют­ся по урав­не­ни­ям, не со­дер­жа­щим ко­эф. про­пор­цио­наль­но­сти.

Бла­го­да­ря это­му при расчётах, если вы­ра­жать зна­че­ния всех ве­ли­чин в еди­ни­цах СИ, в фор­му­лы не тре­бу­ет­ся вво­дить ко­эф­фи­ци­ен­ты, за­ви­ся­щие от вы­бо­ра еди­ниц.

Таблица 1.

Основные единицы СИ

ВеличинаНаименование  единицыОбозначение единицы
международноерусское
Длинаметрmм
Массакилограммkgкг
Времясекундаsс
Сила электрического токаамперAA
Термодинамическая температуракельвинKК
Количество веществамольmolмоль
Сила светаканделаcdкд

 

Дли­тель­ное вре­мя еди­ни­цы плос­ко­го уг­ла – ра­ди­ан и те­лес­но­го уг­ла – сте­ра­ди­ан счи­та­лись в СИ до­пол­ни­тель­ны­ми к осн. еди­ни­ца­м для об­ра­зо­ва­ния про­из­вод­ных еди­ниц. В 1995 ре­ше­ни­ем 20-й ГКМВ класс до­пол­нит.

еди­ниц ис­клю­чён из СИ, а ра­ди­ан и сте­ра­ди­ан от­не­се­ны к без­раз­мер­ным про­из­вод­ным еди­ни­цам, имею­щим собств. на­име­но­ва­ния и обо­зна­че­ния для ис­поль­зо­ва­ния в обо­зна­че­ни­ях про­из­вод­ных еди­ниц, за­ви­ся­щих от плос­ко­го или те­лес­но­го уг­ла. В ка­че­ст­ве осн.

еди­ни­цы СИ ис­поль­зу­ет­ся так­же ариф­ме­тич. еди­ни­ца (обо­зна­че­ние «1») для без­раз­мер­ных ве­ли­чин и ве­ли­чин, свя­зан­ных с чис­лом объ­ек­тов.

В вы­ра­же­нии зна­че­ний без­раз­мер­ных ве­ли­чин обо­зна­че­ние еди­ни­цы «1» не пи­шет­ся, но обо­зна­че­ния доль­ных от неё еди­ниц – % (про­цент), ‰ (про­мил­ле) и млн–1 (мил­ли­он­ная до­ля, ppm) – ис­поль­зу­ют­ся в об­щем для СИ по­ряд­ке.

При­ме­ры про­из­вод­ных еди­ниц СИ при­ве­де­ны в табл. 2. Не­ко­то­рым про­из­вод­ным еди­ни­цам СИ при­свое­ны спец. на­име­но­ва­ния для уп­ро­щён­ной фор­мы вы­ра­же­ния час­то ис­поль­зуе­мых ком­би­на­ций осн. еди­ниц.

Та­ки­ми про­из­вод­ны­ми еди­ни­ца­ми яв­ля­ют­ся: ра­ди­ан, сте­ра­ди­ан, герц, нью­тон, пас­каль, джо­уль, ватт, ку­лон, вольт, фа­рад, ом, си­менс, ве­бер, тес­ла, ген­ри, гра­дус Цель­сия, лю­мен, люкс, бек­ке­рель, грэй, зи­верт и ус­та­нов­лен­ная 21-й ГКМВ в 1999 еди­ни­ца ка­та­ли­тич.

ак­тив­но­сти – ка­тал (1 кат = 1 с–1·моль). Ес­ли назв. еди­ни­цы про­ис­хо­дит от име­ни соб­ст­вен­но­го, то её обо­зна­че­ние на­чи­на­ет­ся с про­пис­ной бу­к­вы; напр., ам­пер – А, кель­вин – К, герц – Гц, ку­лон – Кл. Во всех ос­таль­ных слу­ча­ях обо­зна­че­ние еди­ни­цы на­чи­на­ет­ся со строч­ной бу­к­вы; напр.

, метр – м, се­кун­да – с, моль – моль. Обо­зна­че­ния еди­ниц пи­шут­ся с ин­тер­ва­лом по­сле чис­ло­вых зна­че­ний ве­ли­чин.

Таблица 2.

Примеры производных единиц СИ

ВеличинаНаименование единицыОбозначение  единицы
Площадьквадратный метрм2
Объёмкубический метрм3
Скоростьметр в секундум/с
Ускорениеметр на секунду в квадратем/с2
Волновое числометр в минус первой степеним-1
Плотность объёмнаякилограмм на кубический метркг/м3
Плотность силы электрического токаампер на квадратный метрA/м2
Напряжённость магнитного поляампер на метрA/м
Молярная концентрациямоль на кубический метрмоль/м3
Массовая концентрациякилограмм на кубический метркг/м3
Яркостькандела на квадратный метркд/м2
Показатель преломленияарифметическая единица1

 

В СИ ус­та­нов­ле­ны спец. при­став­ки для об­ра­зо­ва­ния на­име­но­ва­ний и обо­зна­че­ний де­ся­тич­ных доль­ных и крат­ных еди­ниц. До­пус­ка­ет­ся при­ме­не­ние при­ста­вок с лю­бы­ми осн. еди­ни­ца­ми и про­из­вод­ны­ми еди­ни­ца­ми со спец. на­име­но­ва­ния­ми.

Сло­во с при­став­кой об­ра­зу­ет­ся при слия­нии в од­но сло­во на­име­но­ва­ния при­став­ки и на­име­но­ва­ния еди­ни­цы. Слит­но пи­шут­ся и обо­зна­че­ния при­став­ки и еди­ни­цы из­ме­ре­ния. Со­став­ное обо­зна­че­ние, в свою оче­редь, мо­жет быть воз­ве­де­но в лю­бую сте­пень. На­име­но­ва­ние осн. еди­ни­цы ки­ло­грамм в си­лу ис­то­рич.

при­чин уже со­дер­жит при­став­ку. Для крат­ных и доль­ных зна­че­ний ки­ло­грам­ма при­став­ку при­сое­ди­ня­ют не к ки­ло­грам­му, а к грам­му. При­став­ки для об­ра­зо­ва­ния де­ся­тич­ных доль­ных и крат­ных еди­ниц не долж­ны ис­поль­зо­вать­ся для сте­пе­ней чис­ла 2.

Для крат­ных дво­ич­ных еди­ниц ко­ли­че­ст­ва ин­фор­ма­ции – бит и байт – ис­поль­зу­ют­ся спец. при­ставки; напр.: 1 Ки­бит (1 ки­би­бит) = 210 бит = 1024 бит; 1 МиБ (1 ме­би­байт) = 220 Б = 1048576 Б.

Еди­ни­цы СИ ре­ко­мен­ду­ет­ся ис­поль­зо­вать во всех об­лас­тях нау­ки и тех­ни­ки.

Од­на­ко до­пус­ти­мо при­ме­нять не­ко­то­рые вне­сис­тем­ные еди­ни­цы: ми­ну­та, час, су­тки, уг­ло­вой гра­дус, уг­ло­вая ми­ну­та, уг­ло­вая се­кун­да, гек­тар, литр, тон­на, элек­трон­вольт, бар, мил­ли­метр ртут­но­го стол­ба, анг­с­т­рем, ми­ля, ди­на, эрг и др. При ис­поль­зо­ва­нии вне­сис­тем­ных еди­ниц при­ме­ня­ют­ся пе­ре­вод­ные ко­эф­фи­ци­ен­ты к еди­ни­цам СИ.

Источник: https://bigenc.ru/physics/text/2198958

Booksm
Добавить комментарий