День моля: як відзначити у школі та які вправи запропонувати учням

23 жовтня хіміки відзначають День моля — неофіційне свято, присвячене одному з ключових понять хімії. Моль — одна із семи основних одиниць SI. Ірина Падалко, учителька та сценаристка проєкту Pi-stacja UА, розповідає про історію свята, а також ділиться порадами, як його можна відзначити у школі.

Ідея святкування виникла на початку 1980-х років після публікації статті в журналі «The Science Teacher», де педагогиня Маргарет Крістоф запропонувала присвятити окремий день поняттю моля. Згодом цю ідею підхопив учитель хімії Моріс Олер. 15 травня 1991 року він заснував організацію National Mole Day Foundation, мета якої — популяризувати хімію серед учнів і учениць.

Багатьом учням і ученицям моль спочатку здається черговою незрозумілою одиницею, яку треба запам’ятати разом із формулами. Насправді принцип доволі простий. Хімікам та іншим науковцям важливо знати, скільки частинок — атомів, молекул чи йонів — містить певна порція речовини. Проблема в тому, що навіть у невеликому зразку речовини цих частинок неймовірно багато. Щоб їх рахувати, використовують моль — одиницю кількості речовини.

Для порівняння: коли ми купуємо яйця, рахуємо їх десятками. «Десяток» — це просто число. Моль працює так само, але число значно більше — приблизно 6,02 ∙ 10²³. Отже, 1 моль будь-якої речовини містить приблизно 6,02 ∙ 10²³ структурних одиниць. Це число називають сталою Авогадро. Залежно від будови речовини структурними одиницями можуть бути атоми, молекули, групи атомів або йонів.

Докладніше про це — у короткому відеоуроці «Кількість речовини. Моль. Число Авогадро» на платформі Pi-stacja Україна.

День моля відзначають 23 жовтня, але не весь день, а в чітко визначений проміжок часу: з 6:02 ранку до 6:02 вечора. У прийнятому в США форматі запису дат 23 жовтня — це 10/23, що нагадує 10²³, а час 6:02 відсилає до перших цифр сталої Авогадро. Разом ці числа утворюють значення 6,02 ∙ 10²³. 

Цікавий факт: Амедео Авогадро, італійський учений, на честь якого назвали цю сталу, не знав її числового значення. 1811 року він висунув гіпотезу, яка згодом стала основою закону Авогадро: однакові об’єми різних газів за однакових температури й тиску містять однакову кількість молекул. Однак визначити цю кількість чисельно він не міг. 

Розміри молекул і їх кількість в одиниці об’єму газу оцінив австрійський учений Йоганн Йозеф Лошмідт 1865 року. На початку XX століття французький фізик Жан Батист Перрен визначив сталу Авогадро експериментально й запропонував назвати її на честь італійського вченого. Його оцінка становила приблизно 6,8 · 10²³. Згодом точність вимірювань зросла, тож значення сталої змінили на 6,02 ∙ 10²³.

• 1 моль на вагах

Запропонуйте учням і ученицям обчислити та зважити по 1 моль різних речовин. Підійдуть вода (18 г), кухонна сіль (58,5 г), цукор (342 г), харчова сода (84 г), порошок крейди (100 г) тощо. Вправа допоможе закріпити зв’язок між кількістю речовини, молярною масою та масою зразка. Повторити цю тему можна за допомогою відеоуроку «Молярна маса».

• Візуалізатор об’єму

1 моль будь-якого газу за нормальних умов займає об’єм 22,4 літра. Запропонуйте учням і ученицям обчислити довжину ребра куба, об’єм якого відповідає заданій кількості газу за нормальних умов, а потім виготовити такі куби з картону. Наприклад, за нормальних умов куб із ребром 22,4 см вміщує приблизно 0,5 моль газу, куб із ребром 28,2 см — приблизно 1 моль газу, а куб із ребром 32,3 см — приблизно 1,5 моль газу. Вправа допоможе наочно продемонструвати зв’язок між кількістю речовини, молярним об’ємом і об’ємом газу. Закріпити тему можна за допомогою відеоуроку «Закон Авогадро».

• Хімічна вікторина

Організуйте коротку вікторину, запропонувавши учням і ученицям розв’язати кілька задач на застосування поняття моля.

Наприклад:

• Скільки молів води ви випиваєте за день?
• Скільки молів кисню містить повітря, яке ви вдихаєте за раз?
• Що важче: 1 моль заліза чи 1 моль алюмінію, 1 моль кисню чи 1 моль вуглекислого газу?
• Скільки молів води містить повна чашка чаю об’ємом 250 мл?
• Скільки кубиків цукру масою 4,75 г кожен можна отримати з 1 моля сахарози, якщо її молярна маса становить 342 г/моль?

•  Мольний ланцюжок

Підготуйте набори карток із назвами речовин, їхніми масами, кількістю речовини, кількістю структурних одиниць та об’ємом газу за нормальних умов. Запропонуйте учням і ученицям зібрати комбінації карток, що описують один і той самий зразок. Наприклад, 44 г СO₂, 1 моль, 6,02·10²³ молекул, 22,4 л. Вправа допомагає закріпити зв’язок між кількістю речовини, кількістю структурних одиниць, масою зразка та об’ємом газу.

• Творчий конкурс

Англійською мовою назва одиниці вимірювання mole пишеться так само, як слово, що означає «кріт». Цей збіг випадковий: назва одиниці походить від слова «молекула». Проте гра слів зробила крота символом свята й героєм хімічних коміксів та мемів. 

Запропонуйте учням і ученицям придумати власний комікс або асоціацію, пов’язану з поняттям моля. Українською можна обіграти співзвучність слів «моль» (одиниця вимірювання) і «міль» (комаха).

День моля — чудова нагода підтримати зацікавленість хімією та зробити уроки цікавішими завдяки експериментам, практичним задачам і творчим завданням.

Фото Magnific

Щоб бути в курсі важливих освітніх новин, підписуйтеся на наші сторінки в соцмережах:

• фейсбук, інстаграм, ютуб,
• Х, тредс, вайбер.