令人難于捉摸的單位摩爾(Mole)
納米(Nano)單位很小,摩爾(Mole)單位很大,都不易讓人準(zhǔn)確把握。怎么辦呢?只有開動(dòng)腦筋,不斷捉摸,別無他法。
許多原子(或分子)聚集在一起叫作“団”,抽象地說,就是原子的一個(gè)“集合”。很大的“團(tuán)”就成為“摩爾團(tuán)”了。摩爾(Mole)是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織確立的一個(gè)“單位”,雖然有點(diǎn)兒“古怪”,令人不易掌握。我們?cè)O(shè)想有一個(gè)很大的數(shù)字:6.02 x 10的23次方,也就是說,是一個(gè)24位數(shù),大約是0.6億億億,這個(gè)數(shù)也叫阿夫加徳羅(Avogadro)常數(shù),記為“mol”(也叫摩爾數(shù))。這個(gè)數(shù)字mol是怎么來的呢?大家知道,碳(C)的原子量是12,在12克(g)的碳原子“團(tuán)”里面正好有mol多個(gè)碳原子(Atoms),據(jù)此,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織(SI)確立了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單位“Mol”。
由此,在一摩爾碳原子“團(tuán)”里面,如果把碳原子統(tǒng)統(tǒng)換成氧原子(O),那么,這個(gè)氧原子“團(tuán)”的質(zhì)量就是16克,因?yàn)?,氧原子的原子量?6。在摩爾“團(tuán)”里面,無論將其組成的老元素?fù)Q成什么新元素,其質(zhì)量都是可計(jì)算的?,F(xiàn)在,讓我們回到納米光觸媒二氧化鈦(TiO2)的問題上。我們?cè)O(shè)想將其裝入一個(gè)摩爾“團(tuán)”里面,mol個(gè)二氧化鈦納米粒子有多重?這就要看每個(gè)納米粒子有多大(重)了。這就意味著,二氧化鈦溶液的納米粒子總量是完全可以計(jì)算出來的。
由于摩爾單位的重要性,在北美地區(qū)流傳著一個(gè)“摩爾日”Mole Day)活動(dòng)。在每年的10月23日,從上午6.02點(diǎn)開始,到下午6.02點(diǎn)結(jié)束。這里,10月23日意味著10的23次方。設(shè)立“摩爾日”活動(dòng)的目的就是提醒社會(huì)大眾知道有摩爾這個(gè)度量單位的存在。我們搞納米(Nano)這個(gè)小單位,也不能忘記摩爾(Mole)這個(gè)大單位。
據(jù)此,一瓶礦泉水有多少個(gè)水分子是容易算出來的。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,一立方米空氣有多少氧分子與氮?dú)夥肿右捕际强梢运愠鰜淼?。空氣中的污染物密度,包括微生物的個(gè)數(shù)(每立方米)也不是“天方夜譚”,不可捉摸。所謂光觸媒“殺菌率”也絕不是捕風(fēng)捉影,隨便一說。
納米材料是一門技術(shù),也是一門科學(xué),一是一,二是二,來不的絲毫虛假。在我國(guó)光觸媒產(chǎn)業(yè)界,要宣傳納米知識(shí),傳播摩爾概念,我們做事要有科學(xué)依據(jù),說話要講道理,不能稀里糊涂大家都好。