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纳米(Nano)单位很小,摩尔(Mole)单位很大,都不易让人准确把握。怎么办呢?只有开动脑筋,不断捉摸,别无他法。
许多原子(或分子)聚集在一起叫作“団”,抽象地说,就是原子的一个“集合”。很大的“团”就成为“摩尔团”了。摩尔(Mole)是国际标准组织确立的一个“单位”,虽然有点儿“古怪”,令人不易掌握。我们设想有一个很大的数字:6.02x10的23次方,也就是说,是一个24位数,大约是0.6亿亿亿,这个数也叫阿夫加徳罗(Avogadro)常数,记为“mol”(也叫摩尔数)。这个数字mol是怎么来的呢?大家知道,碳(C)的原子量是12,在12克(g)的碳原子“团”里面正好有mol多个碳原子(Atoms),据此,国际标准组织(SI)确立了这个标准单位“Mol”。
由此,在一摩尔碳原子“团”里面,如果把碳原子统统换成氧原子(O),那么,这个氧原子“团”的质量就是16克,因为,氧原子的原子量是16。在摩尔“团”里面,无论将其组成的老元素换成什么新元素,其质量都是可计算的。现在,让我们回到纳米光触媒二氧化钛(TiO2)的问题上。我们设想将其装入一个摩尔“团”里面,mol个二氧化钛纳米粒子有多重?这就要看每个纳米粒子有多大(重)了。这就意味着,二氧化钛溶液的纳米粒子总量是完全可以计算出来的。
由于摩尔单位的重要性,在北美地区流传着一个“摩尔日”MoleDay)活动。在每年的10月23日,从上午6.02点开始,到下午6.02点结束。这里,10月23日意味着10的23次方。设立“摩尔日”活动的目的就是提醒社会大众知道有摩尔这个度量单位的存在。我们搞纳米(Nano)这个小单位,也不能忘记摩尔(Mole)这个大单位。
据此,一瓶矿泉水有多少个水分子是容易算出来的。在标准状况下,一立方米空气有多少氧分子与氮气分子也都是可以算出来的。空气中的污染物密度,包括微生物的个数(每立方米)也不是“天方夜谭”,不可捉摸。所谓光触媒“杀菌率”也绝不是捕风捉影,随便一说。
纳米材料是一门技术,也是一门科学,一是一,二是二,来不的丝毫虚假。在我国光触媒产业界,要宣传纳米知识,传播摩尔概念,我们做事要有科学依据,说话要讲道理,不能稀里糊涂大家都好。
说明:近日,我准备探讨光触媒的“有效性”问题,摩尔概念只是一个铺垫。
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