Химия - наука крайностей. В том смысле, что фактические, настоящие, описывающие действительность числа в ней или крайне малы, или крайне велики. Очень многих испугало бы число с 23 нулями. Это действительно много. А ведь столько единиц (штук) содержится в одном моле вещества. Вы бы хотели проводить расчеты с такими колоссальными числами? Это неудобно. Но в наше время любой школьник решает задачи по химии с помощью листа бумаги и простого калькулятора. Это возможно благодаря особому языку упрощения, созданному химиками. И одно из главных словосочетаний этого языка - «молярная масса».
Формула по определению
Определить молярную массу просто: массу вещества следует разделить на его химическое количество. То есть вы узнаете, сколько весит один моль данного вещества. Есть и другой путь определить молярную массу, но тут главное - не запутаться. Молярная масса равна численно атомной или молекулярной массе. Но вот единицы измерения разные.
А вообще зачем?
В каких ситуациях вам может понадобиться молярная масса? Классический пример - необходимость выявить формулу вещества. Далеко не все вещества и не во всех ситуациях можно определить по химическим свойствам и внешнему виду, иногда необходимо считать количественные соотношения. Если вы знаете фактические количества веществ, можно вычислить вид атомов и их пропорции в веществе. И вам понадобится помощь старенького химика. Действительно очень старого. Самого Менделеева.
Связи понятий
Чем нам поможет таблица великого ученого? Молярная масса вещества по числу равна атомной (для атомарных веществ и чистых металлов) или молекулярной массе, но измеряется в других единицах. Эта характеристика вещества будет значиться в граммах на моль, молекулярная - в атомных единицах массы. Как получилось, что числа эти одинаковые? Те значения, которые вы видите в таблице для элементов, были вычислены опытным путем. Каждый вид атомов удалось взвесить и определить его массу в удобных единицах. Поэтому вы видите не минус двадцать седьмую степень, а вполне приличные числа, чаще всего в пределах единицы и сотни. Есть и элементы-тяжеловесы, но в школьных задачниках они обычно не упоминаются.
Если не все числа под рукой
А что, если вещество состоит из молекул и вы знаете, что это? Как ищется молярная масса вещества, если нет массы его и химического количества одновременно по условиям задачи? Это просто, находите каждый вид атомов (элемент) в таблице и умножаете атомные массы на количество атомов в молекуле для разных элементов. А затем просто суммируете - и получаете молекулярную массу, которая будет совершенно точно совпадать с молярной. Для современных юных химиков все уже подготовлено - для известной формулы вещества искомую величину вычислить не составляет никакой проблемы.
Если вы понимаете суть химии, она покажется вам очень легкой. Основная нагрузка при освоении данной науки - это изучать и запоминать свойства конкретных веществ, а вот общие процессы и описания - проще некуда. Один раз поймете, потренируетесь - никогда в жизни не запутаетесь.
В химии чрезвычайно важным является понятие «молекулярная масса». Молекулярную массу часто путают с молярной массой. Чем отличаются эти величины, и какими свойствами обладают?
Молекулярная масса
Атомы и молекулы – мельчайшие частицы любых химических вещества. Если постараться выразить их массу в граммах, то получится число, в котором перед запятой будет находиться около 20 нулей. Поэтому измерять массу в таких единицах, как граммы, неудобно. Чтобы выйти из этой ситуации, следует какую-нибудь очень малую массу принять за единицу, а все остальные массы выражать по отношению к ней. В качестве этой единицы используют 1/12 массы атома углерода.
Относительна молекулярная масса – это масса молекулы вещества, которую измеряют в атомных единицах массы. Молекулярная масса равна отношению массы молекулы того или иного вещества к 1/12 части массы атома углерода. Она показывает, во сколько раз масса молекулы определенного вещества больше 1/12 массы атома углерода.
Рис. 1. Таблица молекулярных масс органических веществ.
Атомная единица массы (а. е. м.) равна 1,66*10 в -24 степени и представляет собой 1/12 часть массы атома углерода, то есть атома изотопа элемента углерода массовое число которого равно 12. Химический элемент в природе может иметь несколько устойчивых изотопов, поэтому, когда говорят об относительной атомной массе элемента или, как часто говорят, об атомной массе элемента A, то обязательно учитывают атомную массу всех устойчивых нуклидов.
Молекулярную массу часто путают с молярной массой, единицей измерения которой является г/моль. И действительно численно эти две величины абсолютно идентичны, однако размерность у них абсолютно разная.
Относительную молекулярную массу можно найти, сложив между собой атомные массы
Чтобы вычислить молекулярную массу простых и сложных веществ, необходимо найти сумму относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы. Например, относительная молекулярная масса воды Mr (H 2 O), которая состоит, как известно, из двух атомов водорода и одного атома кислорода, равна 1*2+16=18.
Это означает, что масса молекулы воды в 18 раз больше 1/12 массы атома углерода. А молекулярная масса воздуха равна 29.
Рис. 2. Формула относительная молекулярная масса.
Атомная масса
Атомная масса химического элемента – также одно из важнейших обозначений в химии. Атомная масса – это средняя величина из атомных масс устойчивых природных изотопов этого элемента с учетом их относительного содержания в природе (их природного распространения). Так, в природе существуют два устойчивых изотопа элемента хлора Cl с массовыми числами 35 и 37:
Ar(Cl)=(34.97*0.7553)+(36.95*0.2447)=35.45 – именно такая величина принята для элемента хлора в качестве его относительной атомной массы.
Впервые вычисление атомных весов были сделаны Д. Дальтоном. Атомные веса элементов он относил к атомному весу водорода, приняв его за единицу. Однако вычисленные в соответствии с его принципом «наибольшей простоты» вес атома кислорода и некоторых других элементов оказались неверными.
Рис. 3. Д. Дальтон.
Истинные атомные массы являются мизерными. Атом водорода весит 1,674*10 в -24 степени грамм, кислорода 26,67*10 в -24 степени грамм, а углерода 19,993*10 в -24 степени грамм.
Что мы узнали?
В школьной программе по химии (8 класс) большое внимание уделяется таким понятием, как относительная атомная и молекулярная масса вещества. Учащиеся изучают их отличия и особенности, а также учатся определять массы газов и веществ.
Тест по теме
Оценка доклада
Средняя оценка: 4.3 . Всего получено оценок: 207.
Цель урока.
П ознакомить учащихся с понятием «количество вещества», «моль»; сформировать представление о молярной массе вещества; научить вычислять количество вещества по известной массе вещества и массу вещества по известному количеству вещества.
Тип урока : урок изучения и первичного закрепления знаний.
Технологии : элементы технологии сотрудничества и проблемного обучения.
Методы : эвристическая беседа, поисковая деятельность,
Основные понятия. Количество вещества, моль, число Авогадро, постоянная Авогадро, молярная масса.
Планируемые результаты обучения. Знать число Авогадро, определения количества вещества и моля. Уметь определять число структурных единиц по данному количеству вещества и наоборот. Знать о равенстве числовых значений молярной и относительной молекулярной масс. Уметь вычислять массу данного количества вещества.
Оборудование : мультимедиа - аппаратура, периодическая таблица Д.И. Менделеева.
Ход урока
1. Организационный момент.
Здравствуйте дорогие ребята. Меня зовут Алла Станиславовна, и сегодня я проведу у вас урок химии.
Друзья мои! Я очень рада
Войти в приветливый Ваш класс
И для меня уже награда
Вниманье Ваших умных глаз
Я знаю: каждый в классе гений,
Но без труда талант не впрок,
Скрестите шпаги Ваших мнений –
Мы вместе сочиним урок!
2. Постановка проблемы урока и цели.
А урок наш мы начнем со смешной, нестандартной ситуации, которая однажды произошла в магазине.
Восьмиклассник Костя зашел в магазин и попросил продавщицу продать ему 10 молей поваренной соли . Что ответила Косте продавщица?
На этот вопрос вы ответите после изучения новой темы.
А какой термин для вас новый?
Расскажу сегодня, что ли, о зловредной роли моли.
Моль съедает шерсть и мех – просто паника у всех…
Ну а в химии – изволь! Есть другое слово «моль».
И сегодня на уроке мы с вами познакомимся с этим понятием.
Наш урок называется «Количество вещества. Молярная масса» (записать в тетрадь ).
Цель нашего урока:
во-первых: познакомиться с понятием «количество вещества», «моль»;
во-вторых: сформировать представление о молярной массе вещества;
в-третьих: научиться вычислять количество вещества по известной массе вещества и массу вещества по известному количеству вещества.
3. Изучение нового материала.
Все подлежит измерению. И вы уже знакомы с единицами измерения массы или объема. Например,
При покупке сахара мы определяем его ___(вес) при помощи весов, пользуясь единицами измерения-________(килограммами, граммами).
При покупке разливного молока мы определяем его _____(объем) при помощи мерной посуды, пользуясь единицами измерения______ (литр, миллилитр)
Также мы можем определить, сколько штук (частиц) в 1 килограмме?
Химия наука о веществах. Вещества состоят из атомов или молекул. В каких единицах можно измерить, вещества? Ведь атомы и молекулы невозможно подсчитать и взвесить.
И тогда для измерения вещества была выбрана особая единица, в которой соединились две величины – число молекул и масса вещества.
Такая единица называется количество вещества или моль.
Чтобы отмерить 1 моль вещества, нужно взять столько граммов его, какова относительная масса вещества:
1 моль H 2 весит 2 г (Mr(H 2) = 2)
1моль O 2 весит 32 г (Mr(O 2) = 32)
1моль H 2 O весит 18 г (Mr(H 2 O) = 18)
А сколько реальных частиц – молекул содержится в 1 моле любого вещества?
Установлено, что 1 моль любого вещества всегда содержит одинаковое число молекул. Это число равно 6 10 23 . Например,
1 моль воды = 6 . 10 23 молекул Н 2 О,
1 моль железа = 6 . 10 23 атомов Fe,
1 моль хлора = 6 . 10 23 молекул Cl 2 ,
1 моль ионов хлора Cl - = 6 . 10 23 ионов Cl - .
В честь итальянского ученого Амедео Авогадро это число назвали постоянной Авогадро
Обозначается N A = 6 ?10 23
Постоянная Авогадро настолько велика, что с трудом поддается воображению.
В пустыне Сахара содержится менее трех молей самых мелких песчинок.
Если взять 1 моль долларовых бумажек, то они покроют все материки Земли 2-х километровым плотным слоем.
Теперь мы с вами можем записать определение понятия «моль».
МОЛЬ - это КОЛИЧЕСТВО ВЕЩЕСТВА, в котором содержится 6 10 23 структурных единиц данного вещества – молекул или атомов.
Количества вещества обозначается буквой – n , измеряется в молях
Чтобы узнать число молекул (N) можно воспользоваться формулой:
зная число молекул можно найти количество вещества:
А что нужно сделать, чтобы отмерить 1 моль вещества?
Нужно взять столько граммов этого вещества, какова его относительная молекулярная масса.
Масса 1 моль вещества называется Молярной массой. Обозначается буквой – М. находится по формуле:
Предположите, в каких единицах будет измеряться молярная масса?
измеряется в (г/моль)
Молярная масса по значению совпадает с относительной атомной или молекулярной массой, но различаются единицами измерения (М – г/моль; Mr, Аr – безразмерные величины).
М (г/моль) = Mr
В таблице для иллюстрации приведены молярные массы М для нескольких веществ разного строения.
Таблица . Молярные массы различных веществ.
|
Вещество |
Молекулярная или атомная масса Mr, (Аr) |
Молярная масса М |
Число Авогадро |
|
Вода Н 2 О |
6,02?10 23 молекул |
||
|
Оксид кальция СаО |
6,02?10 23 молекул |
||
|
Углерод 12 С |
6,02?10 23 атомов |
||
|
6,02?10 23 атомов |
|||
|
Атом хлора Сl |
35,5 г/моль |
6,02?10 23 атомов |
|
|
Молекула хлора Cl 2 |
6,02?10 23 молекул |
Молярные массы веществ отличаются друг от друга, но количество вещества остается одинаковым – 1 моль.
Количество молей вещества n находят из отношения массы m этого вещества (г) к его молярной массе М (г/моль).
Следовательно, массу можно найти по формуле:
Установим взаимосвязь основных величин: m = n ? M, n = m/M, М = m/n, n = N/N A , N = n ? N A , где N A 6,02?10 23 моль -1
4. Закрепление материала
Мы определили, как связаны между собой количество и масса вещества. Теперь решим задачи с использованием рассмотренных выше понятий.
Задача № 1 . Определите массу кислорода количеством вещества 3,6 моль.
Задача № 2 . Какое количество вещества будут содержать 64 г кислорода?
Задача № 3 . Вычислите количество вещества и число молекул, содержащихся в углекислом газе массой 11 г.
Задача 4 . Найдите массу 24 . 10 23 молекул озона О 3 .
Попробуем ответить на вопрос, заданный вначале урока:
если продавщица хорошо училась в восьмом классе, то она быстро посчитает: масса (?aCl)= 58,5 (г/моль)?10 (моль)=585 грамм.
После чего она насыпает соль в пакет, взвесит и вежливо скажет « Платите в кассу».
5. Домашнее задание.
Итак, друзья, пришла пора проститься.
И я хочу вам пожелать:
Всегда с охотою учиться,
Всегда с охотою трудиться.
И никогда не унывать.
Литература:
- Аликберова Л.Ю. Занимательная химия, М, «АСТ-ПРЕСС», 1999год
- Бердоносов С.С, Химия 8кл, Мирос,1994.;
- Газета «Химия в школе» №44 1996г. С. 9.
- Габриелян О.С. Химия 8 класс. М.: Дрофа, 2007.
- Иванова Р.Г. Химия 8-9 класс. М.: Просвещение, 2005.
- Новошинский И.И. Новошинская Н.С. Типы химических задач и способы их решения 8-11 классы. М.: Оникс 21 век.
- Образовательная коллекция. Химия. Базовый курс. 8-9 класс. Лаборатория систем мультимедиа МарГТУ. Йошкар-Ола, 2003.
Попробуйте оценить собственные знания и умения после сегодняшнего урока
- мне понятно всё, смогу научить другого.
- я могу объяснить новую тему при некоторой помощи.
- мне сложно разобраться самостоятельно в новой теме, нужна помощь.
|
Формула |
Молярная масса (М, г/моль) |
Масса (m, грамм) |
Количество частиц (N) |
||
|
Формула |
Относительная молекулярная масса (Mr) |
Количество вещества (n, моль)) |
Молярная масса (М, г/моль) |
Масса (m, грамм) |
Количество частиц (N) |
|
Формула |
Относительная молекулярная масса (Mr) |
Количество вещества (n, моль)) |
Молярная масса (М, г/моль) |
Масса (m, грамм) |
Количество частиц (N) |
