Strukturne jedinice su sve čestice koje čine tvar (atomi, molekule, ioni, elektroni ili bilo koje druge čestice). Mjerna jedinica količine tvari u Međunarodnom sustavu jedinica (SI) iu CGS sustavu je mol. Bez specificiranja predmeta razmatranja, izraz "količina tvari" se ne koristi.

Enciklopedijski YouTube

1 / 3

✪ Količina tvari

✪ 29. Količina tvari. Zadaci (3. dio)

✪ Fizika. Uvod u mkt, količinu tvari

titlovi

Primjena

Ovaj fizička količina koristi se za mjerenje makroskopskih količina tvari u slučajevima kada je za numerički opis proučavanih procesa potrebno uzeti u obzir mikroskopsku strukturu tvari, primjerice u kemiji, pri proučavanju procesa elektrolize ili u termodinamici , kada se opisuju jednadžbe stanja idealnog plina.

Količina tvari označava se latinskim n (\displaystyle n)(en) i ne preporučuje se označavanje grčkim slovom ν (\displaystyle \nu )(nu), budući da ovo slovo u kemijskoj termodinamici označava stehiometrijski koeficijent tvari u reakciji, a on je, po definiciji, pozitivan za produkte reakcije i negativan za reaktante. Međutim, grčko pismo se naširoko koristi u školskom tečaju. ν (\displaystyle \nu )(nag).

Za izračunavanje količine tvari na temelju njezine mase koristi se koncept molarne mase: n = m / M (\displaystyle n=m/M), gdje je m masa tvari, M je molarna masa tvari. Molarna masa je masa po molu određene tvari. Molarna masa tvari može se dobiti produktom

Količina tvari. Mol je količinska jedinica tvari. Avogadrov broj

Uz ranije razmatrane apsolutne i relativne mase atoma i molekula, u kemiji veliki značaj ima posebnu vrijednost – količinu materije. Količina tvari određena je brojem strukturnih jedinica (atoma, molekula, iona ili drugih čestica) te tvari. Količina tvari označava se slovom ν. Već znate da svaka fizikalna veličina ima svoju mjernu jedinicu. Na primjer, duljina tijela se mjeri u metrima, masa tvari se mjeri u kilogramima. Kako se mjeri količina tvari? Za mjerenje količine tvari postoji posebna jedinica - mol.

madež- to je količina tvari koja sadrži onoliko čestica (atoma, molekula ili drugih) koliko ugljikovih atoma ima u 0,012 kg (tj. 12 g ugljika. To znači da jedan mol cinka, jedan mol aluminija, jedan mol ugljik sadrži jedan te isti broj atoma. To također znači da jedan mol molekulskog kisika, jedan mol vode sadrže isti broj molekula. I u prvom i u drugom slučaju broj čestica (atoma, molekula) koji se nalazi u jednom molu jednak je broju atoma u jednom molu ugljika.Eksperimentalno je utvrđeno da jedan mol tvari sadrži 6.02 1023 čestica (atoma, molekula ili drugih).tvar.Ako se tvar sastoji od atoma (na primjer, cink, aluminij, itd.), tada je jedan mol ove tvari 6,02 1023 njenih atoma. Ako se tvar sastoji od molekula (na primjer, kisik, voda, itd.), tada jedan mol ove tvari je 6.02 1023 njegovih molekula. ina 6.02 1023 nazvana je po poznatom talijanskom znanstveniku Amedeu Avogadru "Avogadrova konstanta" i označena je NA. Avogadrov broj pokazuje broj čestica u jednom molu tvari, pa bi mogao imati dimenziju "čestice / mol". Međutim, budući da čestice mogu biti različite, riječ “čestice” je izostavljena i umjesto nje upisana je jedinica u dimenziji Avogadrova broja: “1/mol” ili “mol-1”. Prema tome: NA = 6,02 1023.

Avogadrov broj vrlo velika. Usporedite: ako sakupite 6,02 × 1023 kuglice s polumjerom od 14 centimetara, tada će njihov ukupni volumen biti približno isti volumen koji zauzima cijeli naš planet Zemlja.

Da biste odredili broj atoma (molekula) u određenoj količini tvari, morate koristiti sljedeću formulu: N = ν NA,

gdje je N broj čestica (atoma ili molekula).

Na primjer, odredimo broj atoma aluminija sadržanih u 2 mol aluminijeve tvari: N (Al) = ν (Al) · NA.

N (Al) \u003d 2 mol 6,02 1023 \u003d 12,04 1023 (atoma).

Osim toga, možete odrediti količinu tvari prema poznatom broju atoma (molekula):

Jedna od osnovnih jedinica u Međunarodnom sustavu jedinica (SI) je jedinica količine tvari je mol.

madež – to je takva količina tvari koja sadrži onoliko strukturnih jedinica dane tvari (molekula, atoma, iona itd.) koliko ugljikovih atoma ima u 0,012 kg (12 g) izotopa ugljika 12 IZ .

S obzirom da je vrijednost apsolutne atomske mase za ugljik m(C) \u003d 1,99 10  26 kg, možete izračunati broj ugljikovih atoma N ALI sadržano u 0,012 kg ugljika.

Mol bilo koje tvari sadrži isti broj čestica te tvari (strukturnih jedinica). Broj strukturnih jedinica sadržanih u tvari s količinom od jednog mola je 6,02 10 23 i nazvao Avogadrov broj (N ALI ).

Na primjer, jedan mol bakra sadrži 6,02 10 23 atoma bakra (Cu), a jedan mol vodika (H 2) sadrži 6,02 10 23 molekula vodika.

molekulska masa(M) je masa tvari uzete u količini od 1 mol.

Molarna masa se označava slovom M i ima jedinicu [g/mol]. U fizici se koristi dimenzija [kg/kmol].

U općem slučaju, brojčana vrijednost molarne mase tvari numerički se podudara s vrijednošću njezine relativne molekulske (relativne atomske) mase.

Na primjer, relativna molekularna težina vode je:

Mr (H 2 O) \u003d 2Ar (H) + Ar (O) \u003d 2 ∙ 1 + 16 \u003d 18 a.m.u.

Molarna masa vode ima istu vrijednost, ali se izražava u g/mol:

M (H 2 O) = 18 g/mol.

Dakle, mol vode koji sadrži 6,02 10 23 molekula vode (odnosno 2 6,02 10 23 atoma vodika i 6,02 10 23 atoma kisika) ima masu od 18 grama. 1 mol vode sadrži 2 mola atoma vodika i 1 mol atoma kisika.

1.3.4. Odnos između mase tvari i njezine količine

Poznavajući masu tvari i njezinu kemijsku formulu, a time i vrijednost njezine molarne mase, može se odrediti količina tvari i, obrnuto, znajući količinu tvari, može se odrediti njezina masa. Za takve izračune trebali biste koristiti formule:

gdje je ν količina tvari, [mol]; m je masa tvari, [g] ili [kg]; M je molarna masa tvari, [g/mol] ili [kg/kmol].

Na primjer, da bismo pronašli masu natrijevog sulfata (Na 2 SO 4) u količini od 5 mola, nalazimo:

1) vrijednost relativne molekularne težine Na 2 SO 4, koja je zbroj zaokruženih vrijednosti relativnih atomskih masa:

Mr (Na 2 SO 4) \u003d 2Ar (Na) + Ar (S) + 4Ar (O) \u003d 142,

2) vrijednost molarne mase tvari koja joj je brojčano jednaka:

M (Na 2 SO 4) = 142 g/mol,

3) i, konačno, masa od 5 mol natrijevog sulfata:

m = ν M = 5 mol 142 g/mol = 710 g

Odgovor: 710.

1.3.5. Odnos između volumena tvari i njezine količine

U normalnim uvjetima (n.o.), tj. na pritisak R , jednako 101325 Pa (760 mm Hg), i temperatura T, jednak 273,15 K (0 S), jedan mol raznih plinova i para zauzima isti volumen, jednak 22,4 l.

Volumen koji zauzima 1 mol plina ili pare pri n.o. naziva se molarni volumenplin i ima dimenziju litre po molu.

V mol \u003d 22,4 l / mol.

Poznavajući količinu plinovite tvari (ν ) i molarna vrijednost volumena (V mol) možete izračunati njegov volumen (V) pod normalnim uvjetima:

V = ν V mol,

gdje je ν količina tvari [mol]; V je volumen plinovite tvari [l]; V mol \u003d 22,4 l / mol.

Nasuprot tome, znajući volumen ( V) plinovite tvari pod normalnim uvjetima, možete izračunati njegovu količinu (ν) :

Uputa

Jedna od formula za volumen otopine: V = m/p, gdje je V volumen otopine (ml), m je masa (g), p je gustoća (g/ml). Ako trebate dodatno pronaći masu, to možete učiniti poznavanjem formule i količine željene tvari. Koristeći formulu tvari, pronaći ćemo je molekulska masa, dodavši atomske mase svi elementi uključeni u njegovu . Na primjer, M(AgNO3) = 108+14+16*3 = 170 g/mol. Zatim nalazimo masu prema formuli: m \u003d n * M, gdje je m masa (g), n je količina tvari (mol), M je molarna masa tvari (g / mol ). Pretpostavlja se da je u zadatku navedena količina tvari.

Sljedeći za pronalaženje volumena otopine izvodi se iz molarne formule: c \u003d n / V, gdje je c molarna koncentracija otopine (mol / l), n je količina tvari (mol), V je volumen otopine (l). Zaključujemo: V = n/c. Količina tvari može se dodatno pronaći formulom: n = m/M, gdje je m masa, M je molarna masa.

Slijede formule za pronalaženje volumena plina. V \u003d n * Vm, gdje je V volumen plina (l), n je količina tvari (mol), Vm je molarni volumen plina (l / mol). Za normalno, tj. tlak jednak 101 325 Pa 273 K, molarni volumen plina je konstantna vrijednost i jednak je 22,4 l / mol.

Za plinski sustav postoji formula: q(x) = V(x)/V, gdje je q(x)(phi) volumenski udio komponente, V(x) volumen komponente (l ), V je volumen sustava (l) . Iz ove formule mogu se izvesti još 2: V(x) = q*V, a također i V = V(x)/q.

Ako u uvjetu zadatka postoji jednadžba reakcije, problem treba riješiti pomoću nje. Iz jednadžbe možete pronaći količinu bilo koje tvari, ona je jednaka koeficijentu. Na primjer, CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O. Odavde vidimo da tijekom interakcije 1 mol bakrenog oksida i 2 mol klorovodične kiseline Dobiveno je 1 mol bakrenog klorida i 1 mol vode. Znajući prema uvjetu zadatka količinu tvari samo jedne komponente reakcije, lako se mogu pronaći količine svih tvari. Neka je količina tvari bakrenog oksida 0,3 mol, tada je n(HCl) = 0,6 mol, n(CuCl2) = 0,3 mol, n(H2O) = 0,3 mol.

Bilješka

Ne zaboravite mjerne jedinice!

Izvori:

• "Zbirka zadataka iz kemije", G.P. Khomchenko, I.G. Homčenko, 2002.
• formula volumena iz mase

Masa bilo koje tvari, molekule jednaka je zbroju masa njenih sastavnih atoma. Ako se u izračunu koriste relativne atomske mase, tada se dobiva relativna molekularna masa tvari. Relativna molekularna težina pokazuje koliko je puta apsolutna masa molekule određene tvari veća od 1/12 apsolutne mase atoma ugljika. Obično se koriste približne vrijednosti relativne atomske i molekularne težine. Ove su veličine bezdimenzionalne.

Uputa

Izračunajte vrijednost svakog elementa u molekuli. Saznati relativna masa jedan atom pogledati u periodni sustav elemenata.Serijski broj je atomska masa. Možete ga izračunati i pomoću formule Ar(element)=m(element)/1a.e.m. Radi lakšeg izračuna koriste se približne vrijednosti.
Ar(H)=1?2=2;Ar(O)=16?1=16Ar(Fe)=56?2=112;Ar(S)=32?3=96;Ar(O)=16?12 =192

Zbrojite rezultate. To će biti molekularna težina tvari.
Mr(H2O)=2Ar(H)+Ar(O)=2+16=18
Mr(Fe2(SO4)3)=2Ar(Fe)+3Ar(S)+12Ar(O)=112+96+192=400

Uz relativnu molekulsku težinu, u izračunima se često koristi i molarna masa. Njegova mjerna jedinica je g/mol. Brojčano je jednaka relativnoj molekulskoj masi tvari.
M(H20)=18 g/mol
M(Fe2(SO4)3=400 g/mol

Slični Videi

U tijeku kemijske reakcije mogu nastati različite tvari: plinovite, topljive, slabo topljive. U potonjem slučaju, oni precipitiraju. Često je potrebno znati koja je točna masa nastalog taloga. Kako se to može izračunati?

Trebat će vam

• - stakleni lijevak;
• - papirni filter;
• - laboratorijske vage.

Uputa

Možete djelovati prema iskustvu. Odnosno, provedite kemikaliju, pažljivo odvojite formirani talog od filtrata pomoću običnog staklenog lijevka i papirnatog filtra, na primjer. Potpunije odvajanje postiže se vakuumskim filtriranjem (na Buchnerovom lijevku).

Nakon toga osušiti talog – prirodnim putem ili pod vakuumom, te ga što točnije izvagati. Najbolje od svega, na osjetljivim laboratorijskim vagama. Tako će zadatak biti riješen. Ovoj se metodi pribjegava kada su nepoznate točne količine početnih tvari koje su ušle u reakciju.

Ako znate te količine, onda se problem može riješiti puno lakše i brže. Pretpostavimo da trebate izračunati koliko je klorida formirano od 20 grama klorida - kuhinjske soli - i 17 grama srebrnog nitrata. Prije svega napišite jednadžbu: NaCl + AgNO3 = NaNO3 + AgCl.

Tijekom te reakcije nastaje vrlo slabo topljiv spoj - srebrov klorid koji se taloži kao bijeli talog.

Izračunajte molarne mase polaznih materijala. Za natrijev klorid je približno 58,5 g / mol, za srebrov nitrat - 170 g / mol. To jest, u početku, prema uvjetima problema, imali ste 20/58,5 = 0,342 mola natrijevog klorida i 17/170 = 0,1 mola srebrnog nitrata.

Dakle, ispada da je natrijev klorid u početku uzet u višku, odnosno reakcija na drugom početnom materijalu će ići do kraja (svih 0,1 mola srebrnog nitrata će reagirati, "vežući" istih 0,1 mola kuhinjske soli) . Koliko srebrnog klorida nastaje? Da biste odgovorili na ovo pitanje, pronađite molekulsku masu nastalog taloga: 108 + 35,5 = 143,5. Množenjem početne količine srebrnog nitrata (17 grama) s omjerom molekulskih težina produkta i početne tvari, dobit ćete odgovor: 17 * 143,5/170 = 14,3 grama. To je točna masa taloga koji nastaje tijekom reakcije.

Koristan savjet

Naravno, odgovor koji ste dobili nije baš točan, budući da ste u svojim izračunima koristili zaokružene vrijednosti za atomske mase elemenata. Ako se traži veća točnost, mora se uzeti u obzir da atomska masa srebra, na primjer, nije 108, već 107,868. Prema tome, atomska masa klora nije 35,5, već 35, 453 itd.

Izvori:

• Izračunajte masu taloga koji nastane tijekom međudjelovanja

U školskim kemijskim problemima, u pravilu, potrebno je izračunati volumen za plinoviti reakcijski produkt. To možete učiniti ako znate broj madeža bilo kojeg sudionika kemijska interakcija. Ili pronađite ovaj iznos iz drugih podataka zadatka.

Najtipičniji procesi koji se provode u kemiji su kemijske reakcije, tj. međudjelovanja između nekih početnih tvari, što dovodi do stvaranja novih tvari. Tvari reagiraju u određenim kvantitativnim odnosima o kojima se mora voditi računa kako bi se uz minimalnu količinu polaznih tvari dobili željeni produkti i bez stvaranja beskorisnog proizvodnog otpada. Za izračunavanje mase tvari koje reagiraju, ispada da je potrebna još jedna fizička veličina, koja karakterizira dio tvari u smislu broja strukturnih jedinica sadržanih u njemu. Sam po sebi, ego broj je neobično velik. To je očito posebno iz primjera 2.2. Stoga se u praktičnim proračunima broj strukturnih jedinica zamjenjuje posebnom vrijednošću tzv količina tvari.

Količina tvari je mjera broja strukturnih jedinica, određena izrazom

gdje N(X)- broj strukturnih jedinica tvari x u stvarnom ili mentalno uzetom dijelu tvari, N A = 6.02 10 23 - Avogadrova konstanta (broj), široko korištena u znanosti, jedna od temeljnih fizikalnih konstanti. Ako je potrebno, može se koristiti točnija vrijednost Avogadrove konstante 6,02214 10 23. Dio tvari koji sadrži N a strukturne jedinice, predstavlja jednu količinu tvari - 1 mol. Dakle, količina tvari mjeri se u molovima, a Avogadrova konstanta ima jedinicu 1/mol ili u drugom zapisu mol -1.

Uz svakakva razmišljanja i proračune vezane uz svojstva materije i kemijske reakcije, koncept količina tvari potpuno zamjenjuje koncept broj strukturnih jedinica. To eliminira potrebu za korištenjem velike brojke. Na primjer, umjesto da kažemo "uzeto 6,02 10 23 strukturnih jedinica (molekula) vode", kažemo: "uzeto 1 mol vode."

Svaki dio tvari karakteriziraju i masa i količina tvari.

Omjer mase tvarixna količinu tvari nazivamo molarna masaM(X):

Molarna masa brojčano je jednaka masi 1 mola tvari. Ovo je važna kvantitativna karakteristika svake tvari, ovisno samo o masi strukturnih jedinica. Avogadrov broj postavljen je na takav način da se molarna masa tvari, izražena u g / mol, numerički podudara s relativnom Molekularna težina M g Za molekulu vode M g = 18. To znači da je molarna masa vode M (H 2 0) \u003d 18 g / mol. Pomoću podataka periodnog sustava moguće je izračunati točnije vrijednosti M g i M(X), ali u nastavnim zadacima iz kemije to se obično ne traži. Iz svega što je rečeno jasno je koliko je lako izračunati molarnu masu tvari - dovoljno je dodati atomske mase u skladu s formulom tvari i staviti jedinicu g / mol. Stoga se formula (2.4) praktično koristi za izračunavanje količine tvari:

Primjer 2.9. Izračunajte molarnu masu sode bikarbone NaHC0 3 .

Riješenje. Prema formuli tvari M g = 23 + 1 + 12 + 3 16 = 84. Dakle, prema definiciji, M(NaIIC0 3) = 84 g/mol.

Primjer 2.10. Kolika je količina tvari u 16,8 g sode bikarbone? Riješenje. M(NaHC03) = 84 g/mol (vidi gore). Po formuli (2.5)

Primjer 2.11. Koliko je frakcija (strukturnih jedinica) sode za piće u 16,8 g tvari?

Riješenje. Transformirajući formulu (2.3), nalazimo:

AT(NaHC03) = N a n(NaHC03);

tt(NaHC03) = 0,20 mol (vidi primjer 2.10);

N (NaHC0 3) \u003d 6,02 10 23 mol "1 0,20 mol = 1,204 10 23.

Primjer 2.12. Koliko atoma ima 16,8 g sode bikarbone?

Riješenje. Soda bikarbona, NaHC0 3 , sastoji se od atoma natrija, vodika, ugljika i kisika. Ukupno postoji 1 + 1 + 1 + 3 = 6 atoma u strukturnoj jedinici materije. Kao što je utvrđeno u primjeru 2.11, ova masa sode za piće sastoji se od 1,204 10 23 strukturnih jedinica. Zato ukupni broj atoma u materiji je