Під структурними одиницями розуміються будь-які частинки, з яких складається речовина (атоми, молекули, іони, електрони або будь-які інші частинки). Одиниця вимірювання кількості речовини в Міжнародній системі одиниць (СІ) і в системі СГС - моль. Без конкретизації об'єкта розгляду термін «кількість речовини» не використовують.

Енциклопедичний YouTube

1 / 3

✪ Кількість речовини

✪ 29. Кількість речовини. Завдання (частина 3)

✪ Фізика. Введення в мкт, кількість речовини

Субтитри

Застосування

Ця фізична величинавикористовується для вимірювання макроскопічних кількостей речовин у тих випадках, коли для чисельного опису процесів, що вивчаються, необхідно брати до уваги мікроскопічну будову речовини, наприклад, в хімії, при вивченні процесів електролізу, або в термодинаміці, при описі рівнянь стану ідеального газу.

Кількість речовини позначається латинською n (\displaystyle n)(ен) і не рекомендується позначати грецькою літерою ν (\displaystyle \nu )(ню), оскільки цією літерою в хімічній термодинаміці позначається стехіометричний коефіцієнтречовини в реакції, а він, за визначенням, позитивний для продуктів реакції і негативний для реагентів. Однак у шкільному курсі широко використовується саме грецька літера ν (\displaystyle \nu )(Ню).

Для обчислення кількості речовини на підставі її маси користуються поняттям молярна маса : n = m / M (\displaystyle n = m/M), де m – маса речовини, M – молярна маса речовини. Молярна маса - це маса, яка припадає на одну міль цієї речовини. Молярна маса речовини може бути отримана твором

Кількість речовини. Міль – одиниця кількості речовини. Число Авогадро

Крім розглянутих раніше абсолютної та відносної маси атомів та молекул, у хімії велике значеннямає особлива величина – кількість речовини. Кількість речовини визначається кількістю структурних одиниць (атомів, молекул, іонів або інших частинок) цієї речовини. Кількість речовини позначається буквою ν. Ви вже знаєте, що будь-яка фізична величина має власну одиницю виміру. Наприклад, довжину тіла вимірюють за метри, масу речовини — у кілограмах. А як вимірюють кількість речовини? Для вимірювання кількості речовини існує особлива одиниця моль.

Міль- це кількість речовини, що містить стільки частинок (атомів, молекул або інших), скільки міститься атомів вуглецю в 0,012 кг (тобто 12 г вуглецю. Це означає, що один моль цинку, один моль алюмінію, один моль вуглецю містять одне і таке ж число атомів, також це означає, що один моль молекулярного кисню, один моль води містять одне і те ж число молекул. числу атомів в одному моль вуглецю Експериментально встановлено, що один моль речовини містить 6,02 · 1023 частинок (атомів, молекул або інших). речовина Якщо речовина складається з атомів (наприклад, цинк, алюміній та ін.), то один моль цієї речовини - це 6,02 · 1023. Якщо речовина складається з молекул (наприклад, кисень, вода та інші), то один моль цієї речовини - це 6,02 · 1023 її молекул. Іна 6,02 · 1023 названа на честь відомого італійського вченого Амедео Авогадро «постійної Авогадро» і позначається NA. Число Авогадро показує число частинок в одному моль речовини, тому могло б мати розмірність «часток/моль». Однак оскільки частинки можуть бути різними, слово «частки» опускається і замість нього розмірність числа Авогадро записується одиниця: «1/моль» або «моль-1». Таким чином: NA = 6,02 · 1023.

Число Авогадродуже велике. Порівняємо: якщо зібрати 6,02 · 1023 куль, мають радіус 14 сантиметрів, їх сумарний обсяг становитиме приблизно такий самий обсяг, який займає вся наша планета Земля.

Для визначення числа атомів (молекул) у певній кількості речовини необхідно скористатися наступною формулою: N = ν · NA,

де N - Число частинок (атомів або молекул).

Наприклад, визначимо кількість атомів алюмінію, що містяться в 2 моль речовини алюмінію: N(Al) = ν(Al) · NA.

N(Al) = 2 моль · 6,02 · 1023 = 12,04 · 1023 (атомів).

Крім того, можна визначити кількість речовини за відомим числом атомів (молекул):

Однією з основних одиниць у Міжнародній системі одиниць (СІ) є одиниця кількості речовини – моль.

Міль – це така кількість речовини, яка містить стільки структурних одиниць даної речовини (молекул, атомів, іонів та ін.), скільки атомів вуглецю міститься в 0,012 кг (12 г) ізотопу вуглецю 12 З .

Враховуючи, що значення абсолютної атомної маси для вуглецю рівне m(C) = 1,99 · 10  26 кг, можна розрахувати число атомів вуглецю N А, що міститься в 0,012 кг вуглецю

Моль будь-якої речовини містить те саме число частинок цієї речовини (структурних одиниць). Число структурних одиниць, що містяться в речовині кількістю один моль, дорівнює 6,02·10 23 і називається числом Авогадро (N А ).

Наприклад, один моль міді містить 6,02 10 23 атомів міді (Cu), а один моль водню (H 2) - 6,02 10 23 молекул водню.

Молярною масою(M) називається маса речовини, взятої у кількості 1 моль.

Молярна маса позначається літерою М та має розмірність [г/моль]. У фізиці користуються розмірністю [кг/кмоль].

Загалом чисельне значення молярної маси речовини чисельно збігається зі значенням його відносної молекулярної (відносної атомної) маси.

Наприклад, відносна молекулярна маса води дорівнює:

Мr(Н 2 О) = 2Аr(Н) + Ar(O) = 2∙1 + 16 = 18 а.е.м.

Молярна маса води має ту ж величину, але виражена в г/моль:

М (Н 2 Про) = 18 г/моль.

Таким чином, моль води, що містить 6,02 10 23 молекул води (відповідно 2 6,02 10 23 атомів водню і 6,02 10 23 атомів кисню), має масу 18 грамів. У воді кількістю речовини 1 моль міститься 2 моль атомів водню і один моль атомів кисню.

1.3.4. Зв'язок між масою речовини та її кількістю

Знаючи масу речовини та її хімічну формулу, отже, і значення його молярної маси, можна визначити кількість речовини і, навпаки, знаючи кількість речовини, можна визначити його масу. Для таких розрахунків слід користуватися формулами:

де ν – кількість речовини, [моль]; m- Маса речовини, [г] або [кг]; М – молярна маса речовини, [г/моль] чи [кг/кмоль].

Наприклад, для знаходження маси сульфату натрію (Na 2 SO 4) кількістю 5 моль знайдемо:

1) значення відносної молекулярної маси Na 2 SO 4 являє собою суму округлених значень відносних атомних мас:

Мr(Na 2 SO 4) = 2Ar(Na) + Ar(S) + 4Ar(O) = 142,

2) чисельно рівне їй значення молярної маси речовини:

М(Na 2 SO 4) = 142 г/моль,

3) і, нарешті, масу 5 моль сульфату натрію:

m = ν · M = 5 моль · 142 г/моль = 710 г.

Відповідь: 710.

1.3.5. Зв'язок між обсягом речовини та її кількістю

За нормальних умов (н.у.), тобто. при тиску р , рівному 101325 Па (760 мм. рт. ст.), та температурі Т, рівної 273,15 К (0 С), один моль різних газів і парів займає один і той же обсяг, що дорівнює 22,4 л.

Об'єм, який займає 1 моль газу або пари при н.у., називається молярним об'ємомгазу та має розмірність літр на моль.

V мовляв = 22,4 л/моль.

Знаючи кількість газоподібної речовини (ν ) і значення молярного об'єму (V мол) можна розрахувати його обсяг (V) за нормальних умов:

V = ν · V мовляв,

де ν – кількість речовини [моль]; V – обсяг газоподібної речовини [л]; V мовляв = 22,4 л/моль.

І, навпаки, знаючи обсяг ( V) газоподібної речовини за нормальних умов, можна розрахувати її кількість (ν) :

Інструкція

Одна з формул об'єму розчину: V = m/p, де V – об'єм розчину (мл), m – маса (г), p – густина (г/мл). Якщо потрібно додатково знайти масу, це можна зробити, знаючи формулу і кількість потрібної речовини. За допомогою формули речовини ми знайдемо її молярну масу, склавши атомні масивсіх елементів, що входять до його . Наприклад, M(AgNO3) = 108+14+16*3 = 170 г/моль. Далі знаходимо масу за формулою: m = n*M, де m – маса (г), n – кількість речовини (моль), M – молярна маса речовини (г/моль). Мається на увазі, що кількість речовини дано у завданні.

Наступна для знаходження об'єму розчину виводиться з молярної формули : с = n/V, де c – молярна концентрація розчину (моль/л), n – кількість речовини (моль), V – об'єм розчину (л). Виводимо: V = n/c. Кількість речовини можна додатково знайти за такою формулою: n = m/M, де m – маса, M – молярна маса.

Далі наведені формули знаходження обсягу газу. V = n * Vm, де V - обсяг газу (л), n - кількість речовини (моль), Vm - молярний обсяг газу (л / моль). При нормальних, тобто. тиск дорівнює 101 325 Па 273 До молярний об'єм газу є величиною постійною і дорівнює 22,4 л/моль.

Для газової системи існує формула: q(x) = V(x)/V, де q(x)(фі) – об'ємна частка компонента, V(x) – об'єм компонента (л), V – об'єм системи (л) . З цієї формули можна вивести дві інші: V(x) = q*V, а також V = V(x)/q.

Якщо за умови завдання присутній рівняння реакції, розв'язувати завдання слід за допомогою нього. З рівняння можна знайти кількість будь-якої речовини, вона дорівнює коефіцієнту. Наприклад, CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O. Звідси бачимо, що при взаємодії 1 молячи оксиду міді та 2 моль соляної кислотивийшло 1 моль хлориду міді та 1 моль води. Знаючи за умовою завдання кількість речовини всього одного компонента реакції, можна легко знайти кількості всіх речовин. Нехай кількість речовини оксиду міді дорівнює 0,3 моль, значить n(HCl) = 0,6 моль, n(CuCl2) = 0,3 моль, n(H2O) = 0,3 моль.

Зверніть увагу

Не забувайте про одиниці виміру!

Джерела:

• "Збірник завдань з хімії", Г.П. Хомченко, І.Г. Хомченка, 2002.
• обсяг формула від маси

Маса будь-якої речовини, молекули дорівнює сумі мас атомів, що її утворюють. Якщо при розрахунку використовувати відносні атомні маси, виходить відносна молекулярна маса речовини. Відносна молекулярна маса показує скільки разів абсолютна маса молекули даної речовини більше 1/12 частини абсолютної маси атома вуглецю. Зазвичай використовують приблизні значення відносних атомних та молекулярних мас. Ці величини безрозмірні.

Інструкція

Підрахуйте, чому дорівнює кожному елементу в молекулі. Щоб дізнатися відносну масуодного атома загляньте в періодичну системуПорядковий номер і є атомна маса. Також ви можете розрахувати її за формулою Ar(елемента)=m(елемента)/1a.e.m. Для легкості розрахунків застосовують приблизні значення.
Ar(H)=1?2=2;Ar(O)=16?1=16Ar(Fe)=56?2=112;Ar(S)=32?3=96;Ar(O)=16?12 =192

Складіть отримані результати. Це і буде молекулярна маса речовини.
Mr(H2O)=2Ar(H)+Ar(O)=2+16=18
Mr(Fe2(SO4)3)=2Ar(Fe)+3Ar(S)+12Ar(O)=112+96+192=400

Крім відносної молекулярної маси при розрахунках найчастіше використовують молярну масу. Її одиниця виміру - г/моль. Вона чисельно дорівнює відносної молекулярної маси речовини.
M(H2O)=18 г/моль
M(Fe2(SO4)3=400 г/моль

Відео на тему

У ході хімічної реакції можуть утворитися різні речовини: газоподібні, розчинні, малорозчинні. У разі вони випадають осад. Часто виникає необхідність дізнатися, яка точна маса осаду, що утворився. Як це можна обчислити?

Вам знадобиться

• - Скляна лійка;
• - паперовий фільтр;
• - лабораторні ваги.

Інструкція

Можете діяти досвідченим шляхом. Тобто, проведіть хімічну , ретельно відокремте осад від фільтрату, що утворився, за допомогою звичайної скляної воронки і паперового фільтра, наприклад. Більше повне відділення досягається за допомогою вакуумної фільтрації (на вирві Бюхнера).

Після цього осад висушіть - природним шляхом або під вакуумом, і зважте з більшою точністю. Найкраще, на чутливих лабораторних терезах. Ось так буде вирішено поставлене завдання. До цього методу вдаються, коли невідомі точні кількості вихідних речовин, які вступили у реакцію.

Якщо ж вам відомі ці кількості, завдання можна вирішити набагато простіше і швидше. Припустимо, необхідно обчислити, скільки хлористого утворилося 20 г хлористого - кухонної солі - і 17 г азотнокислого срібла. Насамперед, напишіть рівняння: NaCl + AgNO3 = NaNO3 + AgCl.

У ході цієї реакції утворюється дуже мало розчинна сполука - хлорид срібла, що випадає у вигляді білого осаду.

Підрахуйте молярні маси вихідних речовин. Для хлористого натрію вона становить приблизно 58,5 г/моль, для азотнокислого срібла – 170 г/моль. Тобто спочатку за умовами завдання ви мали 20/58,5 = 0,342 моля хлористого натрію та 17/170 = 0,1 моля азотнокислого срібла.

Таким чином, виходить, що хлористий натрій спочатку був узятий у надлишку, тобто, реакція по другій вихідній речовині пройде до кінця (прореагують всі 0,1 молячи азотнокислого срібла, «зв'язавши» ті ж 0,1 молячи кухонної солі). Скільки ж утворюється срібла хлористого? Для відповіді на це питання, знайдіть молекулярну масу осаду, що утворився: 108 + 35,5 = 143,5. Помноживши початкову кількість азотнокислого срібла (17 г) на співвідношення молекулярних мас продукту і вихідної речовини, отримайте відповідь: 17 * 143,5/170 = 14,3 грама. Ось такою буде точна маса осаду, що утворився в ході реакції.

Корисна порада

Зрозуміло, отримана відповідь не дуже точна, оскільки ви використовували в розрахунках округлені значення атомних мас елементів. Якщо потрібна більша точність, необхідно врахувати, що атомна маса срібла, наприклад, дорівнює не 108, а 107,868. Відповідно атомна маса хлору не 35,5, а 35, 453 і т.д.

Джерела:

• обчисліть масу осаду, що утворився при взаємодії

У завданнях хімії шкільного курсу, зазвичай, потрібно обчислити обсяг для газоподібного продукту реакції. Ви можете це зробити, якщо відома кількість молей будь-якого учасника хімічної взаємодії. Або знайдіть цю кількість інших даних завдання.

Найбільш типовими процесами, здійснюваними хімії, є хімічні реакції, тобто. взаємодії між якими вихідними речовинами, що призводять до утворення нових речовин. Речовини реагують у певних кількісних відносинах, які потрібно враховувати, щоб отримання бажаних продуктів витратити мінімальну кількість вихідних речовин і створювати марних відходів виробництва. Для розрахунку мас реагуючих речовин виявляється необхідною ще одна фізична величина, яка характеризує порцію речовини з точки зору кількості структурних одиниць, що містяться в ній. Саме собою його число надзвичайно велике. Це очевидно, зокрема, на прикладі 2.2. Тому в практичних розрахунках кількість структурних одиниць замінюється особливою величиною, яка називається кількістюречовини.

Кількість речовини - це міра числа структурних одиниць, що визначається виразом

де N(X)- Число структурних одиниць речовини Xу реально чи подумки взятої порції речовини, N A = 6,02 10 23 - постійна (число) Авогадро, що широко використовується в науці, одна з фундаментальних фізичних постійних. У разі потреби можна використовувати точніше значення постійної Авогадро 6,02214 10 23 . Порція речовини, що містить N a структурних одиниць, є одинична кількість речовини - 1 моль. Таким чином, кількість речовини вимірюється в молях, а постійна Авогадро має одиницю виміру 1/моль або в іншому записі моль -1 .

При всіляких міркуваннях та розрахунках, пов'язаних із властивостями речовини та хімічними реакціями, поняття кількість речовиниповністю замінює поняття кількість структурних одиниць.Завдяки цьому відпадає потреба використовувати великі числа. Наприклад, замість того, щоб сказати «взято 6,02 10 23 структурних одиниць (молекул) води», ми скажемо: «взято 1 моль води».

Будь-яка порція речовини характеризується як масою, і кількістю речовини.

Відношення маси речовиниXдо кількості речовини називається молярною масоюМ(Х):

Молярна маса чисельно дорівнює масі 1 моль речовини. Це важлива кількісна характеристика кожної речовини, яка залежить від маси структурних одиниць. Число Авогадро встановлено таким, що молярна маса речовини, виражена в г/моль, чисельно збігається з відносною молекулярною масою М гДля молекули води М г = 18. Це означає, що молярна маса води М(Н20) = 18 г/моль. Користуючись даними таблиці Менделєєва, можна обчислювати і більш точні значення М гі М(Х),Однак у навчальних завданнях з хімії це зазвичай не потрібно. Зі всього сказаного зрозуміло, наскільки просто розрахувати молярну масу речовини - достатньо скласти атомні маси відповідно до формули речовини і поставити одиницю виміру г/моль. Тому формулу (2.4) практично використовують для розрахунку кількості речовини:

Приклад 2.9.Розрахуйте молярну масу питної соди NaHC0 3 .

Рішення.Згідно з формулою речовини М г = 23 + 1 + 12 + 3 16 = 84. Звідси, за визначенням, M(NaIIC0 3 ) = 84 г/моль.

Приклад 2.10.Яка кількість речовини становить 16,8 г питної соди? Рішення. M(NaHC0 3) = 84 г/моль (див. вище). За формулою (2.5)

Приклад 2.11.Скільки толік (структурних одиниць) питної соди перебуває у 16,8 г речовини?

Рішення.Перетворюючи формулу (2.3), знаходимо:

AT(NaHC0 3) = N a n(NaHC0 3);

tt(NaHC0 3) = 0,20 моль (див. приклад 2.10);

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

Приклад 2.12.Скільки атомів знаходиться у 16,8 г питної соди?

Рішення.Питна сода, NaHC0 3 складається з атомів натрію, водню, вуглецю та кисню. Усього в структурній одиниці речовини 1 + 1 + 1 + 3 = 6 атомів. Як було знайдено в прикладі 2.11, дана маса питної соди складається з 1204 10 23 структурних одиниць. Тому загальне числоатомів у речовині складає