Теоретическая часть по теме:
Моль, молярная масса. В химических процессах участвуют мельчайшие частицы – молекулы, атомы, ионы, электроны. Число таких частиц даже в малой порции вещества очень велико. Поэтому, чтобы избежать математических операций с большими числами, для характеристики количества вещества, участвующего в химической реакции, используется специальная единица – моль.
Моль — это такое количество вещества, в котором содержится определенное число частиц (молекул, атомов, ионов), равное постоянной Авогадро.
Постоянная Авогадро NA определяется как число атомов, содержащееся в 12 г изотопа 12С:
Таким образом, 1 моль любого вещества содержит 6,02 • 1023 частиц этого вещества. NА = 6,02 • 1023 моль-1.
Например: 1 моль кислорода содержит 6,02 • 1023 молекул O2.
1 моль серной кислоты содержит 6,02 • 1023 молекул H2SO4.
1 моль серы содержит 6,02 • 1023 атомов S.
2 моль серы содержит 12,04 • 1023 атомов S.
0,5 моль серы содержит 3,01 • 1023 атомов S.
Исходя из этого, любое количество вещества можно выразить определенным числом молей ν (ню) или n (эн). Например, в образце вещества содержится 12,04 • 1023 молекул. Следовательно, количество вещества в этом образце составляет:
12,04 • 1023 молекул / 6,02 • 1023 молекул = 2 моль
В общем виде:
где N – число частиц данного вещества;
NА – число частиц, которое содержит 1 моль вещества (постоянная Авогадро).
Молярная масса вещества (M) – масса, которую имеет 1 моль данного вещества.
Эта величина, равная отношению массы m вещества к количеству вещества ν, имеет размерность кг/моль или г/моль. Молярная масса, выраженная в г/моль, численно равна относительной молекулярной массе Mr (для веществ атомного строения – относительной атомной массе Ar).
Например, относительная молекулярная масса метана CH4 определяется следующим образом: Мr(CH4) = Ar(C) + 4Ar(H) = 12+4 =16.
Аналогично можно рассчитать молярную массу метана: M(CH4)=16 г/моль, т.е. 16 г CH4 содержат 6,02 • 1023 молекул.
Молярную массу вещества можно вычислить, если известны его масса m и количество (число молей) υ, по формуле:
Соответственно, зная массу и молярную массу вещества, можно рассчитать число его молей:
или найти массу вещества по числу молей и молярной массе: m = υ ▪ M
Необходимо отметить, что значение молярной массы вещества определяется его качественным и количественным составом, т.е. зависит от Mr и Ar. Поэтому разные вещества при одинаковом количестве молей имеют различные массы m.
Пример:
Вычислить массы метана CH4 и этана С2H6, взятых в количестве υ = 2 моль каждого.
Решение:
Молярная масса метана M(CH4) = 16 г/моль;
молярная масса этана M(С2Н6) = 2 • 12+6=30 г/моль.
Отсюда: m(CH4) = 2 моль • 16 г/моль = 32 г;
m(С2Н6) = 2 моль • 30 г/моль = 60 г.
Таким образом, моль – это порция вещества, содержащая одно и то же число частиц, но имеющая разную массу для разных веществ, т.к. частицы вещества (атомы и молекулы) не одинаковы по массе.
Решить задачи:
Задача №1. Вычислите массу (г) железа, взятого количеством вещества 0, 5 моль.
Задача №2. Вычислите массу (г) 12,04 • 1023 молекул оксида кальция CaО.
Оставить комментарий