Αριθμός ουσιών στο γράμμα χημείας. Μονάδες ποσότητας μιας ουσίας. Σχέδιο υπολογισμού με χρήση εξισώσεων χημικών αντιδράσεων
Οδηγίες
Ένας από τους τύπους για τον όγκο ενός διαλύματος: V = m/p, όπου V είναι ο όγκος του διαλύματος (ml), m είναι η μάζα (g), p είναι η πυκνότητα (g/ml). Εάν χρειάζεται να βρείτε επιπλέον τη μάζα, αυτό μπορεί να γίνει γνωρίζοντας τον τύπο και την ποσότητα της απαιτούμενης ουσίας. Χρησιμοποιώντας τον τύπο μιας ουσίας, θα βρούμε τη μοριακή της μάζα αθροίζοντας τις ατομικές μάζες όλων των στοιχείων που περιλαμβάνονται σε αυτήν. Για παράδειγμα, M(AgNO3) = 108+14+16*3 = 170 g/mol. Στη συνέχεια, βρίσκουμε τη μάζα χρησιμοποιώντας τον τύπο: m = n*M, όπου m είναι μάζα (g), n είναι η ποσότητα της ουσίας (mol), M είναι η μοριακή μάζα της ουσίας (g/mol). Υποτίθεται ότι η ποσότητα της ουσίας δίνεται στο πρόβλημα.
Τα ακόλουθα για την εύρεση του όγκου ενός διαλύματος προέρχονται από τον μοριακό τύπο: c = n/V, όπου c είναι η μοριακή συγκέντρωση του διαλύματος (mol/l), n είναι η ποσότητα της ουσίας (mol), V είναι η όγκος του διαλύματος (l). Εξάγουμε: V = n/c. Η ποσότητα μιας ουσίας μπορεί επιπλέον να βρεθεί χρησιμοποιώντας τον τύπο: n = m/M, όπου m είναι μάζα, M είναι μοριακή μάζα.
Ακολουθούν τύποι για την εύρεση του όγκου του αερίου. V = n*Vm, όπου V είναι ο όγκος του αερίου (l), n είναι η ποσότητα της ουσίας (mol), Vm είναι ο μοριακός όγκος του αερίου (l/mol). Υπό κανονικές συνθήκες, δηλ. πίεση ίση με 101 325 Pa 273 K, ο μοριακός όγκος του αερίου είναι σταθερός και ίσος με 22,4 l/mol.
Για ένα σύστημα αερίων υπάρχει ένας τύπος: q(x) = V(x)/V, όπου q(x)(phi) είναι το κλάσμα όγκου του συστατικού, V(x) είναι ο όγκος του συστατικού (l) , V είναι ο όγκος του συστήματος (l) . Από αυτόν τον τύπο μπορούμε να εξαγάγουμε άλλους 2: V(x) = q*V, και επίσης V = V(x)/q.
Εάν η δήλωση προβλήματος περιέχει μια εξίσωση αντίδρασης, το πρόβλημα θα πρέπει να λυθεί χρησιμοποιώντας αυτήν. Από την εξίσωση μπορείτε να βρείτε την ποσότητα οποιασδήποτε ουσίας· είναι ίση με τον συντελεστή. Για παράδειγμα, CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O. Από αυτό βλέπουμε ότι η αλληλεπίδραση 1 mole οξειδίου του χαλκού και 2 mole υδροχλωρικού οξέος παράγει 1 mole χλωριούχου χαλκού και 1 mole νερού. Γνωρίζοντας από τις συνθήκες του προβλήματος την ποσότητα της ουσίας ενός μόνο συστατικού της αντίδρασης, μπορείτε εύκολα να βρείτε τις ποσότητες όλων των ουσιών. Έστω η ποσότητα της ουσίας οξειδίου του χαλκού 0,3 mol, που σημαίνει n(HCl) = 0,6 mol, n(CuCl2) = 0,3 mol, n(H2O) = 0,3 mol.
Σημείωση
Μην ξεχνάτε τις μονάδες μέτρησης!
Πηγές:
- «Συλλογή προβλημάτων στη χημεία», Γ.Π. Khomchenko, I.G. Khomchenko, 2002.
- τύπος όγκου από μάζα
Η μάζα οποιασδήποτε ουσίας ή μορίου είναι ίση με το άθροισμα των μαζών των ατόμων που το σχηματίζουν. Εάν χρησιμοποιείτε σχετικές ατομικές μάζες στους υπολογισμούς σας, παίρνετε τη σχετική μοριακή μάζα της ουσίας. Η σχετική μοριακή μάζα δείχνει πόσες φορές η απόλυτη μάζα ενός μορίου μιας δεδομένης ουσίας είναι μεγαλύτερη από το 1/12 της απόλυτης μάζας ενός ατόμου άνθρακα. Συνήθως, χρησιμοποιούνται κατά προσέγγιση τιμές των σχετικών ατομικών και μοριακών μαζών. Αυτές οι ποσότητες είναι αδιάστατες.
Οδηγίες
Υπολογίστε την τιμή κάθε στοιχείου στο μόριο. Για να μάθετε τη σχετική μάζα ενός ατόμου, δείτε τον περιοδικό πίνακα των στοιχείων.Ο ατομικός αριθμός είναι η ατομική μάζα. Μπορείτε επίσης να το υπολογίσετε χρησιμοποιώντας τον τύπο Ar(στοιχείο)=m(στοιχείο)/1a.e.m. Για ευκολία υπολογισμού, χρησιμοποιούνται κατά προσέγγιση τιμές.
Ar(H)=1?2=2;Ar(O)=16?1=16Ar(Fe)=56?2=112;Ar(S)=32?3=96;Ar(O)=16?12 =192
Προσθέστε τα αποτελέσματα που προέκυψαν: Αυτή θα είναι η μοριακή μάζα της ουσίας.
Mr(H2O)=2Ar(H)+Ar(O)=2+16=18
Mr(Fe2(SO4)3)=2Ar(Fe)+3Ar(S)+12Ar(O)=112+96+192=400
Εκτός από τη σχετική μοριακή μάζα, η μοριακή μάζα χρησιμοποιείται συχνά στους υπολογισμούς. Η μονάδα μέτρησής του είναι g/mol. Είναι αριθμητικά ίσο με τη σχετική μοριακή μάζα της ουσίας.
Μ(Η2Ο)=18 g/mol
M(Fe2(SO4)3=400 g/mol
Βίντεο σχετικά με το θέμα
Κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης, μπορούν να σχηματιστούν ποικίλες ουσίες: αέριες, διαλυτές, ελαφρώς διαλυτές. Στην τελευταία περίπτωση, καθιζάνουν. Συχνά είναι απαραίτητο να μάθουμε ποια είναι η ακριβής μάζα του ιζήματος που σχηματίζεται. Πώς μπορεί να υπολογιστεί αυτό;
Θα χρειαστείτε
- - γυάλινο χωνί
- - χάρτινο φίλτρο.
- - εργαστηριακή ζυγαριά.
Οδηγίες
Μπορείτε να ενεργήσετε πειραματικά. Δηλαδή, πραγματοποιήστε μια χημική δοκιμή, διαχωρίστε προσεκτικά το σχηματισμένο ίζημα από το διήθημα χρησιμοποιώντας μια συνηθισμένη γυάλινη χοάνη και ένα χάρτινο φίλτρο, για παράδειγμα. Πιο πλήρης διαχωρισμός επιτυγχάνεται με διήθηση κενού (σε χοάνη Buchner).
Μετά από αυτό, στεγνώστε το ίζημα - φυσικά ή υπό κενό και ζυγίστε το όσο το δυνατόν ακριβέστερα. Το καλύτερο από όλα, σε ευαίσθητη εργαστηριακή κλίμακα. Έτσι θα λυθεί το έργο. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται όταν οι ακριβείς ποσότητες των αρχικών ουσιών που αντέδρασαν είναι άγνωστες.
Εάν γνωρίζετε αυτές τις ποσότητες, τότε το πρόβλημα μπορεί να λυθεί πολύ πιο εύκολα και πιο γρήγορα. Ας υποθέσουμε ότι πρέπει να υπολογίσετε πόση ποσότητα χλωρίου σχηματίστηκε από 20 γραμμάρια χλωρίου - επιτραπέζιο αλάτι - και 17 γραμμάρια νιτρικού αργύρου. Πρώτα από όλα να γράψετε την εξίσωση: NaCl + AgNO3 = NaNO3 + AgCl.
Κατά τη διάρκεια αυτής της αντίδρασης, σχηματίζεται μια πολύ ελαφρώς διαλυτή ένωση - χλωριούχος άργυρος, το οποίο καθιζάνει με τη μορφή λευκού ιζήματος.
Να υπολογίσετε τις μοριακές μάζες των αρχικών ουσιών. Για το χλωριούχο νάτριο είναι περίπου 58,5 g/mol, για τον νιτρικό άργυρο – 170 g/mol. Δηλαδή αρχικά, σύμφωνα με τις συνθήκες του προβλήματος, είχατε 20/58,5 = 0,342 moles χλωριούχου νατρίου και 17/170 = 0,1 moles νιτρικού αργύρου.
Έτσι, αποδεικνύεται ότι το χλωριούχο νάτριο ελήφθη αρχικά σε περίσσεια, δηλαδή, η αντίδραση με τη δεύτερη αρχική ουσία θα προχωρήσει μέχρι την ολοκλήρωση (και τα 0,1 moles νιτρικού αργύρου θα αντιδράσουν, «δεσμεύοντας» τα ίδια 0,1 moles επιτραπέζιου αλατιού). Πόσο χλωριούχο άργυρο παράγεται; Για να απαντήσετε σε αυτήν την ερώτηση, βρείτε το μοριακό βάρος του σχηματιζόμενου ιζήματος: 108 + 35,5 = 143,5. Πολλαπλασιάζοντας την αρχική ποσότητα νιτρικού αργύρου (17 γραμμάρια) με την αναλογία των μοριακών μαζών του προϊόντος και της αρχικής ουσίας, παίρνετε την απάντηση: 17 * 143,5/170 = 14,3 γραμμάρια. Αυτή θα είναι η ακριβής μάζα του ιζήματος που σχηματίζεται κατά την αντίδραση.
Χρήσιμες συμβουλές
Φυσικά, η απάντηση που λάβατε δεν είναι πολύ ακριβής, αφού χρησιμοποιήσατε στρογγυλεμένες τιμές των ατομικών μαζών των στοιχείων στους υπολογισμούς σας. Εάν απαιτείται μεγαλύτερη ακρίβεια, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη ότι η ατομική μάζα του αργύρου, για παράδειγμα, δεν είναι 108, αλλά 107,868. Κατά συνέπεια, η ατομική μάζα του χλωρίου δεν είναι 35,5, αλλά 35, 453 κ.λπ.
Πηγές:
- να υπολογίσετε τη μάζα του ιζήματος που σχηματίστηκε κατά την αλληλεπίδραση
Στα σχολικά προβλήματα χημείας, κατά κανόνα, πρέπει να υπολογίσετε τον όγκο για το προϊόν της αέριας αντίδρασης. Μπορείτε να το κάνετε αυτό εάν γνωρίζετε τον αριθμό των mole οποιουδήποτε συμμετέχοντος στη χημική αντίδραση. Ή βρείτε αυτήν την ποσότητα από άλλα δεδομένα προβλημάτων.
Εφαρμογή
Αυτή η φυσική ποσότητα χρησιμοποιείται για τη μέτρηση μακροσκοπικών ποσοτήτων ουσιών σε περιπτώσεις όπου, για μια αριθμητική περιγραφή των διεργασιών που μελετώνται, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η μικροσκοπική δομή της ουσίας, για παράδειγμα, στη χημεία, κατά τη μελέτη διεργασιών ηλεκτρόλυσης, ή στη θερμοδυναμική, όταν περιγράφονται οι εξισώσεις κατάστασης ενός ιδανικού αερίου.
Όταν περιγράφονται χημικές αντιδράσεις, η ποσότητα μιας ουσίας είναι πιο βολική ποσότητα από τη μάζα, καθώς τα μόρια αλληλεπιδρούν ανεξάρτητα από τη μάζα τους σε ποσότητες πολλαπλάσιες ακεραίων αριθμών.
Για παράδειγμα, η αντίδραση καύσης υδρογόνου (2H 2 + O 2 → 2H 2 O) απαιτεί διπλάσιο υδρογόνο από οξυγόνο. Σε αυτή την περίπτωση, η μάζα του υδρογόνου που συμμετέχει στην αντίδραση είναι περίπου 8 φορές μικρότερη από τη μάζα του οξυγόνου (καθώς η ατομική μάζα του υδρογόνου είναι περίπου 16 φορές μικρότερη από την ατομική μάζα του οξυγόνου). Έτσι, η χρήση της ποσότητας μιας ουσίας διευκολύνει την ερμηνεία των εξισώσεων αντίδρασης: η σχέση μεταξύ των ποσοτήτων των αντιδρώντων ουσιών αντανακλάται άμεσα από τους συντελεστές στις εξισώσεις.
Δεδομένου ότι δεν είναι βολικό να χρησιμοποιείται ο αριθμός των μορίων απευθείας στους υπολογισμούς, επειδή αυτός ο αριθμός στα πραγματικά πειράματα είναι πολύ μεγάλος, αντί να μετράται ο αριθμός των μορίων «σε κομμάτια», μετρώνται σε mol. Ο πραγματικός αριθμός μονάδων μιας ουσίας σε 1 mole ονομάζεται αριθμός Avogadro (N A = 6.022 141 79(30) 10 23 mol −1) (πιο σωστά - Η σταθερά του Avogadro, αφού, σε αντίθεση με έναν αριθμό, αυτή η ποσότητα έχει μονάδες μέτρησης).
Η ποσότητα μιας ουσίας συμβολίζεται με το λατινικό n (en) και δεν συνιστάται να συμβολίζεται με το ελληνικό γράμμα (nu), καθώς στη χημική θερμοδυναμική αυτό το γράμμα υποδηλώνει τον στοιχειομετρικό συντελεστή της ουσίας στην αντίδραση, και αυτό, με ορισμός, είναι θετικός για τα προϊόντα αντίδρασης και αρνητικός για τα αντιδρώντα. Ωστόσο, είναι το ελληνικό γράμμα (nu) που χρησιμοποιείται ευρέως στο σχολικό πρόγραμμα.
Για να υπολογίσετε την ποσότητα μιας ουσίας με βάση τη μάζα της, χρησιμοποιήστε την έννοια της μοριακής μάζας: όπου m είναι η μάζα της ουσίας, M είναι η μοριακή μάζα της ουσίας. Μοριακή μάζα είναι η μάζα ανά mol μιας δεδομένης ουσίας. Η μοριακή μάζα μιας ουσίας μπορεί να ληφθεί πολλαπλασιάζοντας τη μοριακή μάζα αυτής της ουσίας με τον αριθμό των μορίων σε 1 mole - με τον αριθμό του Avogadro. Η μοριακή μάζα (μετρούμενη σε g/mol) είναι αριθμητικά ίδια με τη σχετική μοριακή μάζα.
Σύμφωνα με το νόμο του Avogadro, η ποσότητα μιας αέριας ουσίας μπορεί επίσης να προσδιοριστεί με βάση τον όγκο της: = V / V m, όπου V είναι ο όγκος του αερίου (υπό κανονικές συνθήκες), V m είναι ο μοριακός όγκος αερίου σε N.U., ίσο με 22,4 l /mol.
Έτσι, ένας έγκυρος τύπος συνδυάζει βασικούς υπολογισμούς με την ποσότητα της ουσίας:
Ίδρυμα Wikimedia. 2010.
Δείτε τι είναι το "Ποσότητα ουσίας" σε άλλα λεξικά:
ποσότητα ουσίας- medžiagos kiekis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, išreiškiamas medžiagos masės ir jos molio masės dalmeniu. ατιτικμενύς: αγγλ. ποσότητα ουσίας vok. Molmenge, f; Stoffmenge, f rus. ποσότητα ουσίας, n;…… Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
ποσότητα ουσίας- medžiagos kiekis statusas T sritis fizika atitikmenys: αγγλ. ποσότητα ουσίας vok. Stoffmenge, f rus. ποσότητα ουσίας, n pranc. quantité de matière, f … Fizikos terminų žodynas
Phys. μια τιμή που καθορίζεται από τον αριθμό των δομικών στοιχείων (άτομα, μόρια, ιόντα και άλλα σωματίδια ή τις ομάδες τους) που περιέχονται σε μια ουσία (βλέπε Mole) ... Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Πολυτεχνικό Λεξικό
ποσότητα της ουσίας που κατακρατείται στο σώμα- περιεκτικότητα σε rus (γ) σε μια επιβλαβή ουσία στο σώμα, ποσότητα (γ) μιας ουσίας που κατακρατείται στο σώμα eng επιβάρυνση σώματος fra charge (στ) corporelle deu inkorporierte Noxe (στ) spa carga (στ) σωματική ... Εργασιακή ασφάλεια και υγεία. Μετάφραση στα Αγγλικά, Γαλλικά, Γερμανικά, Ισπανικά
μικρή ποσότητα (ουσίας)- πολύ μικρή ποσότητα ουσίας - Θέματα βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου Συνώνυμα πολύ μικρή ποσότητα ουσίας EN ίχνος ... Οδηγός Τεχνικού Μεταφραστή
Η ελάχιστη ποσότητα μιας ουσίας σε παραγωγή κάθε φορά, η οποία καθορίζει το όριο μεταξύ τεχνολογικών διεργασιών και τεχνολογικών διεργασιών αυξημένου κινδύνου πυρκαγιάς.
Οι χημικές αντιδράσεις λαμβάνουν χώρα μεταξύ των ουσιών. Οι ουσίες αποτελούνται από άτομα, μόρια ή ιόντα και είναι αυτά τα στοιχειώδη σωματίδια ύλης που συμμετέχουν στην αλληλεπίδραση μεταξύ τους.
Οι χημικές αντιδράσεις είναι η αλληλεπίδραση ή η αναδιάταξη μεμονωμένων ατόμων, μορίων ή ιόντων αντιδρώντων ουσιών
Στην πράξη (στη βιομηχανία ή ένα χημικό εργαστήριο), οι αντιδράσεις πραγματοποιούνται με μακροποσότητες ουσιών που αποτελούνται από έναν τεράστιο αριθμό από τα πιο απλά χημικά σωματίδια του (άτομα, μόρια ιόντων).
Με βάση την ατομική υπόθεση του Dalton και την υπόθεση του Avogadro, ο Αυστριακός φυσικός Loschmidt το 1865 καθιέρωσε μια ποσοτική σχέση μεταξύ των μικροπεριοχών και των μακροπεριοχών της χημείας. Βρήκε ότι 1 cm 3 αερίου υπό κανονικές φυσικές συνθήκες περιέχει περίπου 2,69·1019 σωματίδια αυτού του αερίου (άτομα - για ατομικά αέρια, για παράδειγμα ήλιο (He), μόρια - για μοριακά αέρια, για παράδειγμα υδρογόνο (H2)). Αυτός ο αριθμός 2,69·10 19 στη φυσική ονομάζεται αριθμός Loschmidt.
Προκειμένου να γίνει πιο εύκολη διάκριση μεταξύ των μικρο- και των μακρο-περιοχών της χημείας, εισήχθη η έννοια της ποσότητας μιας ουσίας (ονομασία n - στη φυσική, ή ν (nu) - στη χημεία) - μια φυσικοχημική ποσότητα που χαρακτηρίζει ένα μακρομερίδιο αυτής της ουσίας με τον ίδιο τρόπο όπως ο αριθμός των σωματιδίων (ή γενικά ορισμένα αντικείμενα, πανομοιότυπα αντικείμενα) χαρακτηρίζει ένα μικρομερίδιο μιας ουσίας (για παράδειγμα, 2 άτομα οξυγόνου, 7 μόρια υδρογόνου).
Στη χημεία, το μέτρο των χημικών σωματιδίων είναι ο ακέραιος αριθμός τους (καθώς τα σωματίδια - άτομα, μόρια, ιόντα καθορίζουν και χαρακτηρίζουν τις ιδιότητες μιας ουσίας, ο αριθμός τους δεν μπορεί να είναι κλασματικός, αλλά μόνο ένας ακέραιος αριθμός, για παράδειγμα 2 άτομα ηλίου - αλλά όχι 2,3 (δύο σημεία τρία) ενός ατόμου ηλίου, επειδή τα τρία δέκατα είναι ένα μέρος ενός ατόμου, το οποίο δεν μπορεί να έχει καμία σχέση με το άτομο και τις χαρακτηριστικές φυσικοχημικές του ιδιότητες και χημεία), και το μέτρο των μερίδων των ουσιών είναι η ποσότητα τους, η η αριθμητική τιμή του οποίου μπορεί ήδη να είναι τόσο ακέραιος όσο και κλασματικός (για παράδειγμα, 1 mol χλωρίου, 3,16 mol πυριτίου).
Μαζί με αυτό, το ίδιο τμήμα μιας ουσίας μπορεί να χαρακτηριστεί από τη μάζα ή τον όγκο της (τα οποία συνδέονται μεταξύ τους μέσω της έννοιας της πυκνότητας, για στερεές και υγρές ουσίες).
Ακριβώς όπως οι πρόγονοί μας βρήκαν ονόματα για να δηλώσουν έναν ορισμένο αριθμό αντικειμένων, για παράδειγμα, 12 μπιζέλια (ή άλλα αντικείμενα) ονομάζονταν ντουζίνα. το 1971, οι χημικοί συμφώνησαν (επίσημα, σε διεθνές επίπεδο, και η ονομασία mole συμπεριλήφθηκε στο Διεθνές Σύστημα SI) να καλέσουν έναν ορισμένο αριθμό σωματιδίων μιας ουσίας (ύλης) με τη λέξη - ΕΛΙΑ δερματος(mol είναι η διεθνής ονομασία).
Τι αριθμό σωματιδίων περιέχει 1 mole ουσίας (ύλης);
Η ποσότητα μιας ουσίας που περιέχεται σε ένα τμήμα μιας απλής ή σύνθετης ουσίας προσδιορίζεται σε σύγκριση με κάποια αυστηρά καθορισμένη μοναδιαία ποσότητα της ουσίας. Σε αυτή την περίπτωση, η βάση σύγκρισης είναι το πιο κοινό ισότοπο άνθρακα - 12 C
Ένα mole είναι μια ποσότητα μιας ουσίας που περιέχει τον ίδιο αριθμό μονάδων τύπου αυτής της ουσίας όπως υπάρχουν άτομα σε 12 γραμμάρια (ακριβώς) του ισοτόπου άνθρακα-12
Μια μονάδα τύπου μιας ουσίας (ή ενός δομικού στοιχείου μιας ουσίας, του στοιχειώδους αντικειμένου της) είναι ένα χημικό σωματίδιο (άτομο, μόριο, κατιόν, ανιόν), καθώς και οποιαδήποτε συλλογή άλλων στοιχειωδών σωματιδίων που μεταφέρονται από τον χημικό τύπο ή το σύμβολό του , για παράδειγμα: Na, H 2 O, H 2 SO 4 , NH + , e - (ηλεκτρόνιο), CuSO 4 5H 2 O. Επομένως, μια δεδομένη ποσότητα μιας ουσίας έχει νόημα εάν η ίδια η ουσία έχει ονομαστεί με ακρίβεια, δηλ. υποδεικνύεται από ποιες μονάδες τύπου αποτελείται. Έτσι, η καταχώριση «1 mole chlorine» είναι ελλιπής (συμπεριλαμβανομένων παρόμοιων εγγραφών στις συνθήκες εργασίας θεωρούνται σφάλμα συνθήκης) επειδή μπορεί να αναφέρεται τόσο σε 1 mole μοριακού αερίου χλωρίου Cl 2 όσο και σε 1 mole ατόμων χλωρίου Cl ως στοιχείο - και αυτές είναι διαφορετικές ουσίες, με διαφορετικές μάζες σωματιδίων και φυσικοχημικές ιδιότητες.
Στο όνομα μιας φυσικής ποσότητας - της ποσότητας μιας ουσίας - η λέξη «ουσία» χρησιμοποιείται με μια ευρύτερη έννοια, υποδηλώνοντας όχι μόνο μια χημική ουσία, αλλά και την ίδια την ύλη. Επομένως, ο αριθμός των μονάδων τύπου περιλαμβάνει επίσης ηλεκτρόνια (και στη φυσική, άλλα φυσικά σωματίδια), τα οποία από μόνα τους δεν σχηματίζουν χημική ουσία. Η ποσότητα του αερίου ηλεκτρονίων (ή απλά ηλεκτρονίων) μπορεί επίσης να είναι 1 mole, αφού τα ηλεκτρόνια (και άλλα παρόμοια σωματίδια) είναι μετρήσιμα στο ίδιο επίπεδο με τα άτομα, τα μόρια και τα ιόντα.
Ετσι, 1 mol = 6,02214082(11)×10 23κομμάτια μονάδων τύπου (άτομα, μόρια, ιόντα και άλλα σωματίδια). Η φυσικοχημική σταθερά που αντιστοιχεί σε αυτόν τον αριθμό ονομάζεται σταθερά του Avogadro (αριθμός Avogadro) και συμβολίζεται N A:
N A = 6,02214082(11)×10 23 mol -1 ≈ 6,022×10 23 mol -1
Ο αριθμός του Avogadro δεν πρέπει να συγχέεται με τον αριθμό του Loschmidt. Ο αριθμός του Avogadro είναι καθολικός· υποδεικνύει τον αριθμό των μονάδων τύπου μιας ουσίας στην ποσότητα της ίσης με 1 mole, ανεξάρτητα από την κατάσταση συσσωμάτωσης της ουσίας. Ο αριθμός Loschmidt έχει περιορισμένη σημασία· ισχύει μόνο για αέρια υπό κανονικές φυσικές συνθήκες, για τα οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί η σταθερά Loschmidt:
N L = 2,686754 10 19 cm -3 ≈ 2,69 10 19 cm -3
Οι σταθερές Avogadro και Loschmidt προσδιορίζονται με επαρκή ακρίβεια χρησιμοποιώντας διάφορες μεθόδους και αντικείμενα. Η ασάφεια των αποτελεσμάτων των προσδιορισμών τους είναι άμεση απόδειξη της ύπαρξης ατόμων και μορίων και επιβεβαιώνει την επιστημονική αιτιολόγηση του ατομικού-μοριακού δόγματος.
Η εγγραφή μονάδων τύπου στις εξισώσεις αντίδρασης σημαίνει όχι μόνο ότι μεμονωμένα σωματίδια ουσιών αντιδρούν μεταξύ τους, αλλά και τα μακρομερή τους (καθένα από τα οποία περιέχει έναν τεράστιο αριθμό χημικών σωματιδίων).
Παράδειγμα. Από την εξίσωση της χημικής αντίδρασης
2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2
έπεται ότι δύο άτομα νατρίου αντιδρούν με δύο μόρια νερού και στην περίπτωση αυτή σχηματίζονται δύο μονάδες τύπου υδροξειδίου του νατρίου (η ουσία δεν αποτελείται από μόρια αλλά από ιόντα Na + και OH -) και ένα μόριο υδρογόνου. Αλλά η παραπάνω εξίσωση δείχνει όχι μόνο μια χημική αντίδραση σε μικροεπίπεδο (μεταξύ ατόμων), δείχνει επίσης την αλληλεπίδραση ουσιών σε μακροεπίπεδο:
2 mol Na, ή 2 * 6,022×10 23 τεμάχια ατόμων Na αντιδρούν με 2 mol H 2 O, ή 2 * 6,022 × 10 23 τεμάχια μορίων H 2 O, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό 2 mol ιόντων Na + 2 moles ιόντων ΟΗ - και 1 mol μορίων Η2
Η ποσότητα της ύλης μπορεί επίσης να χαρακτηρίσει τμήματα φυσικών σωματιδίων (για παράδειγμα, ηλεκτρόνια), και επομένως τμήματα ηλεκτρικών φορτίων τόσο στα ηλεκτρόνια όσο και στα ιόντα.
Στην παλιά χημική βιβλιογραφία (πριν από το 1970), πριν από την εισαγωγή της ποσότητας μιας ουσίας ως φυσική ποσότητα, το mole αντικαταστάθηκε από την έννοια της μοριακής μάζας, δηλαδή, ένα γραμμάριο-μόριο (συντομευμένο mole) μιας ουσίας αντιστοιχούσε σε η μάζα του (σε γραμμάρια), η αριθμητική τιμή του οποίου ήταν ίση με τη σχετική μοριακή μάζα αυτής της ουσίας. Οι έννοιες «ιόν γραμμαρίου» και «άτομο γραμμαρίου» χρησιμοποιήθηκαν με παρόμοιο τρόπο.
>>Φυσική: Μάζα μορίων. Ποσότητα ουσίας
Οι μάζες των ατόμων και των μορίων ποικίλλουν σημαντικά. Ποιες ποσότητες είναι βολικές για να τις χαρακτηρίσουμε; Πώς να προσδιορίσετε τον αριθμό των ατόμων σε οποιοδήποτε μακροσκοπικό σώμα;
Η μάζα ενός μορίου νερού.Οι μάζες των μεμονωμένων μορίων και ατόμων είναι πολύ μικρές. Για παράδειγμα, 1 g νερού περιέχει 3,7 10 22 μόρια. Επομένως, η μάζα ενός μορίου νερού (H 2 0) είναι ίση με:
Τα μόρια άλλων ουσιών έχουν μάζα της ίδιας τάξης, εξαιρουμένων των τεράστιων μορίων οργανικών ουσιών. Για παράδειγμα, οι πρωτεΐνες έχουν μάζα εκατοντάδες χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από τη μάζα μεμονωμένων ατόμων. Ωστόσο, οι μάζες τους σε μακροσκοπικές κλίμακες (γραμμάρια και κιλά) είναι εξαιρετικά μικρές.
Σχετικό μοριακό βάρος.Δεδομένου ότι οι μάζες των μορίων είναι πολύ μικρές, είναι βολικό να χρησιμοποιούνται σχετικές και όχι απόλυτες τιμές μάζας στους υπολογισμούς. Σύμφωνα με διεθνή συμφωνία, οι μάζες όλων των ατόμων και των μορίων συγκρίνονται με το 1/12 της μάζας ενός ατόμου άνθρακα (η λεγόμενη κλίμακα ατομικής μάζας άνθρακα). Σχετική μοριακή (ή ατομική) μάζα μιας ουσίας Κύριος
ονομάζεται ο λόγος της μάζας ενός μορίου (ή ατόμου) m 0μιας δεδομένης ουσίας στο 1/12 της μάζας ενός ατόμου άνθρακα m 0C:
Οι σχετικές ατομικές μάζες όλων των χημικών στοιχείων μετρώνται με ακρίβεια.
Προσθέτοντας τις σχετικές ατομικές μάζες των στοιχείων που αποτελούν ένα μόριο μιας ουσίας, μπορούμε να υπολογίσουμε τη σχετική μοριακή μάζα της ουσίας. Για παράδειγμα, η σχετική μοριακή μάζα του διοξειδίου του άνθρακα CO 2 είναι περίπου 44, αφού η σχετική ατομική μάζα του άνθρακα είναι ακριβώς 12 και το οξυγόνο είναι περίπου 16: 12 + 2 16 = 44.
Ποσότητα ουσίας και σταθερά του Avogadro. Ποσότητα ουσίαςο πιο φυσικός τρόπος θα ήταν να το μετρήσουμε με τον αριθμό των μορίων ή των ατόμων σε ένα σώμα. Αλλά ο αριθμός των μορίων σε κάθε μακροσκοπικό σώμα είναι τόσο μεγάλος που οι υπολογισμοί χρησιμοποιούν όχι τον απόλυτο αριθμό μορίων, αλλά τον σχετικό αριθμό τους.
Στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων, η ποσότητα μιας ουσίας εκφράζεται σε κρεατοελιές. Ένα mole είναι η ποσότητα της ουσίας που περιέχει τον ίδιο αριθμό μορίων ή ατόμων με τα άτομα σε 0,012 kg άνθρακα.
Αυτό σημαίνει ότι 1 mole οποιασδήποτε ουσίας περιέχει τον ίδιο αριθμό ατόμων ή μορίων. Αυτός ο αριθμός ατόμων συμβολίζεται Ν Ακαι καλέστε Η σταθερά του Avogadroπρος τιμήν του Ιταλού επιστήμονα (XIX αιώνας).
Για να προσδιορίσετε τη σταθερά του Avogadro, πρέπει να βρείτε τη μάζα ενός ατόμου άνθρακα. Μια κατά προσέγγιση εκτίμηση της μάζας μπορεί να γίνει όπως έγινε παραπάνω για τη μάζα ενός μορίου νερού (οι πιο ακριβείς μέθοδοι βασίζονται στην εκτροπή των δεσμών ιόντων από ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο).
Για τη μάζα ενός ατόμου άνθρακα, οι μετρήσεις δίνουν: .
Η σταθερά του Avogadro Ν Αμπορεί να προσδιοριστεί διαιρώντας τη μάζα του άνθρακα που λαμβάνεται σε ποσότητα ενός mole με τη μάζα ενός ατόμου άνθρακα:
Ονομα τυφλοπόντικας -1υποδηλώνει ότι Ν Α- ο αριθμός των ατόμων σε 1 mol οποιασδήποτε ουσίας. Αν, για παράδειγμα, η ποσότητα μιας ουσίας είναι , τότε ο αριθμός των μορίων στο σώμα είναι . Αυτό δείχνει ότι η ποσότητα της ουσίας είναι ίση με την αναλογία του αριθμού των μορίων Νσε ένα δεδομένο σώμα στη σταθερά του Avogadro Ν Α, δηλαδή, στον αριθμό των μορίων σε 1 mol μιας ουσίας:
Η τεράστια αριθμητική τιμή της σταθεράς του Avogadro δείχνει πόσο μικρή είναι η μικροσκοπική κλίμακα σε σύγκριση με τη μακροσκοπική κλίμακα. Ένα σώμα με ποσότητα ουσίας 1 mole έχει μακροσκοπικές διαστάσεις που μας είναι γνωστές και μάζα της τάξης των δεκάδων γραμμαρίων.
Μοριακή μάζα.Μαζί με το σχετικό μοριακό βάρος Κύριοςστη φυσική και τη χημεία η έννοια χρησιμοποιείται ευρέως μοριακή μάζα. Μοριακή μάζα Μουσίεςείναι η μάζα μιας ουσίας που λαμβάνεται σε ποσότητα 1 mole.
Σύμφωνα με αυτόν τον ορισμό, η μοριακή μάζα μιας ουσίας είναι ίση με το γινόμενο της μάζας του μορίου και της σταθεράς του Avogadro:
Βάρος Μοποιαδήποτε ποσότητα μιας ουσίας είναι ίση με το γινόμενο της μάζας ενός μορίου με τον αριθμό των μορίων στο σώμα:
Αντικατάσταση Ν ΑΚαι Νστον τύπο (8.4) από τις εκφράσεις τους από τους τύπους (8.5) και (8.6), παίρνουμε
Ο αριθμός των μορίων οποιασδήποτε ποσότητας ουσίας με μάζα Μκαι μοριακή μάζα Μσύμφωνα με τους τύπους (8.4) και (8.7) ισούται με:
Οι τύποι (8.2), (8.4) και (8.5) δίνουν ορισμούς σε νέα φυσικά μεγέθη, όπως η σχετική μοριακή μάζα, η ποσότητα της ουσίας και η μοριακή μάζα. Δεν μπορούν να συναχθούν, απλά πρέπει να τα θυμόμαστε. Οι υπόλοιποι τύποι, για παράδειγμα (8.7) και (8.8), μπορούν να προκύψουν.
???
1. Ποιο είναι το σχετικό μοριακό βάρος του νερού;
2. Πόσα μόρια υπάρχουν σε δύο γραμμομόρια νερού;
3. Είναι δυνατόν να αποδειχθεί ότι η μοριακή μάζα Μπου σχετίζονται με το σχετικό μοριακό βάρος κατά την αναλογία M≈10 -3 M r kg mol -1
(Στην απόδειξη, πρέπει να χρησιμοποιήσετε τους τύπους (8.5), (8.2), καθώς και τις τιμές της μάζας του ατόμου άνθρακα και τη σταθερά του Avogadro.)
G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Φυσική 10η τάξη
Περιεχόμενο μαθήματος σημειώσεις μαθήματοςυποστήριξη μεθόδων επιτάχυνσης παρουσίασης μαθήματος διαδραστικές τεχνολογίες Πρακτική εργασίες και ασκήσεις αυτοδιαγνωστικά εργαστήρια, προπονήσεις, περιπτώσεις, αποστολές ερωτήσεις συζήτησης εργασιών για το σπίτι ρητορικές ερωτήσεις από μαθητές εικονογραφήσεις ήχου, βίντεο κλιπ και πολυμέσαφωτογραφίες, εικόνες, γραφικά, πίνακες, διαγράμματα, χιούμορ, ανέκδοτα, αστεία, κόμικ, παραβολές, ρήσεις, σταυρόλεξα, αποσπάσματα Πρόσθετα περιλήψειςάρθρα κόλπα για την περίεργη κούνια σχολικά βιβλία βασικά και επιπλέον λεξικό όρων άλλα Βελτίωση σχολικών βιβλίων και μαθημάτωνδιόρθωση λαθών στο σχολικό βιβλίοενημέρωση ενός τμήματος σε ένα σχολικό βιβλίο, στοιχεία καινοτομίας στο μάθημα, αντικατάσταση ξεπερασμένων γνώσεων με νέες Μόνο για δασκάλους τέλεια μαθήματαημερολογιακό σχέδιο για το έτος· μεθοδολογικές συστάσεις· προγράμματα συζήτησης Ολοκληρωμένα ΜαθήματαΕάν έχετε διορθώσεις ή προτάσεις για αυτό το μάθημα,
Ποσότητα ουσίας στη χημεία (moles):
Οι τύποι στη χημεία καθορίζουν από τι αποτελείται μια ουσία. Τώρα θα μάθουμε να προσδιορίζουμε σε ποιες ποσότητες αυτές οι ουσίες υπάρχουν σε ενώσεις.
Ποσότητα ουσίαςείναι ουσιαστικά ο αριθμός των μικρότερων σωματιδίων (ή δομικές μονάδες) από την οποία αποτελείται η ύλη. Τα μικρότερα σωματίδια είναι είτε άτομα (Fe) (έχουν μόνο ένα στοιχείο) είτε μόρια (H 2 O) (από διαφορετικά στοιχεία).
Ποσότητα ουσίαςστη χημεία εκφράζεται μέσω (πρόκειται για το ελληνικό γράμμα "nu", που μοιάζει με το αγγλικό "v", μόνο με στρογγυλεμένες κορυφές).
Ακόμη και σε έναν κόκκο ύλης υπάρχουν δισεκατομμύρια μόρια, επομένως δεν τα μετρούν όλα, αλλά χρησιμοποιούν ειδικές μονάδες μέτρησης - σκώροι.
1 mole είναι μια ποσότητα ουσίας ίση με 6,02 * 10 23 δομικές μονάδες της ουσίας. Αυτό ακριβώς είναι πόσα (6,02*10 23) μόρια υπάρχουν, για παράδειγμα, σε ένα μόριο νερού ή ζάχαρης ή οτιδήποτε άλλο.
Όπως μπορείτε να δείτε, αυτό είναι πολύ, πάρα πολύ - ένα δισεκατομμύριο πολλαπλασιασμένο επί ένα δισεκατομμύριο, επί άλλες 100.000 και επί 6!!! Αν πάρετε τόσα νομίσματα του ενός καπικίου και καλύψετε με αυτά ολόκληρη την επιφάνεια της Γης (καθώς και όλες τις θάλασσες και τους ωκεανούς), θα έχετε ένα στρώμα πάχους 1 χιλιομέτρου!
