Урок №16. Моль – единица количества вещества. Молярная масса

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.

1 моль кислорода содержит 6,02 • 1023 молекул O2.

1 моль серной кислоты содержит 6,02 • 1023 молекул  H2SO4.

1 моль железа содержит  6,02 • 1023 атомов Fe.

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). Например, в образце вещества содержится 12,04 • 1023 молекул. Следовательно, количество вещества в этом образце составляет:

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 относительной молекулярной массе Mr (для веществ атомного строения – относительной атомной массе Ar).
Например, молярная масса метана CH4 определяется следующим образом:

Мr(CH4) = Ar(C) + 4 Ar(H) = 12+4 =16

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) ν, 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 = ν • 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 ν = 2 моль каждого.

Решение
Молярная масса метана M(CH4) равна 16 г/моль;
молярная масса этана M(С2Н6) = 2 • 12+6=30 г/моль.
Отсюда:

m(CH4) = 2 моль • 16 г/моль = 32 г;
m2Н6) = 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.



n(CH4) = n2Н6), но m(CH4) < m2Н6)

Вычисление ν используется практически в каждой расчетной задаче.

Взаимосвязь:

Образцы решения задач

Задача №1. Вычислите массу (г) железа, взятого количеством вещества

0, 5 моль?

Дано:  ν(Fe)=0,5 моль

Найти: m(Fe) - ?

Решение:

m = M · ν

M(Fe) = Ar(Fe) = 56 г/моль (Из периодической системы)

m (Fe) = 56 г/моль · 0,5 моль = 28 г

Ответ: m (Fe) =28 г

 

Задача №2. Вычислите массу (г) 12,04  · 1023 молекул оксида кальция CaО?

Дано: N(CaO)= 12,04 * 1023 молекул

Найти: maO) - ?

Решение:

m = M · ν, ν= N/Na,

следовательно,  формула для расчёта

m = M · (N/Na)

M(CaO) = Ar(Ca) + Ar(O) = 40 + 16 = 56 г/моль

m= 56 г/моль · (12,04 * 1023/6.02 · 1023 1/моль) = 112 г

Ответ: m= 112 г

 

ТРЕНАЖЁРЫ

Тренажёр №1 - Взаимосвязь количества вещества, числа частиц и постоянной Авогадро

Тренажёр №2 - Взаимосвязь массы, количества вещества и молярной массы

Тренажёр №3 - Вычисление количества вещества по известной массе вещества

Тренажёр №4 - Вычисление массы вещества по известному количеству вещества

Тренажёр №5 - Вычисление массы вещества по известному числу частиц вещества

Тренажёр №6 - Вычисление молярной массы вещества

Тренажёр №7 - Вычисление числа частиц вещества по известной массе вещества

Тренажёр №8 - Вычисления числа частиц вещества по известному количеству вещества

Интерактивны тесты

"Упражнения для контроля и самопроверки по вычислению количества вещества"

"Упражнения для контроля и самопроверки по вычислению молярной массы вещества "

Задания для закрепления


Задача 1. Вычислите массу воды (г), взятой количеством вещества 5 моль?
Задача 2. Вычислите массу 24,08 *1023 молекул серной кислоты H2SO4?

Задача 3. Определите число атомов в  56 г железа Fe?


ą
Галина Пчёлкина,
6 июн. 2011 г., 8:18
ą
Галина Пчёлкина,
6 июн. 2011 г., 8:19