Третье апреля
Классная работа
Тема. Количество вещества.
Что такое моль?
Характеристики физических тел, химических веществ описываются при помощи определенных параметров, которые имеют единицы измерения. Так, например, масса любого вещества в системе СИ измеряется в килограммах, а объем в литрах.
При составлении химических уравнений мы рассматриваем качественный состав химической реакции, то есть определяем, какие вещества вступают в химическую реакцию, и какие образуются. Например, реакция магния с серой описывается следующим химическим уравнением:
Mg + S = MgS.
Из уравнения реакции следует, что при взаимодействии одного атома магния с одним атомом серы образуется одна формульная единица сульфида магния MgS. Естественно, невозможно взвесить один или два атома. Это и не нужно, так как для определения количества частиц, вступающих и образующихся в результате химических реакций, используется физическая величина – количество вещества.
Количество вещества – физическая величина, которая определяет количество структурных частиц (атомов, молекул, ионов) в определенной пропорции вещества.
В системе СИ количество вещества допускается обозначать двумя символами: «n» (эн) и «» (ню). В химии более распространен второй символ, это греческая буква ню.
Любая физическая величина имеет единицу измерения. Единицей измерения количества вещества является моль. Сколько же частиц составляет 1 моль?
моль – это количество вещества, содержащее столько же частиц (атомов, молекул, ионов), сколько содержится атомов углерода в 12 г углерода.
Термин «моль» происходит от латинского слова moles – количество, масса, счётное множество.
Слово «моль» не склоняется, если перед ним есть число, но склоняется, если числа нет. Например: взято 2 моль водорода, определение моля.
Путем измерений было установлено, что в 12 г углерода, содержится 6,02·1023 атомов углерода.
Следовательно, 1 моль любого вещества содержит одинаковое количество структурных частиц, а именно 6,02·1023. Вода количеством вещества 1 моль содержит 6,02·1023 молекул воды. Железо количеством вещества 1 моль содержит 6,02∙1023 атомов железа и так далее.
Количество структурных частиц, содержащихся в 1 моль любого вещества, – величина постоянная, и названа в честь итальянского ученого Амадео Авогадро – постоянной (числом) Авогадро. Постоянную Авогадро обозначают символом NA.
При помощи современных методов исследований значение числа Авогадро периодически пересчитывается и корректируется. Так, например, последнее уточнение числа производилось в 2014 году. Полученное значение выглядит так: NA = 6,022 140 857·10 23. В расчетах, как правило, используется округленное значение постоянной Авогадро, до сотых.
Какова единица измерения постоянной Авогадро? Данная величина показывает количество частиц N, содержащихся в 1 моль 𝜈. Можем записать:
Из формулы можно определить единицу измерения постоянной Авогадро: частиц/ моль. Выразим из этой формулы количество структурных частиц N:
Количество вещества измеряется в моль, а постоянная Авогадро имеет единицу измерения частиц\ моль. Следовательно, моль×частиц моль = частиц. Так как моли при перемножении сокращаются, следовательно, единица измерения количества частиц – частицы.
Выразим значение количества вещества:
Подтвердим, что единица измерения количества вещества – моль. Разделим количество частиц, измеряемое в частицах, на постоянную Авогадро, измеряемую в частиц/ моль
Частицы
частицы/моль = моль.
Частицы при делении сократились.
Насколько велик 1 моль?
Число Авогадро, с точки зрения математики, – гигантское число! Но с точки зрения химии 1 моль какого либо вещества – это не так уж и много. Например, в обычном стеклянном стакане, в который помещается 200 г воды, содержится около 11 моль воды. Только вообразите, какое огромное число молекул содержится в одном стакане!
Существует масса способов, при помощи которых можно показать, насколько число Авогадро огромное! Вот некоторые из них:
· в пустыне Сахара содержится менее трёх молей самых мелких песчинок;
· если футбольный мяч увеличить в NA раз по объёму, то в нём поместится земной шар;
· если же в NA раз увеличить диаметр мяча, то в нём поместится самая большая галактика, включающая сотни миллиардов звёзд;
· во Вселенной содержится примерно NA звёзд;
· если взять 1 моль красителя, пометить каким-либо способом все его молекулы, вылить в море и подождать, пока он равномерно распределится по всем морям и океанам до самого дна, то, зачерпнув в любом месте земного шара стакан воды, обязательно обнаружим в нём не один десяток «меченых» молекул.
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
1. Рассчитайте количество вещества углекислого газа (СO2), если число его молекул равно
1,204·1024;
2. Вычислите количество вещества кислорода (O2), если число его молекул равно
1,505·1022;
3. Рассчитайте, сколько атомов углерода, водорода и кислорода содержится в
1) 1 моль глюкозы (C6H12O6);
2) 3 моль сахарозы (C12H22O11);
4. Вычислите число молекул в указанных ниже веществах, если их количество вещества равно:
1) 5 моль кислорода O2;
2) 2 моль серы S8;
3) 1,5 моль аммиака NН3;
4) 4 моль серной кислоты H2SO4;
5) 10 моль оксида углерода (II);