Что такое моль. Что такое моль в химии? Определение и формулы

Вещество

Число молекул
N= N a n

Молярная масса
M=
(рассчитывается по ПСХЭ)

Число молей
n ()=

Масса вещества
m = M n

5моль

Н 2 SO 4

12 ,0 4*10 26

Инструкция

Чтобы найти моль вещества , нужно запомнить очень простое правило: масса одного моля любого вещества численно равна его молекулярной массе, только выражается в других величинах. А как определяется ? С помощью таблицы Менделеева вы узнаете атомную массу каждого элемента, входящего в молекулы вещества . Далее нужно сложить атомные массы с учетом индекса каждого элемента и получится ответ.

Посчитайте его молекулярную массу с учетом индекса каждого элемента: 12*2 + 1*4 + 16*3 = 76 а.е.м. (атомных единиц массы). Следовательно, его молярная масса (то есть масса одного моля) также составляет 76, только ее размерность: грамм/моль . Ответ: один моль селитры весит 76 грамм.

Предположим, вам задана такая задача. Известно, что масса 179,2 какого-то газа составляет 352 грамма. Необходимо определить, сколько весит один моль этого газа. Известно, что при нормальных условиях один моль любого газа или смеси газов занимает объем, приблизительно равный 22,4 литра. А у вас 179,2 литра. Произведите вычисление: 179,2/22,4 = 8. Следовательно, в этом объеме содержится 8 молей газа.

Разделив известную по условиям задачи массу на количество молей, получите: 352/8 = 44. Следовательно, один моль этого газа весит 44 грамма - это газ, СО2.

Если имеется какое-то количество газа массой М, заключенное в объеме V при заданной температуре Т и давлении P. Требуется определить его молярную массу (то есть найти, чему равен его моль ). Решить задачу вам поможет универсальное уравнение Менделеева-Клапейрона: PV = MRT/m, где m – та самая молярная масса, которую нам надо определить, а R – универсальная газовая постоянная, равная 8,31. Преобразуя уравнение, получите: m = MRT/PV. Подставив в формулу известные величины, вы найдете, чему равен моль газа.

Полезный совет

В расчетах обычно используются округленные величины атомных весов элементов. Если требуется более высокая точность, то округление недопустимо.

Различные формулы помогут найти количество вещества, единицей измерения которого является моль . Также количество вещества можно найти по уравнению реакции, данной в задаче.

Инструкция

Если химическое вещество состоит из молекул, в одном моле этого вещества будет содержаться 6,02x10^23 молекул. Так, 1 моль водорода H2 – это 6,02x10^23 молекул H2, 1 моль воды H2O – это 6,02x10^23 молекул H2O, 1 моль C6H12O6 – это 6,02x10^23 молекул C6H12O6.

Если вещество состоит из атомов, в одном моле этого вещества будет содержаться то же Авогадрово число атомов - 6,02x10^23. Это относится, к примеру, к 1 молю железа Fe или серы S.

О чем говорит количество вещества

Итак, 1 моль любого химического вещества содержит Авогадрово число частиц, составляющих данное вещество, т.е. около 6,02x10^23 молекул или атомов. Общее количество вещества (число молей) латинской буквой n или греческой буквой «ню». Его можно найти по отношению общего количества молекул или атомов вещества к числу молекул в 1 моле – числу Авогадро:

n=N/N(A), где n – количество вещества (моль), N – количество частиц вещества, N(A) – число Авогадро.

Отсюда же можно выразить и число частиц в заданном количестве вещества:

Фактическую массу одного моля вещества называют его молярной массой и обозначают букой M. Она выражается в «граммах на моль» (г/моль), но численно равна относительной молекулярной массе вещества Mr (если вещество состоит из молекул) или относительной атомной массе вещества Ar, если вещество состоит из атомов.

Относительные массы элементов можно найти по таблице Менделеева (обычно при расчетах их округляют). Так, для водорода это 1, для лития – 7, для углерода – 12, для кислорода – 16 и т.д. Относительные молекулярные массы складываются из относительных атомных масс составляющих молекулы атомов. К примеру, относительная молекулярная масса воды H2O

Mr(H2O)=2xAr(H)+Ar(O)=2x1+16=18.

Относительные атомные и молекулярные массы – безразмерные величины, поскольку выражают массу атома и молекулы относительно условной единицы – 1/12 массы атома углерода.

В типовых задачах обычно требуется найти, сколько молекул или атомов содержится в заданном количестве вещества, составляет заданное количество вещества, сколько молекул в заданной массе. Важно понимать, что вещества указывает на число молей каждого элемента, входящего в его состав. То есть 1 моль H2SO4 содержит 2 моля атомов водорода H, 1 моль атомов серы S, 4 моля атомов кислорода O.

Цель: Познакомить учащихся с понятиями «количество вещества», «молярная масса» дать представление о постоянной Авогадро. Показать взаимосвязь количества вещества, числа частиц и постоянной Авогадро, а также взаимосвязь молярной массы, массы и количества вещества. Научить производить расчёты.

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка д/з по теме: «Типы химических реакций»

III. Изучение нового материала

1. Количество вещества – моль

Вещества вступают в реакцию в строго определённых соотношениях. Например, чтобы получить вещество вода нужно взять столько водорода и кислорода, чтобы на каждые две молекулы водорода приходилась одна молекула кислорода:

2Н 2 + O 2 = 2Н 2 О

Чтобы получить вещество сульфид железа, нужно взять столько железа и серы, чтобы на каждый атом железа приходился один атом серы.

Чтобы получить вещество оксид фосфора, нужно взять столько молекул фосфора и кислорода, чтобы на четыре молекулы фосфора приходилось пять молекул кислорода.

Определить количество атомов, молекул и других частиц на практике невозможно – они слишком малы и не видны невооружённым глазом. Для определения числа структурных единиц (атомов, молекул) в химии применяют особую величину – количество вещества (v – ню) . Единицей количества вещества является моль .

• Моль – это количество вещества, которое содержит столько структурных частиц (атомов, молекул), сколько атомов содержится в 12 г углерода.

Экспериментально установлено, что 12 г углерода содержит 6·10 23 атомов. Значит один моль любого вещества, независимо от его агрегатного состояния содержит одинаковое число частиц – 6· 10 23 .

• 1 моль кислорода (O 2) содержит 6·10 23 молекул.
• 1 моль водорода (Н 2) содержит 6·10 23 молекул.
• 1 моль воды (Н 2 O) содержит 6·10 23 молекул.
• 1 моль железа (Fe) содержит 6·10 23 молекул.

Задание: Используя полученную информацию, ответьте на вопросы:

а) сколько атомов кислорода содержится в 1 моле кислорода?

– 6·10 23 ·2 = 12· 10 23 атомов.

б) сколько атомов водорода и кислорода содержится в 1 моле воды (Н 2 O)?

– 6·10 23 ·2 = 12· 10 23 атомов водорода и 6·10 23 атомов кислорода.

Число 6·10 23 названо постоянной Авогадро в честь итальянского учёного 19 века и обозначается NА. Единицы измерения атомы/моль или молекулы/моль.

2. Решение задач на нахождение количества вещества

Часто нужно знать, сколько частиц вещества содержится в определённом количестве вещества. Или же найти количество вещества по известному числу молекул. Эти расчёты можно сделать по формуле:

где N – число молекул, NА – постоянная Авогадро, v – количество вещества. Из этой формулы можно выразить количество вещества.

Задача 1. Сколько атомов содержится в 2 молях серы?

N = 2·6·10 23 = 12·10 23 атомов.

Задача 2. Сколько атомов содержится в 0,5 молях железа?

N = 0,5·6·10 23 = 3·10 23 атомов.

Задача 3. Сколько молекул содержится в 5 молях углекислого газа?

N = 5·6·10 23 = 30·10 23 молекул.

Задача 4. Какое количество вещества составляет 12·10 23 молекул этого вещества?

v = 12·10 23 / 6·10 23 = 2 моль.

Задача 5. Какое количество вещества составляет 0,6·10 23 молекул этого вещества?

v = 0,6·10 23 / 6·10 23 = 0,1 моль.

Задача 6. Какое количество вещества составляет 3·10 23 молекул этого вещества?

v = 3·10 23 / 6·10 23 = 0,5 моль.

3. Молярная масса

Для химических реакций нужно учитывать количество вещества в молях.

В: Но как на практике отмерить 2, или 2,5 моль вещества? В каких единицах лучше всего измерять массу веществ?

Для удобства в химии используют молярную массу.

Молярная масса – это масса одного моля вещества.

Обозначается – М. Измеряется в г/моль.

Молярная масса равна отношению массы вещества к соответствующему количеству вещества.

Молярная масса – величина постоянная. Численное значение молярной массы соответствует значению относительной атомной или относительной молекулярной массы.

В: Как можно найти значения относительной атомной или относительной молекулярной массы?

Мr (S) = 32; M (S) = 32 г/моль – что соответствует 1 молю серы

Мr (Н 2 О) = 18; М (Н 2 О) = 18 г/моль – что соответствует 1 молю воды.

4. Решение задач на нахождение массы вещества

Задача 7. Определить массу 0,5 моль железа.

Задача 8. Определить массу 0,25 моль меди

Задача 9. Определить массу 2 моль углекислого газа (СO 2)

Задача 10. Сколько молей оксида меди – CuО составляют 160 г оксида меди?

v = 160 / 80 = 8 моль

Задача 11. Сколько молей воды соответствуют 30 г воды

v = 30/18 = 1,66 моль

Задача 12. Сколько молей магния соответствует его 40 граммам?

v = 40 /24 = 1,66 моль

IV. Закрепление

Фронтальный опрос:

1. Что такое количество вещества?
2. Чему равен 1 моль любого вещества?
3. Что такое молярная масса?
4. Отличается ли понятия «моль молекул» и «моль атомов»?
5. Объясните на примере молекулы аммиака NН3.
6. Зачем необходимо знать формулы при решении задач?

Задачи:

1. Сколько молекул содержится в 180 граммах воды?
2. Сколько молекул составляет 80 г углекислого газа?

V. Домашнее задание

Изучить текст параграфа, составить две задачи: на нахождение количества вещества; на нахождение массы вещества.

Литература:

1. Гара Н.Н. Химия. Уроки в 8 классе: пособие для учителя. _ М.: Просвещение, 2009.
2. Рудзитес Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия. 8 класс.: Учебник для общеобразовательных учебных учреждений – М.: Просвещение, 2009.

Понятие моль используют для измерения химических веществ. Выясним особенности этой величины, приведем примеры расчетных заданий с ее участием, определим важность данного термина.

Определение

Моль в химии - это единица вычисления. Она представляет собой количество определенного вещества, в котором находится столько структурных единиц (атомов, молекул), сколько содержится в 12 граммах атома углерода.

Число Авогадро

Количество вещества связано с числом Авогадро, которое составляет 6*10^23 1/моль. Для веществ молекулярного строения считают, что один моль включает именно число Авогадро. Если нужно посчитать число молекул, содержащееся в 2 молях воды, то необходимо умножить 6*10^23 на 2 , получаем 12*10^23 штук. Давайте рассмотрим, какую роль играет моль в химии.

Количество вещества

Вещество, которое состоит из атомов, содержит число Авогадро. Например, для атома натрия это 6*10*23 1/моль. Каково его обозначение? Моль в химии обозначают греческой буквой «ню» или латинской «n». Для проведения математических вычислений, связанных с количеством вещества, используют математическую формулу:

n=N/N(A), где n - количество вещества, N(A) - число Авогадро, N - количество структурных частиц вещества.

При необходимости можно вычислить число атомов (молекул):

Фактическая масса моля называется молярной. Если количество вещества определяют в молях, то величина молярной массы имеет единицы измерения г/моль. В численном выражении она соответствует значению относительной молекулярной массы, которую можно определить путем суммирования относительных атомных масс отдельных элементов.

Например, для того чтобы определить молярную массу молекулы углекислого газа, необходимо провести следующие расчеты:

M (CO2)=Ar(C)+2Ar(O)=12+2*16=44

При вычислении молярной массы оксида натрия получаем:

M (Na2O)=2*Ar(Na)+Ar(O)=2*23+16=62

При определении молярной массы серной кислоты суммируем две относительные атомные массы водорода с одной атомной массой серы и четырьмя относительными атомными массами кислорода. Их значения всегда можно найти в периодической таблице Менделеева. В итоге получаем 98.

Моль в химии позволяет проводить разнообразные расчеты, связанные с химическими уравнениями. Все типовые расчетные задачи в неорганической и органической химии, которые предполагают нахождение массы и объема веществ, решаются именно через моли.

Примеры расчетных задач

Молекулярная формула любого вещества указывает на количество молей каждого элемента, включенного в его состав. Например, один моль фосфорной кислоты содержит три моля атомов водорода, один моль атомов фосфора и четыре моля атомов кислорода. Все достаточно просто. Моль в химии является переходом из микромира молекул и атомов в макросистему с килограммами и граммами.

Задача 1. Определите число молекул воды, содержащихся в 16,5 молях.

Для решения используем связь между числом Авогадро (количество вещества). Получаем:

16,5*6,022*1023 = 9,9*1024 молекул.

Задача 2. Рассчитайте число молекул, содержащихся в 5 г углекислого газа.

Сначала необходимо вычислить молярную массу данного вещества, воспользовавшись ее связью с относительной молекулярной массой. Получаем:

N=5/44*6,023*1023=6,8*1023 молекул.

Алгоритм задач на химическое уравнение

При вычислении массы или продуктов реакции по уравнению используют определенный алгоритм действий. Сначала определяют, какое из исходных веществ в недостатке. Для этого находят их количество в молях. Далее составляют уравнение процесса, обязательно расставляют стереохимические коэффициенты. Над веществами записывают исходные данные, под ними указывают количество вещества, взятое в молях (по коэффициенту). В случае необходимости осуществляют перевод единиц измерения, пользуясь формулами. Далее составляют пропорцию и решают ее математическим способом.

Если предлагается более сложная задача, то предварительно вычисляют массу чистого вещества, убирая примеси, потом уже приступают к определению его количества (в молях). Ни одна задача в химии, связанная с уравнением реакции, не решается без такой величины, как моль. Кроме того с помощью данного термина, легко можно определить количество молекул или атомов, воспользовавшись для таких вычислений постоянным числом Авогадро. Расчетные задания включены в тестовые вопросы по химии для выпускников основной и средней общеобразовательной школы.

В короткие сроки:

Ваше предположение верно. Если бы определение моля было основано на 24 граммах углерода-12, все молекулярные массы удвоились бы. Это не так, и я очень сомневаюсь, что это определение будет когда-либо изменяться.

В долгосрочной перспективе:

Этот вопрос очень определение конкретных. Не следует путать с несколькими типами определений. Все эти определения основаны на изотопе углерода-12. Следовательно, atomic mass (constant) имеет конкретное значение:

одной двенадцатой части массы атома углерода-12 в его ядерной и электронном состоянии, $m_u = 1.660 5402 10~\times~10^{−27}~\text{kg}$ . Он равен единому блоку атомной массы.

Таким образом, существует производный СИ единица:

Номера СИ единица массы (равной массы атома постоянной), определяется как один двенадцатую часть массы углеродсодержащих 12 в основном состоянии и используется для выражения масс атомных частиц, $u\approx 1.660 5402 10~\times~10^{−27}~\text{kg}$ .

фундаментальные физические константы (символы: $L$ , $N_A$), представляющий молярное количество лиц: $L = 6.022 141 79 30 \times 10^{23}~\text{mol}^{−1}$ .

Therfore можно вывести несколько других обычно используемых свойств, такие как молекулярная масса и молярная масса. В двухгодичной публикации «Atomic weights of the elements » публикуются ИЮПАК. В Pure Appl. Chem., 2013, Vol. 85, No. 5, pp. 1047-1078 (или ) он говорит:

атомная масса , $m_\text{a}$ , несвязанного нейтрального атома углерода-12, $m_\text{a}(\ce{{}^{12}C})$ , в его ядерном и электронном основных состояниях составляет $12~u$ точно, где $u$ - единая атомная масса единица. атомный вес (также называемый относительной атомной массой) изотоп $^i\text{E}$ элемента $text{E}$ , символ $A_\text{r}(^i\text{E})$ , в материальном $text{P}$ является

$A_\text{r}(^i\text{E}) > =\frac{m_\text{a}(^i\text{E})_\text{P}}{\frac{1}{12}m_\text{a}(\ce{{}^{12}C})}=\frac{m_\text{a}(^i\text{E})_\text{P}}{u}$

Таким образом, атомная масса $ce{{}^{12}C}$ равна $12~u$ , а атом вес $ce{{}^{12}C}$ равен $12~$ . Все остальные значения атомного веса являются отношениями к стандартным значениям $ce{{}^{12}C}$ и, следовательно, являются безразмерными числами.Атомный вес элемента $text{E}$ , $A_\text{r}(\text{E})$ , в материал $text{P}$ определяется из соотношения

$A_\text{r}(\text{E})_\text{P}=\sum\left$

где $x(^i\text{E})_\text{P}$ - мольная доля изотопа $^i\text{E}$ в материале $text{P}$ (также называемом изотопным количеством).

Поэтому стандартная атомная масса углерода (дается в интервале)

$m_{\text{a}}(\ce{C})=A_\text{r}(\text{C})_\text{graphite}\times u = u$ , с

$u=\frac{1}{12}m_\text{a}(\ce{{}^{12}C})$ .

Однако атомная масса одной молекулы всегда является целым числом, кратным $u$ .

Молярная масса углерода, то может быть определена как BEGIN {выровненные} M (се {C}) & = M _ { текст {A}} (се {C}) раз L = times10^{- 3} ~ text {kg/mol} \ & approx 12.01 ~ text {g/mol} ~ text {(4 sf)} end {aligned}

Все отношение становится немного яснее при взгляде на бром. Существуют два важных изотопа брома: $ce{^{79}Br}$ и $ce{^{81}Br}$ (ref). Таким образом, в элементарном броме ($ce{Br2}$) молекулы могут иметь три разные массы $m_{\text{a}}(\ce{^{79}Br2})=158u$ , $m_{\text{a}}(\ce{^{81}Br2})=162u$ и $m_{\text{a}}(\ce{^{79}Br^{81}Br})=160u$ .

Стандартная атомная масса брома составляет $m_{\text{a}}(\ce{Br})= u$ . Следовательно, $M(\ce{Br})=\times 10^{-3}~\text{kg/ mol}\approx 79.90~\text{g/ mol}~\text{(4 s.f.)}$ (на основе эталонного значения).

При расчете с молекулярными массами $M$ всегда должен иметь в виду, что используемые стандартные значения основаны на (глобальном) статистики.

Связанные определения:

amount of substance , $n$ , также содержит определение: число молей

базовой величиной в системе величин, на которой основана СИ. Это - это число элементарных сущностей, деленное на константу Авогадро. Поскольку он пропорционален количеству объектов, константа пропорциональности является обратной константой Авогадро и одинаковой для всех веществ, она должна обрабатываться почти тождественно с количеством сущностей. Таким образом, подсчитанные элементарные объекты должны быть указаны как. Слова «вещества» могут быть заменены спецификацией объекта, например: количество атомов хлора, $n_\ce{Cl}$ , количество молекул хлора, $n_{\ce{Cl2}}$ ,No Спецификация объекта может привести к двусмысленности [сумма сера может стоять за $n_\ce{S}$ , $n_{\ce{S8}}$ и т. Д.], Но во многих случаях подразумеваемый объект считается известным: для молекулярных соединений обычно молекула (например, количество бензола обычно означает $n_{\ce{C6H6}}$ ], для ионных соединений - самый простой набор формул [т.е. количество хлорида натрия обычно означает $n_{\ce{NaCl}}$ ] и для металлов атом (например, количество серебра обычно составляет $n_{\ce{Ag}}$ ]. В некоторых производных количествах слова «вещества» также опущены, например. количество концентрации, количество фракции. Таким образом, во многих случаях имя базового количества сокращается до суммы и избегает возможной путаницы с общим значением слова. Таким образом, химическое количество означает альтернативное название для количества вещества. В области клинической химии слова «вещества» не следует опускать и используются аббревиатуры, такие как концентрация вещества (для количества вещества) и доля вещества. Количество не имело названия до 1969 года и просто называлось числом родинок.