Меню Закрыть

Чему равно общее число

Содержание

Количество вещества
n <displaystyle n> , ν <displaystyle
u >
Размерность N
Единицы измерения
СИ моль
СГС моль

Количество вещества — физическая величина, характеризующая количество однотипных структурных единиц, содержащихся в веществе. Под структурными единицами понимаются любые частицы, из которых состоит вещество (атомы, молекулы, ионы, электроны или любые другие частицы) [1] . Единица измерения количества вещества в Международной системе единиц (СИ) и в системе СГС — моль [2] . Без конкретизации объекта рассмотрения термин «количество вещества» не используют [K 1] .

Содержание

Применение [ править | править код ]

Эта физическая величина используется для измерения макроскопических количеств веществ в тех случаях, когда для численного описания изучаемых процессов необходимо принимать во внимание микроскопическое строение вещества, например, в химии, при изучении процессов электролиза, или в термодинамике, при описании уравнений состояния идеального газа.

При описании химических реакций, количество вещества является более удобной величиной, чем масса, так как молекулы взаимодействуют независимо от их массы в количествах, кратных целым числам.

Например, для реакции горения водорода (2H2 + O2 → 2H2O) требуется в два раза большее количество вещества водорода, чем кислорода. При этом масса водорода, участвующего в реакции, примерно в 8 раз меньше массы кислорода (так как атомная масса водорода примерно в 16 раз меньше атомной массы кислорода). Таким образом, использование количества вещества облегчает интерпретацию уравнений реакций: соотношение между количествами реагирующих веществ непосредственно отражается коэффициентами в уравнениях.

Так как использовать в расчётах непосредственно количество молекул неудобно, потому что это число в реальных опытах слишком велико, вместо измерения количества молекул в единицах «штука», их измеряют в молях. Фактическое количество единиц "штука" в 1 моле вещества называется числом Авогадро ( N A = 6,02214076⋅10 23 "штука"/моль [4] ).

Количество вещества обозначается латинской n <displaystyle n> (эн) и не рекомендуется обозначать греческой буквой ν <displaystyle
u > (ню), поскольку этой буквой в химической термодинамике обозначается стехиометрический коэффициент вещества в реакции, а он, по определению, положителен для продуктов реакции и отрицателен для реагентов [5] . Однако в школьном курсе широко используется именно греческая буква ν <displaystyle
u > (ню).

Читайте также:  Есть номер трека как узнать где посылка

Для вычисления количества вещества на основании его массы пользуются понятием молярная масса: n = m / M <displaystyle n=m/M> , где m — масса вещества, M — молярная масса вещества. Молярная масса — это масса, которая приходится на один моль данного вещества. Молярная масса вещества может быть получена произведением молекулярной массы этого вещества на количество молекул в 1 моле — на число Авогадро. Молярная масса (измеренная в г/моль) численно совпадает с относительной молекулярной массой.

По закону Авогадро, количество газообразного вещества можно также определить на основании его объёма: n <displaystyle n> = V / V m, где V — объём газа при нормальных условиях, а V m — молярный объём газа при тех же условиях, равный 22,4 л/моль.

Таким образом, справедлива формула, объединяющая основные расчёты с количеством вещества:

n = m M = N N A = V V m <displaystyle n=<frac >=<frac >>=<frac >>>>

Комментарии [ править | править код ]

  1. ↑ Можно говорить о количестве вещества для молекул (формульных единиц) водорода H 2 <displaystyle <ce

    >>, можно говорить о числе молей атомов водорода H <displaystyle <ce >>, но словосочетание «один моль водорода» без конкретизации объекта обсуждения лишено смысла [3] .

Примечания [ править | править код ]

  1. ↑Количество вещества(неопр.) . Большой энциклопедический политехнический словарь (2004). Дата обращения 31 января 2014.
  2. Деньгуб В. М. , Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М. : Издательство стандартов, 1990. — С. 85. — 240 с. — ISBN 5-7050-0118-5.
  3. Пресс И. А., Основы общей химии, 2017, с. 119.
  4. ↑Avogadro constant (англ.) . Physical Measurement Laboratory. National Institute of Standards and Technology. Дата обращения 7 февраля 2017.
  5. ↑ 5 B + 4 , 5 H 2 → B 5 H 9 , Δ H 298 ∘ = + 62 , 8 k J <displaystyle <mathsf <5B+4<,>5H_<2> <xrightarrow <>> B_<5>H_<9>>>,

mathrm >
Когда теплота реакции записывается так, как это сделано в данном уравнении, подразумевается, что она выражена в килоджоулях на стехиометрическую единицу («моль») реакции по записанному уравнению. В рассматриваемом случае теплота реакции равна 62,8 кДж на моль (+62,8 кДж · моль −1 ) B5H9(газообразного), но составляет только 12,56 кДж на моль израсходованного бора (твёрдого кристаллического) или 62,8 кДж на каждые 4,5 моля газообразного водорода. Теплоты реакций всегда табулируются в расчете на моль образующегося соединения.

Читайте также:  Изменение оглавления в word

Моль — количество вещества, масса которого, выраженная в граммах, численно равна относительной атомной (молекулярной) массе.

Моль — единица количества вещества в СИ (одна из основных единиц СИ).

В 1 моле содержится столько молекул (атомов или других частиц вещества), сколько атомов содержится в 0,012 кг нуклида углерода 12 С с атомной массой 12.

Из этого определения следует, что в одном моле любого вещества содержится одно и то же число атомов или молекул.

Число это называется постоянной Авогадро и обозначается NA:

Постоянная Авогадро (число Авогадро) — это число атомов (молекул, или других структурных элементов вещества), содержащихся в 1 моле.

Постоянная Авогадро — одна из фундаментальных физических констант. Она входит в некоторые другие постоянные, например, в постоянную Больцмана.

Количество вещества.

Количество вещества — это число частиц вещества (атомов, молекул), выраженное в молях. Учитывая определение моля и числа Авогадро, можно сказать, что количество вещества v равно отношению числа молекул N в данном теле к постоянной Авогадро NA, т.е. к числу молекул в 1 моле вещества:

.

Определение и формула количества вещества

Моль – количество вещества системы, которое содержит столько определенных структурных звеньев (молекул, атомов, ионов, электронов и т.д.), сколько содержится в 0,012 кг углерода-12.

Масса одного атома 12 С равна 12 а.е.м., поэтому число атомов в 12 г изотопа 12 С равно:

NA = 12 г / 12 × 1,66057×10 -24 г = 1/1,66057×10 -24 = 6,0221×10 -23 .

Таким образом, моль вещества содержит 6,0221×10 -23 частиц этого вещества.

Физическую величину NA называют постоянной Авогадро, она имеет размерность [NA] = моль -1 . Число 6,0221×10 -23 называют числом Авогадро. Таким образом количество вещества будет вычисляться как:

где N – число структурных звеньев, а NA — постоянная Авогадро.

Молярная масса (М) – это масса 1 моль вещества. Легко показать, что численные значения молярной массы М и относительной молекулярной массы Mr равны, однако первая величина имеет размерность [M] = г/моль, а вторая безразмерна:

Читайте также:  Как вернуть прежние драйвера

Это означает, что если масса некоторой молекулы равна, например, 44 а.е.м., то масса одного моля молекул равна 44 г.

Постоянная Авогадро является коэффициентом пропорциональности, обеспечивающим переход от молекулярных отношений к молярным. Поэтому другая формула для вычисления количество вещества выглядит следующим образом:

где m – масса вещества (г), а М – его молярная масса (г/моль).

Количество вещества газа можно рассчитать при помощи закона Авогадро: в равных объемах различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул. Следовательно, при нормальных условиях 1 моль различных газов занимает объем, равный 22,4 л. Этот объем называется молярным объемом газа:

где V – объем газа (л), а Vm – молярный объем (л/моль).

Примеры решения задач

Задание Какое количество вещества магния и сколько атомов магния содержится в образце чистого магния массой 6 г? Какова масса одного атома магния?
Решение Найдем количество вещества магния (молярная масса равна 24 г/моль):

n(Mg) = 6 / 24 = 0,25 моль.

Рассчитаем количество атомов магния в образце:

N(Mg) = 0,25 × 6,023 × 10 23 = 1,506× 10 23 атомов.

Определим массу одного атома магния:

matom(Mg) = 24 / 6,023 × 10 23 = 3,985 × 10 23 г.

Ответ Количество вещества — 0,25 моль, число атомов — 1,506× 10 23 атомов, масса одного атома магния — 3,985 × 10 23 г.
Задание Какая масса серы потребуется для получения сульфида алюминия Al2S3 массой 30 г? В каких условиях может быть получен этот сульфид из простых веществ?
Решение Запишем уравнение реакции получения сульфида серы:

Вычислим количество вещества сульфида алюминия (молярная масса – 150 г/моль):

Согласно уравнению реакции n(Al2S3) : n(S) = 1:3, значит:

n(S) = 3 × 0,2 = 0,6 моль.

Тогда масса серы будет равна (молярная масса – 32г/моль):

Рекомендуем к прочтению

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.