Вычислите какое количество вещества содержится в порции молекулярного кислорода

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;
m(С2Н6) = 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)
= n(С2Н6),
но m(CH4) < m(С2Н6)

Вычисление ν
используется практически в каждой расчетной задаче.

Взаимосвязь:

Образцы решения задач

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?