Основы количественных химических расчетов
Вступающие в химическое взаимодействие вещества могут состоять из атомов, или молекул, или других частиц. Количество реагирующего вещества удобно характеризовать числом таких частиц. Моль и служит единицей количества вещества, определяющей число частиц, из которых это вещество построено.
n или ν (ню)- [моль]
Моль - это такое количество вещества, в котором содержится определенное число частиц (молекул, атомов, ионов), равное постоянной Авогадро (NA=6,02 • 1023 моль-1).
Как взвесить 1 моль любого вещества?
Это просто, надо знать молярную массу вещества.
Молярная масса вещества (M) – масса, которую имеет 1 моль данного вещества.
Эта величина, равная отношению массы m вещества к количеству вещества n, имеет размерность кг/моль или г/моль. Молярная масса, выраженная в г/моль, численно равна относительной молекулярной массе Mr (для веществ атомного строения – относительной атомной массе Ar).
Например, молярная масса сульфата натрия Na2SO4 определяется следующим образом:
Мr(Na2SO4) = 2·Ar(Na) + Ar (S) +4 Ar(O) = 2·23+32 + 4 ·16 =142
M(Na2SO4)=142 г/моль, т. е. 142 г Na2SO4 содержат 6,02 • 1023 молекул.
Молярную массу вещества можно вычислить, если известны его масса m и количество (число молей) n, 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 = n • M
Масса - основная характеристика всех физических тел и частиц. За единицу массы принят килограмм (кг). В химии часто используют также единицы, кратные килограмму (тонна, грамм и др.).
В равных объемах газов (V) при одинаковых условиях (температуре Т и давлении Р) содержится одинаковое число молекул.
По закону Авогадро 1 моль любого газа при нормальных условиях (Р = 1 атм., Т = 273 К) занимает одинаковый объем равный 22,4 л.
Объем 1 моля кислорода равен 22,4 л, объем 1 моля СО2 равен 22,4 л и т. д. Этот объем называют молярным объемом газа Vm.
Молярный объем - универсальная мера количества любого газа.
Таким образом, при нормальных условиях (н. у.) молярный объем любого газа
Vm = 22,4 л/моль
Соответственно, зная объем и молярный объем вещества, можно рассчитать число его молей:
или найти объем вещества по числу молей и молярному объему:
V = n · Vm
Пересчеты количества различных веществ
М(В) [г/моль, кг/моль] | Масса m=n•M (B) [г, кг] | Число моль n= m/M [моль] | Объем газа V [л, мл, м3, см3] |
M (О2) = 2• 16 = =32 г/моль | 1 моль • 32г/моль= =32г |
| 1моль• 22,4 л/моль= =22,4л |
M (С2Н2) = 2• 12 + 2•1 = =26 г/моль | 0,5 моль • 26г/моль= = 13г |
| 0,5моль• 22,4 л/моль= =11,2л |
1см3 = 1 мл, 1 дм3 = 1 л, 1м3 = 1000 л
