КАЛЕНДАРЬ

РЕКЛАМА
Біткоїн, Україна, криптовалюти, цифрові гроші, Bitcoin News, Біткоїн Новини, курс біткоїну, що таке биткоїн, курс bitcoin

BFU in Telegram

вузи україни, аграрні вузи, кафедра хімії, біотехнологія, кращі університети україни, вступ вуз, наука, технології

решение задач по химии

 
СПРАВОЧНИК ПО ХИМИИ
поиск по разделам

Количество вещества - моль.

   Химические реакции протекают между веществами. Вещества состоят из атомов, молекул или ионов, и именно эти, элементарные частицы вещества принимают участие во взаимодействии друг с другом.

   химические реакции - это взаимодействие или перегруппировка отдельных атомов, молекул или ионов реагирующих веществ.

   На практике (в промышленности, или химической лаборатории) реакции проводят с макроколичествами веществ, которые состоят из огромного числа его простейших химических частиц (атомов, молекул ионов).
   Основываясь на атомной гипотезе Дальтона и гипотезе Авогадро, австрийский физик Лошмидт в 1865 г. установил количественное соотношение между микро- и макрообластью химии. Он нашел, что в 1 см3 газа при нормальных физических условиях содержится примерно 2,69·1019 частиц этого газа (атомов - для атомных газов, например гелий (He), молекул - для молекулярных газов, например водород (H2)). Это число 2,69·1019 в физике называется числом Лошмидта.

   Для того что бы легче различать микро- и макрообласти химии, введено понятие о количестве вещества (обозначение n - в физике, или ν (ню) - в химии) - физико-химической величине, характеризующей макропорцию этого вещества подобно тому, как число частиц (или вообще некоторых объектов, одинаковых предметов) характеризует микропорцию вещества (например, 2 атома кислорода, 7 молекул водорода).
   В химии мерой химических частиц является их целое число (т.к. частицы - атомы, молекулы, ионы определяют и характеризуют свойства вещества, их число не может быть дробным, а есть только целым, например 2 атома гелия - но не 2,3 (две целых три десятых) атома гелия, потому что три десятых - это часть атома, которая не может иметь ничего общего с атомом и его характерными физико-химическими свойствами и химией), а мерой порций веществ является их количество, числовое значение которого уже может быть и целым и дробным (например 1 моль хлора, 3,16 моль кремния).
   Наряду с этим та же порция вещества может быть охарактеризована ее массой или объемом (которые взаимосвязаны через понятие плотность, для твердых и жидких веществ).

   Подобно тому, как наши предки придумывали названия для обозначения определенного числа предметов, например 12 горошин (или других предметов) раньше называли дюжиной; в 1971 г., химики договорились (официально, на международном уровне, обозначение моль было включено в Международную систему СИ) называть определенное число частиц вещества (материи) словом - моль (mol - международное обозначение).
   Какое же число частиц содержится в 1 моль вещества (материи)?

   Количество вещества, содержащееся в порции простого или сложного вещества, определяется сравнением с некоторым строго определенным единичным количеством вещества. При этом основой для сравнения служит наиболее распространенный изотоп углерода - 12С

   Моль - это количество вещества, содержащее столько же формульных единиц этого вещества, сколько сожержит атомов 12 грамм (точно) изотопа углерода-12

   Формульная единица вещества (или структурный элемент вещества, его элементарный объект) - это химическая частица (атом, молекула, катион, анион), а также любая совокупность иных элементарных частиц передаваемая ее химической формулой, или символом, например: Na, H2O, H2SO4, NH+, e- (электрон), CuSO4•5H2O. Поэтому заданное количество вещества имеет смысл, если точно названо само вещество, т.е. указано, из каких формульных единиц оно состоит. Так, запись "1 моль хлора" является не полной (в том числе и подобные записи в условиях задач считаются ошибкой условия) т.к. она может относиться как к 1 моль газа молекулярного хлора Cl2 так и к 1 моль атомов хлора Cl как элемента - а это разные вещества, с разными массами частиц и физико-химическими свойствами.

   В названии физической величины - количество вещества - слово "вещество" употреблено в более широком смысле, обозначающем не только химическое вещество, но и саму материю. Поэтому в число формульных единиц включаются также электроны (а в физике и другие физические частицы), которые сами химического вещества не образуют. Количество электронного газа (или просто электронов) также может быть 1 моль, поскольку электроны (и другие подобные им частицы) являются исчислимыми на равне с атомами, молекулами и ионами.

   Так вот, 1 моль - это 6,02214179(30)·1023 штук формульных единиц (атомов, молекул, ионов и др. частиц). Физико-химическая константа, отвечающая этому числу, называется постоянной Авогадро (число Авогадро) и обозначается NA:

NA = 6,02214179(30)·1023 моль-1 ≈ 6,022·1023 моль-1

   Не следует путать число авогадро с числом Лошмидта. Число Авогадро универсально, оно указывает на число формульных единиц вещества в его количестве, равном 1 моль, независимо от агрегатного состояния вещества. Число Лошмидта имеет ограниченный смысл, оно относится только к газам при нормальных физических условиях, для которых можно использовать постоянную Лошмидта:

NL = 2,686754·1019 см-3 ≈ 2,69·1019 см-3

   Постоянные Авогадро и Лошмидта определены с достаточной точностью при использовании различных методов и объектов. Однозначность результатов их определений является прямым доказательством существования атомов и молекул, подтверждает научную оправданность атомно-молекулярного учения.

   Запись формульных единиц в уравнениях реакций означает не только, что реагируют между собой отдельные частицы веществ, но и их макропорции (в каждой из которых содержится огромное число химических частиц).
Пример. Из уравнения химической реакции

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

следует, что два атома натрия реагируют с двумя молекулами воды и при этом образуется две формульные единицы гидроксида натрия (вещество состоит не из молекул а из ионов Na+ и OH-) и одна молекула водорода. Но приведенное уравнение показывает не только химическую реакцию на микро уровне (между атомами), оно также показывает и взаимодействие веществ на макро уровне:

2 моль Na, или 2 · 6,022·1023 штук атомов Na
реагирует с
2 моль H2O, или 2 · 6,022·1023 штук молекул H2O
при этом образуются
2 моль Na+ 2 моль OH- и 1 моль молекул H2

   Количество вещества может характеризовать также порции физических частиц (например электронов), а следовательно и порции электрических зарядов как на электронах, так и на ионах.

   В старой химической литературе (до 1970 г.) до введения количества вещества как физической величины, моль заменял понятие молярная масса, а именно, одна грамм-молекула (сокращенно моль) вещества отвечала его массе (в граммах), числовое значение которой равнялось относительной молекулярной массе этого вещества. Аналогично применялись понятия "грамм-ион" и "грамм-атом".

Techemy 2009
e-mail: techemycom@gmail.com
Rambler's Top100