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 (NA=6,02 • 1023 моль-1).
Постоянная Авогадро NA определяется как число атомов, содержащееся в 12 г изотопа 12С: Постоянная Авогадро
Таким образом, 1 моль вещества содержит 6,02 • 1023 частиц этого вещества.
Исходя из этого, любое количество вещества можно выразить определенным числом молей n (ню). Например, в образце вещества содержится 12,04 • 1023 молекул. Следовательно, количество вещества в этом образце составляет: Количество вещества в образце
В общем виде: Формула количества вещества где N – число частиц данного вещества; NA – 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 n, 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) n, по формуле: Молярная масса вещества Соответственно, зная массу и молярную массу вещества, можно рассчитать число его молей: Число молей или найти массу вещества по числу молей и молярной массе: m = n • 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 n = 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. моль (3739байт) n(CH4) = n(С2Н6), но m(CH4) < m(С2Н6)
Вычисление n используется практически в каждой расчетной задаче.
