Итак, количество вещества в химии обозначается греческой буквой “ню”.
Помню, как в 9-м классе мой учитель физики Игорь Юрьевич учил меня правильно писать букву “ню”. До этого она у меня получалась немного коряво.
Но поскольку на БВ не проходят греческие буквы, я буду обозначать количество вещества латинской буквой v. Латинская v очень похожа на греческую “ню”.
Рассмотрим следующие случаи.
1) Если нам известно количество частиц вещества, то количество вещества можно найти по формуле:
v = n/NA
где
v — количество вещества;
n — количество частиц вещества. Это безразмерная величина, то есть это просто число. Правда, это число бывает очень большим, например, 5*(10^24).
NA — постоянная Авогадро. Постоянная Авогадро представляет собой универсальную константу. NA = 6,022*(10^23) моль^(–1).
2) Если нам известна масса вещества, то количество вещества находится по следующей формуле:
v = m/M
где
v — количество вещества;
m — масса вещества;
M — молярная масса вещества находится по химической формуле вещества, при помощи периодической системы Д. И. Менделеева, путём суммирования атомных масс всех входящих в молекулу атомов с учётом имеющихся индексов.
3) Если нам известен объём газообразного вещества, то мы можем найти количество вещества газа по такой формуле:
v = V/Vm
где
v — количество вещества;
V — объём газа;
Vm — молярный объём газов. Молярный объём газов — это универсальная константа. Vm = 22,414 л/моль = 22414 м3/моль.
Повторюсь, что формула v = V/Vm верна только для газов!
Наконец, рассмотрим Ваш случай.
Вам по условию даны объём и объёмная доля.
Я рискну предположить, что у Вас задача примерно такого рода:
“Объём газовой смеси составляет 240 л. Объёмная доля кислорода в смеси равна 45%. Вычислите количество вещества кислорода в смеси”.
Такая задача решается в два действия.
1) Находим объём кислорода:
V (O2) = V0 * ф / 100 = 240 л * 45 / 100 = 108 л.
(Ф — это объёмная доля, она обозначается греческой буквой “фи”. Вместо неё приходится писать русскую ф).
2) Находим количество вещества кислорода. Кислород — это газ, значит, мы имеем право воспользоваться формулой v = V/Vm.
v (O2) = V/Vm = 108 л : 22,414 л/моль = 4,818 моль. Округление произведено до тысячных.
Как подсчитать количество молей
Моль – это такое количество вещества, в котором находится 6,022*10^23 элементарных частиц (молекул, атомов, или ионов). Упомянутая величина носит название «число Авогадро» – по имени известного итальянского ученого. Масса моля любого вещества, выраженная в граммах, численно равна массе его молекулы в атомных единицах. Как можно подсчитать количество молей вещества?
Инструкция
Например, поставлена задача: определить, сколько молей содержится в 150 граммах натриевой селитры (то есть натрия азотнокислого). Прежде всего, напишите формулу этого вещества – NaNO3.
Определите его молекулярную массу, зная атомные массы элементов и с учетом индекса 3 у кислорода. Получится: 14+23+48=85 а.е.м. (атомных единиц массы). Следовательно, один моль азотнокислого натрия составит 85 грамм. А у вас 150 грамм вещества. Таким образом, находите: 150/85=1,765 моля. Задача решена.
А если, например, заданы такие условия: имеется 180 литров кислорода при комнатной температуре и атмосферном давлении. Сколько это будет молей? И тут нет ничего трудного. Надо лишь помнить, что 1 моль любого газа при нормальных условиях занимает объем, примерно равный 22,4 литра. Разделив 180 на 22,4, получите искомую величину: 180/22,4=8,036 моля.
Предположим, температура существенно превышала комнатную, а давление намного превосходило атмосферное. При этом вам известна масса кислорода, и объем сосуда, в который он был заключен. Как найти количество молей газа в таком случае?
Вот тут вам на помощь придет универсальное уравнение Менделеева-Клапейрона. Правда, оно выведено для описания состояний идеального газа, которым кислород, конечно же, не является. Но его можно использовать в расчетах: погрешность будет весьма незначительной. PVm = MRT, где Р – давление газа в паскалях, V – его объем в кубических метрах, m – молярная масса, M – масса в граммах, R – универсальная газовая постоянная, T – температура в градусах Кельвина.
Легко можно видеть, что M/m = PV/RT. А величина M/m как раз и является количеством молей газа при данных условиях. Подставив известные величины в формулу, вы получите ответ.
А если вы имеете дело со сплавом? Как тогда вычислить количество молей каждого компонента в образце? Для решения такой задачи, надо знать массу образца и точный состав сплава. Например: широко распространенный мельхиор – сплав меди с никелем. Предположим, у вас есть мельхиоровое изделие весом 1500 грамм, содержащее 55% меди и 45% никеля. Решение: 1500*0,55=825 грамм меди. То есть, 825/63,5=13 молей меди. Соответственно, 1500–825=675 грамм никеля. 675/58,7 = 11,5 молей никеля. Задача решена
Источники:
- как вычислить моль
Войти на сайт
или
Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Молярный объем газа
4.3
Средняя оценка: 4.3
Всего получено оценок: 501.
4.3
Средняя оценка: 4.3
Всего получено оценок: 501.
Для того, чтобы узнать состав любых газообразных веществ необходимо уметь оперировать такими понятиями, как молярный объем, молярная масса и плотность вещества. В данной статье рассмотрим, что такое молярный объем, и как его вычислить?
Количество вещества
Количественные расчеты проводят с целью, чтобы в реальности осуществить тот или иной процесс или узнать состав и строение определенного вещества. Эти расчеты неудобно производить с абсолютными значениями массы атомов или молекул из-за того, что они очень малы. Относительные атомные массы также в большинстве случаев невозможно использовать, так как они не связаны с общепринятыми мерами массы или объема вещества. Поэтому введено понятие количество вещества, которое обозначается греческой буквой v (ню) или n. Количество вещества пропорционально числу содержащихся в веществе структурных единиц (молекул, атомных частиц).
Единицей количества вещества является моль.
моль – это такое количество вещества, которое содержит столько же структурных единиц, сколько атомов содержится в 12 г изотопа углерода.
Масса 1 атома равна 12 а. е. м., поэтому число атомов в 12 г изотопа углерода равно:
Na= 12г/12*1,66057*10в степени-24г=6,0221*10 в степени 23
Физическая величина Na называется постоянной Авогадро. Один моль любого вещества содержит 6,02*10 в степени 23 частиц.
Молярный объем газа
Молярный объем газа – это отношение объема вещества к количеству этого вещества. Эту величину вычисляют при делении молярной массы вещества на его плотность по следующей формуле:
Vm=M/p,
где Vm – молярный объем, М – молярная масса, а p – плотность вещества.
В международной системе Си измерение молярного объема газообразных веществ осуществляется в кубических метрах на моль (м3 /моль)
Молярный объем газообразных веществ отличается от веществ, находящихся в жидком и твердом состоянии тем, что газообразный элемент количеством 1 моль всегда занимает одинаковый объем (если соблюдены одинаковые параметры).
Объем газа зависит от температуры и давления, поэтому при расчетах следует брать объем газа при нормальных условиях. Нормальными условиями считается температура 0 градусов и давление 101,325 кПа. Молярный объем 1 моля газа при нормальных условиях всегда одинаков и равен 22,41 дм3 /моль. Этот объем называется молярным объемом идеального газа. То есть, в 1 моле любого газа (кислород, водород, воздух) объем равен 22,41 дм3 /м.
Таблица «молярный объем газов»
В следующей таблице представлен объем некоторых газов:
| Газ | Молярный объем, л |
| H2 | 22,432 |
| O2 | 22,391 |
| Cl2 | 22,022 |
| CO2 | 22,263 |
| NH3 | 22,065 |
| SO2 | 21,888 |
| Идеальный | 22,41383 |
Что мы узнали?
Молярный объем газа, изучаемый по химии (8 класс) наряду с молярной массой и плотностью являются необходимыми величинами для определения состава того или иного химического вещества. Особенностью молярного газа является то, что в одном моле газа всегда содержится одинаковый объем. Этот объем называется молярным объемом газа.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда – пройдите тест.
-
Аэлита Коробка
5/5
-
Александр Котков
5/5
-
Настя Бабич
5/5
-
Александр Котков
5/5
Оценка доклада
4.3
Средняя оценка: 4.3
Всего получено оценок: 501.
А какая ваша оценка?
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 26 мая 2021 года; проверки требуют 9 правок.
| Количество вещества | |
|---|---|
 ,  |
|
| Размерность | N |
| Единицы измерения | |
| СИ | моль |
| СГС | моль |
Коли́чество вещества́ — 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]. 1 моль содержит в себе Na частиц.
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 (NA = 6,02214076⋅1023 “штука”/моль[4]).
Количество вещества обозначается латинской 
(эн) и не рекомендуется обозначать греческой буквой 
(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 (ню).
Для вычисления количества вещества на основании его массы пользуются понятием молярная масса: 
, 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: = V / Vm, где V — объём газа при нормальных условиях, а Vm — молярный объём газа при тех же условиях, равный 22,4 л/моль.
Таким образом, справедлива формула, объединяющая основные расчёты с количеством вещества:
Комментарии[править | править код]
Примечания[править | править код]
- ↑ [dic.academic.ru/dic.nsf/polytechnic/4077/КОЛИЧЕСТВО Количество вещества]. Большой энциклопедический политехнический словарь (2004). Дата обращения: 31 января 2014.
- ↑ Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 85. — 240 с. — ISBN 5-7050-0118-5.
- ↑ Пресс И. А., Основы общей химии, 2017, с. 119.
- ↑ Avogadro constant (англ.). Physical Measurement Laboratory. National Institute of Standards and Technology. Дата обращения: 7 февраля 2017. Архивировано 29 июня 2015 года.
- ↑
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.
Литература[править | править код]
- Пресс И. А. [www.libgen.io/book/index.php?md5=4E765590D7E3748388362C94EC27AF3A Основы общей химии]. — 3-е изд., стереотип. — СПб.: Химиздат, 2017. — 352 с. — ISBN 978-5-93808-286-1. (недоступная ссылка)
|
|
Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист. Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым). Список проблемных доменов
|
Молярная масса — это масса одного моля любого химического вещества. Данный термин является ключевым в учебных вычислениях, поэтому калькулятор молярной массы газа наверняка пригодится школьникам и студентам.
Количество вещества и его масса
В химии количество вещества вычисляется в молях. 1 моль абсолютно любого вещества включает в себя ровно 6,02·10^23 структурных единиц. Это число было предсказано в 1811 году Амадео Авогадро и определено как количество атомов, которые содержатся в 12 г чистого углерода. Сам итальянский химик не имел понятия даже о порядке этого числа, и знал только, что оно невообразимо большое. Численно это значение было подсчитано в 1908 году австрийским физиком Иоганном Лошмидтом, но и через сотню лет химики периодически уточняют значение числа Авогадро.
Молярная масса — масса 1 моля химического вещества, которую легко подсчитать при помощи периодической таблицы. Для простого расчета требуется найти атомные массы элементов, входящих в состав соединения. Например, 1 моль простого вещества углерода имеет массу 12 г, а 1 моль сложного этанола — 46,07 г. Соответственно, 2 моля этих веществ будут иметь массу 24 г и 92,14 г. Для газообразных веществ понятие моля характеризуется одной существенной особенностью: 1 моль любого газа при нормальных условиях имеет один и тот же объем в размере 22,4 литра. Нормальными условиями считаются температура 0 градусов Цельсия и давление 1 атмосфера.
Молярный объем и молярная масса газа
Не сразу понятно, почему объем 1 моля любого газа при нормальных условиях всегда одинаков, ведь газы имеют разную массу. Сложно сравнить одноатомный гелий с химической формулой He и, например, иприт, формула которого выглядит как C₄H₈Cl₂S. Как такие разные газы могут занимать одинаковый объем? Дело в том, что абсолютно все газы можно представить в виде математической модели идеального газа, в которой расстояние между атомами и молекулами не учитывается.
Вся суть в крайне слабой связи структурных единиц, поэтому модель идеального газа пренебрегает размерами молекул. Таким образом, для подсчета объема газа важно именно количество молекул, а не их размер, а в одном моле любого вещества всегда присутствует одно и то же количество. Понимая, что газы имеют одинаковое количество вещества при одинаковой температуре и давлении становится понятно, что и объем газов будет также одинаков.
Зная объем газа легко определить его количество вещества по простой формуле:
n = V / 22,4,
где n — количество вещества, а V — объем газообразного вещества при нормальных условиях.
Например, зная, что 0,5 грамма некоторого газа в нормальных условиях занимает объем в размере 1 л, то понятно, что n = 1 / 22,4 = 0,0446 моль. Следовательно, молярная масса такого газа составит 0,5 / 0,0446 = 11,21 г/моль.
Обычно требуется определить молярную массу газа в произвольных, а не нормальных условиях. Для таких вычислений используется уравнение Менделеева-Клапейрона, из которого выделяется молярная масса:
M = m × R × T / (P × V)
Зная значения массы, температуры, давления и объема газа, легко определить его молярную массу. Обычно в уравнение идеального газа давление подставляется в паскалях, температура — в Кельвинах, а объем — в литрах. В этом случае газовая постоянная R = 8,31 Дж/Моль × К. Для удобства использования более привычных градусов Цельсия и атмосфер в калькулятор заложено пересчитанное значение универсальной газовой постоянной.
Для использования калькулятора вам требуется знать всего 4 величины.
Рассмотрим небольшой пример
Вычисление молярной массы в произвольных условиях
Определим молярную массу газа, 0,625 грамм которого занимают 300 кубических сантиметров при температуре 25 градусов Цельсия и давлении в 2 атмосферы. Введем данные в соответствующие ячейки и получим, что молярная масса газа равна 25,47 г/моль.
Вычисление молярной массы при нормальных условиях
Давайте проверим вычисления, которые мы приводили выше для газа массой 0,5 грамм и объемом 1 л. Переведем литры в кубические сантиметры и заполним соответствующие ячейки с учетом нормальных условий (P = 1, C = 0). Напомним, что в одном литре содержится 1 000 кубических сантиметров. В итоге получим, что молярная масса такого газа равна 11,2008 г/моль, что практически полностью совпадает с предыдущим результатом. Такой расчет даже точнее, чем грубая оценка молярной массы через объем газа.
Заключение
Молярная масса газа — важная величина, без которой не обходятся никакие химические расчеты газообразных веществ. Наш калькулятор пригодится школьникам и студентам младших курсов для решения задач по элементарной химии.
