Практически в любой задаче школьного курса, а также в задачах ЕГЭ (кроме №27) встречаются расчеты с использованием понятия «количество вещества». Что это такое и как его использовать?
Количество вещества – это величина, которая показывает число частиц (атомов, молекул, ионов)в его порции. Измеряется в молях. Обозначается буквой n. Например:
1 моль – это порция вещества, состоящая из определенного числа частиц
Величины, относящиеся к одному моль вещества, называются молярными.
Молярная масса (M)– это масса одного моль. Измеряется в г/моль и показывает, сколько весит один моль вещества (твердого, жидкого, газообразного – неважно).
Зная формулу вещества, мы всегда можем посчитать его молярную массу по таблице Менделеева, сложив атомные массы (Ar) элементов с учетом индексов (атомные массы округляем до целых для всех элементов, кроме хлора: Ar(Cl) = 35.5)
Молярный объем (Vm)– это объем одного моль. Измеряется в л/моль и показывает, какой объем занимает один моль вещества. Используется только для газов. В нормальных условиях (н.у.) молярный объем любого газа равняется 22.4 л/моль: Vm= 22.4 л/моль.
(Нормальными в химии называют условия, в которых температура равняется 0 °C, а давление 1 атм)
Итак, про то, сколько взято вещества, можно рассказать по-разному
Например:
- в реакцию вступило 16 граммов кислорода
или
- в реакцию вступило 11.2 литра (н.у.) кислорода
или
- в реакцию вступило 0.5 моль кислорода.
Это одна и та же информация, записанная тремя способами.
Масса, объем и количество вещества связаны очень простыми формулами:
m = M·n (или: n = m/M, или:M = m/n)
V = Vm·n (или: n = V/Vm)
1. Расчет массы или объема вещества по известному количеству
- сколько весит 0.3 моль алюминия?
M (Al) = 27 г/моль
m (Al) = 27 г/моль·0.3 моль = 8.1 г
- какой объем занимают 3 моль воздуха при н.у.?
Vm(для любого газа при н.у.) = 22.4 л/моль
V (воздуха) = 22.4л/моль·3 моль = 67.2 л
2. Расчет количества вещества по массе или объему
- сколько моль содержится в стакане воды?
Один стакан воды содержит ее около 200 г, т.е. m (H2O) = 200 г.
М (H2O) = 18 г/моль
n (H2O) = 200 г/18 г/моль = 11.1 моль
- сколько моль содержится в 44.8 л (н.у.) азота?
n (N2) = 44.8 л/22.4л/моль = 2 моль