Matuoti naudojama sąvoka molis cheminių medžiagų. Išsiaiškinkime šio dydžio ypatybes, pateikime skaičiavimo užduočių pavyzdžius ir nustatykime svarbą šis terminas.
Apibrėžimas
Apgamas chemijoje yra skaičiavimo vienetas. Tai reiškia kiekį tam tikra medžiaga, kuriame yra tiek daug struktūriniai padaliniai(atomai, molekulės), kiek jų yra 12 gramų anglies atomo.
Avogadro numeris
Medžiagos kiekis yra susijęs su Avogadro skaičiumi, kuris yra 6*10^23 1/mol. Dėl medžiagų molekulinė struktūra Manoma, kad vienas apgamas apima būtent Avogadro skaičių. Jei reikia apskaičiuoti molekulių, esančių 2 moliuose vandens, skaičių, tada 6*10^23 reikia padauginti iš 2, gausime 12*10^23 vienetų. Pažiūrėkime, kokį vaidmenį kandžiai atlieka chemijoje.
Medžiagos kiekis
Medžiagoje, kurią sudaro atomai, yra Avogadro skaičius. Pavyzdžiui, natrio atomui jis yra 6*10*23 1/mol. Koks jo pavadinimas? Kurmis chemijoje reiškia Graikiškas laiškas„nuogas“ arba lotyniškas „n“. Vykdyti matematiniai skaičiavimai susieję su medžiagos kiekiu, naudokite matematinę formulę:
n=N/N(A), kur n – medžiagos kiekis, N(A) – Avogadro skaičius, N – medžiagos struktūrinių dalelių skaičius.
Jei reikia, galite apskaičiuoti atomų (molekulių) skaičių:
Tikroji molio masė vadinama moline mase. Jei medžiagos kiekis nustatomas moliais, tai molinė masė turi g/mol vienetus. IN skaičiais ji atitinka santykinę molekulinės masės reikšmę, kurią galima nustatyti susumavus atskirų elementų santykines atomines mases.
Pavyzdžiui, norint nustatyti anglies dioksido molekulės molinę masę, būtina atlikti šiuos skaičiavimus:
M (CO2)=Ar(C)+2Ar(O)=12+2*16=44
Apskaičiuodami natrio oksido molinę masę gauname:
M (Na2O) = 2 * Ar (Na) + Ar (O) = 2 * 23 + 16 = 62
Nustatydami sieros rūgšties molinę masę, susumuojame dvi santykines vandenilio atomines mases su viena sieros atomine mase ir keturiomis santykinėmis deguonies atominėmis masėmis. Jų vertes visada galima rasti Mendelejevo periodinėje lentelėje. Dėl to gauname 98.
Apgamas chemijoje leidžia atlikti įvairius skaičiavimus, susijusius su chemines lygtis. Visos tipinės skaičiavimo problemos neorganinėse ir organinė chemija, kurios apima medžiagų masės ir tūrio nustatymą, išsprendžiamos būtent per apgamus.
Skaičiavimo uždavinių pavyzdžiai
Bet kurios medžiagos molekulinė formulė rodo kiekvieno elemento, įtraukto į jo sudėtį, molių skaičių. Pavyzdžiui, viename molyje fosforo rūgšties yra trys moliai vandenilio atomų, vienas molis fosforo atomų ir keturi moliai deguonies atomų. Viskas gana paprasta. Apgamas chemijoje yra perėjimas iš molekulių ir atomų mikropasaulio į makrosistemą su kilogramais ir gramais.
1 užduotis. Nustatykite vandens molekulių, esančių 16,5 molio, skaičių.
Norėdami išspręsti, naudojame ryšį tarp Avogadro skaičiaus (medžiagos kiekio). Mes gauname:
16,5*6,022*1023 = 9,9*1024 molekulės.
2 užduotis. Apskaičiuokite molekulių skaičių 5 g anglies dvideginio.
Pirmiausia turite apskaičiuoti tam tikros medžiagos molinę masę, naudodami jos santykį su santykine molekuline mase. Mes gauname:
N=5/44*6,023*1023=6,8*1023 molekulės.
Cheminių lygčių uždavinių algoritmas
Skaičiuodami masę arba reakcijos produktus naudodami lygtį, naudokite konkretus algoritmas veiksmus. Pirmiausia nustatoma, kuriai iš pradinių medžiagų trūksta. Norėdami tai padaryti, suraskite jų skaičių apgamais. Tada jie sudaro proceso lygtį ir būtinai nustato stereocheminius koeficientus. Virš medžiagų rašomi pradiniai duomenys, po jais nurodomas paimtos medžiagos kiekis moliais (pagal koeficientą). Jei reikia, konvertuokite matavimo vienetus naudodami formules. Tada jie sudaro proporciją ir ją išsprendžia matematiškai.
Jei daugiau nei sunki užduotis, tada preliminariai apskaičiuokite masę gryna medžiaga, pašalinant nešvarumus, tada pradedama nustatyti jo kiekį (moliais). Nė viena chemijos problema, susijusi su reakcijos lygtimi, negali būti išspręsta be tokio kiekio kaip molis. Be to, naudodami šį terminą, galite lengvai nustatyti molekulių arba atomų skaičių, naudodami tokius skaičiavimus pastovus skaičius Avogadro. Skaičiavimo užduotys įtrauktos į testo klausimai chemijoje pagrindines ir vidurines mokyklas baigusiems.
Imamas medžiagos kiekio vienetas apgamas - medžiagos kiekis, turintis tiek pat struktūrinių vienetų (atomų, jonų, molekulių ir kt.), kiek atomų yra 0,012 kg anglies izotopo 12 C. Dalelių, esančių viename medžiagos molyje, skaičius yra paskambino Avogadro numeris (Avagadro konstanta) N A . Tai viena iš universalių konstantų, kuri nepriklauso nuo medžiagos pobūdžio ir išorinių sąlygų.
N A ≈ 6,022. 10 23 mol -1 (60 nustatymo metodų).
Medžiagos kiekis, išreikštas moliais, yra susijęs su jos mase, dydžiu, vadinamu medžiagos moline mase.
Molinė masė skaičiais lygi molekulinei masei:
Deguonis (O 2) – santykinė molekulinė masė 32 c.u. Ir molinė masė– 32 g/mol. Žinodami Avogadro konstantą, galime rasti absoliuti vertė bet kurio atomo (molekulės) masę ir įvertinkite atomų dydžius.
Atomo (molekulės) masė m gaunama dalijant molinę masę M iš Avagadro konstantos:
Molinis tūris yra 1 molio medžiagos tūris, išreikštas l/mol.
Dujų moliniam tūriui nustatyti naudojamas Avagadro dėsnis: yra vienodų tūrių visų dujų tomis pačiomis sąlygomis (temperatūra ir slėgis). tas pats numeris molekulių.
Avagadro dėsnio pasekmės:
1) Esant tokiai pačiai temperatūrai ir slėgiui, 1 molis bet kokios medžiagos dujinė būsena užima tą patį tūrį.
2) 1 molis bet kokių dujų normaliomis sąlygomis užima 22,4 litro tūrį.
normaliomis sąlygomis: ne. 1 atm = 101325 Pa = 760 mm Hg. ir 0 0 C.
Molinei (molekulinei) masei nustatyti dujinių medžiagų galima naudoti kartu dujų įstatymas(Mendelejevo-Clapeyrono įstatymas):
, Kur
R- slėgis, Pa;
V- tūris, m 3;
m- masė, g;
T- temperatūra, K;
M- molinė masė, g/mol;
R- universali dujų konstanta, J/mol∙K
Norėdami nustatyti dujinių medžiagų molekulinę masę, taip pat galite naudoti duomenis apie santykinį dujų tankį.
Santykinis tankis vienos dujos prie kitos ( D) yra tam tikrų dujų masės ir kitų dujų, paimtų esant tokiai pačiai temperatūrai ir tokiam pačiam slėgiui, to paties tūrio mase.
Pavyzdžiui, 1 litro anglies dioksido (CO 2) masė yra lygi 1,98 g, tomis pačiomis sąlygomis 1 litro vandenilio (H 2) masė yra lygi 0,09 g vandenilis yra: 1,98: 0,09 = 22
, Kur
m 1, m 2- 1 ir 2 dujų masės, g;
M 1, M 2- 1-osios ir 2-osios dujų molinės (molekulinės) masės.
Sunkiau nustatyti atomų dydį. Atomo dydį galima nustatyti tik sąlyginai. Dėl kristalinio paprastos medžiagos Laikoma, kad atomo spindulys yra pusė atstumo tarp gretimų atomų centrų. Šią reikšmę galima rasti žinant medžiagos tankį ir Avagadro konstantą. Jeigu užimamą tūrį padalinsime iš vieno molio paprastos kietosios medžiagos Vm(molinis tūris) pagal Avagadro konstantą, tada randame tūrį V, vienam atomui. Šis atomas gali būti apytiksliai laikomas sfera, įrašyta į tūrio kubą V, tada atomo spindulys r išreiškiamas lygtimi
Panašiai išreiškiamas ir molekulės spindulys.
Norint tiksliai apskaičiuoti atomų dydžius, būtina žinoti jų vietą kristaluose kietosios medžiagos. Nustatyta, kad daugelio paprastų medžiagų struktūra panaši į tankiausią rutuliukų paketą. Tokioje pakuotėje patys rutuliai sudaro 74,05% užimamo tūrio.
Tiksli atomo spindulio vertė yra:
Atominiai spinduliai yra maždaug 100 pm.
Molis yra medžiagos kiekis, kuriame yra tiek pat struktūrinių elementų, kiek atomų yra 12 g 12 C, ir konstrukciniai elementai dažniausiai atomai, molekulės, jonai ir tt 1 molio medžiagos masė, išreikšta gramais, skaitine prasme lygi jos moliui. masė. Taigi 1 molio natrio masė yra 22,9898 g ir jame yra 6,02·10 23 atomai; 1 molio kalcio fluorido CaF 2 masė yra (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g ir jame yra 6,02 10 23 molekulės, kaip ir 1 molis anglies tetrachlorido CCl 4, kurio masė (12,011 + 4 3,8) = 3,5,1453 g ir kt.
Avogadro dėsnis.
Vystymosi aušroje atominė teorija(1811) A. Avogadro iškėlė hipotezę, pagal kurią esant tokiai pačiai temperatūrai ir slėgiui vienodos apimties idealios dujos turi tiek pat molekulių. Vėliau buvo parodyta, kad ši hipotezė yra būtina pasekmė kinetinė teorija, ir dabar žinomas kaip Avogadro įstatymas. Jis gali būti suformuluotas taip: vienas molis bet kokių dujų, esant tokiai pačiai temperatūrai ir slėgiui, užima tą patį tūrį, esant standartinei temperatūrai ir slėgiui (0 ° C, 1,01 × 10 5 Pa), lygus 22,41383 litro. Šis kiekis žinomas kaip molinis dujų tūris.
Pats Avogadro neįvertino molekulių skaičiaus tam tikrame tūryje, tačiau suprato, kad tai labai didelė vertė. Pirmą kartą 1865 m. bandė surasti tam tikrą tūrį užimančių molekulių skaičių J. Loschmidtas; buvo nustatyta, kad per 1 cm 3 idealios dujos normaliomis (standartinėmis) sąlygomis jame yra 2,68675Х10 19 molekulių. Po šio mokslininko vardo nurodyta reikšmė buvo vadinama Loschmidto skaičiumi (arba konstanta). Nuo tada jis buvo kuriamas didelis skaičius nepriklausomi Avogadro skaičiaus nustatymo metodai. Puikus sutapimas tarp gautų verčių yra įtikinamas tikrojo molekulių egzistavimo įrodymas.
Loschmidto metodas
turi tik istorinę reikšmę. Jis pagrįstas prielaida, kad suskystintos dujos susideda iš glaudžiai supakuotų sferinių molekulių. Išmatuodamas skysčio, susidarančio iš tam tikro tūrio dujų, tūrį ir apytiksliai žinodamas dujų molekulių tūrį (šį tūrį galima pavaizduoti remiantis kai kuriomis dujų savybėmis, pavyzdžiui, klampumu), Loschmidtas gavo Avogadro įvertinimą. numeris ~10 22.
Nustatymas, pagrįstas elektrono krūvio matavimu.
Elektros energijos kiekio vienetas, žinomas kaip Faradėjaus skaičius F, yra krūvis, kurį neša vienas elektronų molis, t.y. F = Ne, Kur e- elektronų krūvis, N– elektronų skaičius 1 mole elektronų (t.y. Avogadro skaičius). Faradėjaus skaičių galima nustatyti išmatuojant elektros kiekį, reikalingą 1 moliui sidabro ištirpinti arba nusodinti. JAV nacionalinio standartų biuro atlikti kruopštūs matavimai parodė vertę F= 96490,0 C, o išmatuotas elektronų krūvis skirtingi metodai(ypač R. Millikano eksperimentuose), yra lygus 1,602×10 –19 C. Iš čia galite rasti N. Šis Avogadro skaičiaus nustatymo metodas atrodo vienas tiksliausių.
Perrin eksperimentai.
Remiantis kinetine teorija, buvo gauta išraiška, apimanti Avogadro skaičių, kuri apibūdina dujų (pavyzdžiui, oro) tankio sumažėjimą, atsižvelgiant į šių dujų stulpelio aukštį. Jei būtų įmanoma apskaičiuoti molekulių skaičių 1 cm 3 dujų dviejuose skirtinguose aukščiuose, tada naudojant nurodyta išraiška, galėtume rasti N. Deja, to padaryti neįmanoma, nes molekulės yra nematomos. Tačiau 1910 metais J. Perrinas parodė, kad minėtas posakis galioja ir sustabdžius koloidinių dalelių, kurie matomi po mikroskopu. Suskaičiavus suspensijos kolonėlės skirtinguose aukščiuose esančių dalelių skaičių, gautas Avogadro skaičius 6,82 × 10 23 . Iš kitos serijos eksperimentų, kurių metu koloidinių dalelių poslinkis į kvadratinį vidurkį dėl jų Brauno judesys, Perrin gavo vertę N= 6,86x10 23. Vėliau kiti tyrėjai pakartojo kai kuriuos Perrin eksperimentus ir gavo vertes, kurios gerai sutampa su šiuo metu priimtomis. Pažymėtina, kad Perrino eksperimentai pažymėjo lūžio tašką mokslininkų požiūryje į atominę materijos teoriją – anksčiau kai kurie mokslininkai tai laikė hipoteze. W. Ostwaldas, puikus to meto chemikas, šį pažiūrų pasikeitimą išreiškė taip: „Brauno judėjimo atitikimas kinetinės hipotezės reikalavimams... privertė net pačius pesimistiškiausius mokslininkus kalbėti apie eksperimentinis įrodymas atomo teorija“.
Skaičiavimai naudojant Avogadro skaičių.
Naudodami Avogadro numerį gavome tikslios vertės daugelio medžiagų atomų ir molekulių masės: natrio, 3,819×10 –23 g (22,9898 g/6,02×10 23), anglies tetrachlorido, 25,54×10 –23 g ir kt. Taip pat galima parodyti, kad 1 g natrio turėtų turėti maždaug 3 × 10 22 šio elemento atomus.
Taip pat žr
Instrukcijos
Žinodami dydį ν, raskite skaičių molekules joje. Norėdami tai padaryti, moliais išmatuotą medžiagos kiekį padauginkite iš Avogadro konstantos (NA=6,022∙10^23 1/mol), kuri yra lygi skaičiui molekules 1 molyje medžiagos N=ν/NA. Pavyzdžiui, jei yra 1,2 mol stalo druskos, tada jame yra N=1,2∙6,022∙10^23 ≈7,2∙10^23 molekules.
Jei medžiaga žinoma, naudojant periodinė lentelė elementų, raskite jo molinę masę. Norėdami tai padaryti, naudokite lentelę, kad surastumėte santykines atomų, sudarančių molekules o, ir sulenkite juos. Dėl to jūs gausite giminaitį molekules tariamoji medžiagos masė, kuri skaičiais lygi jos molinei masei vienam moliui. Tada skalėje išmatuokite bandomosios medžiagos masę . Norėdami rasti kiekį molekules V medžiaga, padauginkite medžiagos m masę iš Avogadro konstantos (NA=6,022∙10^23 1/mol) ir gautą rezultatą padalinkite iš molinės masės M (N=m∙NA/M).
Pavyzdys Nustatykite kiekį molekules, kurio yra 147 g. Raskite molinę masę. Ji molekules a susideda iš 2 vandenilio atomų, vieno sieros ir 4 deguonies atomų. Jų atominės masės yra 1, 32 ir 16. Santykinė molekules tariamoji masė yra 2∙1+32+4∙16=98. Ji lygi molinei masei, taigi M = 98 g/mol. Tada kiekis molekules 147 g sieros rūgšties bus lygus N=147∙6,022∙10^23/98≈9∙10^23 molekules.
Norėdami rasti kiekį molekules dujos normaliomis sąlygomis 0ºС 760 mm Hg temperatūroje. stulpelyje, suraskite jo tūrį. Norėdami tai padaryti, išmatuokite arba apskaičiuokite V, kuriame jis yra, litrais. Norėdami rasti kiekį molekules dujų, padalykite šį tūrį iš 22,4 litro (vieno molio dujų tūrio normaliomis sąlygomis) ir padauginkite iš Avogadro skaičiaus (NA=6,022∙10^23 1/mol) N= V∙NA/22,4.
Šaltiniai:
- kaip nustatyti molekulių skaičių
A. Avogadro 1811 m., pačioje atominės teorijos kūrimo pradžioje, padarė prielaidą, kad vienodas skaičius idealių dujų, kurių slėgis ir temperatūra yra vienodi, turi tiek pat molekulių. Vėliau ši prielaida buvo patvirtinta ir tapo būtina kinetinės teorijos pasekme. Dabar ši teorija vadinama Avogadro.
Instrukcijos
Video tema
Molekulė yra elektriškai neutrali dalelė, turinti viską cheminės savybės būdingas šiai konkrečiai medžiagai. Įskaitant dujas: deguonį, azotą, chlorą ir kt. Kaip galite nustatyti dujų molekulių skaičių?
Instrukcijos
Jei reikia apskaičiuoti, kiek deguonies yra 320 šių dujų normaliomis sąlygomis, pirmiausia nustatykite, kiek molių deguonies yra šiame kiekyje. Pagal periodinę lentelę matote, kad suapvalinta atominė masė deguonis – 16 atominių vienetų. Kadangi deguonies molekulė yra dviatomė, molekulės masė bus 32 atominiai vienetai. Todėl apgamų skaičius yra 320/32 = 10.
Tai padės jums toliau universalus skaičius Avogadro, kuris pasiūlė, kad vienodi idealių molekulių tūriai pastoviomis sąlygomis turi vienodą skaičių molekulių. Jis žymimas simboliu N(A) ir yra labai didelis – 6.022*10(23). Padauginkite šį skaičių iš apskaičiuoto deguonies molių skaičiaus ir sužinosite, kad reikiamas molekulių skaičius 320 gramų deguonies yra 6,022*10(24).
Ką daryti, jei jums reikia deguonies, taip pat jo užimamo tūrio ir temperatūros? Kaip su tokiais duomenimis apskaičiuoti jo molekulių skaičių? Ir čia nėra nieko sudėtingo. Jums tereikia užrašyti universalią Mendelejevo-Clapeyrono lygtį idealioms dujoms:
Kur P yra dujų slėgis paskaliais, V yra jų tūris coliais kubinių metrų, R yra universali dujų konstanta, M yra dujų masė, o m yra jų molinė masė.
Šiek tiek pakeitę šią lygtį, gausite:
Kadangi turite visus reikiamus duomenis (iš pradžių nustatytas slėgis, tūris, temperatūra, R = 8,31, o deguonies molinė masė = 32 gramai/mol), galite lengvai rasti dujų masę esant tam tikram tūriui, slėgiui ir . Ir tada problema sprendžiama lygiai taip pat, kaip ir aukščiau aprašytame pavyzdyje: N(A)M/m. Atlikę skaičiavimus, sužinosite, kiek deguonies molekulių yra duotomis sąlygomis.
Video tema
Nėra tikros dujos(įskaitant deguonį), žinoma, nėra idealus, todėl Mendelejevo-Klapeirono lygtis gali būti naudojama skaičiavimams tik tokiomis sąlygomis, kurios labai nesiskiria nuo įprastų.
Molekulė turi tokius mažus matmenis, kad net mažame bet kokios medžiagos grūdelyje ar lašelyje molekulių skaičius bus tiesiog milžiniškas. Jo negalima išmatuoti naudojant įprastiniais metodais skaičiavimas.
Kas yra „molis“ ir kaip jį naudoti norint rasti medžiagos molekulių skaičių
Norint nustatyti, kiek molekulių yra tam tikrame medžiagos kiekyje, naudojama „molio“ sąvoka. Molis – tai medžiagos kiekis, kuriame yra 6,022*10^23 jos molekulių (arba atomų, arba jonų). Ši didžiulė vertybė vadinama „Avogadro konstanta“, pavadinta garsaus italų mokslininko vardu. Vertė pažymėta NA. Naudodami Avogadro konstantą galite labai lengvai nustatyti, kiek molekulių yra bet kokiame bet kurios medžiagos molių skaičiuje. Pavyzdžiui, 1,5 molio yra 1,5*NA = 9,033*10^23 molekulės. Tais atvejais, kai reikalingas labai didelis matavimo tikslumas, būtina naudoti Avogadro skaičiaus reikšmę su didelis skaičius po kablelio. Išsamiausia jo vertė yra: 6.022 141 29(27)*10^23.
Kaip sužinoti medžiagos molių skaičių?
Nustatyti, kiek molių yra tam tikrame medžiagos kiekyje, yra labai paprasta. Norėdami tai padaryti, jums tereikia turėti tikslią medžiagos formulę ir periodinę lentelę. Tarkime, kad turite 116 gramų įprastos valgomosios druskos. Ar reikia nustatyti, kiek molių yra tokiame kiekyje (ir, atitinkamai, kiek molekulių yra)?
Visų pirma, prisimink cheminė formulė stalo druskos. Tai atrodo taip: NaCl. Šios medžiagos molekulė susideda iš dviejų atomų (tiksliau, jonų): natrio ir chloro. Kokia jo molekulinė masė? Jį sudaro elementų atominės masės. Naudodami periodinę lentelę žinote, kad natrio atominė masė yra maždaug 23, o chloro - 35. Todėl šios medžiagos molekulinė masė yra 23 + 35 = 58. Masė matuojama atominiai vienetai masė, kur etalonu imamas lengviausias atomas – vandenilis.
Ir žinodami medžiagos molekulinę masę, galite iš karto nustatyti jos molinę masę (tai yra, vieno molio masę). Faktas yra tas, kad skaitine prasme molekulinė ir molinė masė yra visiškai vienoda, jos turi tik skirtingus matavimo vienetus. Jei molekulinė masė matuojama atominiais vienetais, tada molinė masė matuojama gramais. Todėl 1 molis valgomosios druskos sveria maždaug 58 gramus. Ir pagal problemos sąlygas turite 116 gramų valgomosios druskos, tai yra, 116/58 = 2 moliai. Padauginus 2 iš Avogadro konstantos, nustatoma, kad 116 gramų natrio yra maždaug 12,044*10^23 molekulės arba apytiksliai 1,2044*10^24.
Vakar pažadėjau tai paaiškinti prieinama kalba. Tai svarbu norint suprasti chemiją. Jei vieną kartą tai suprasi, to nepamirši ir vėliau.
Chemija turi savo kalbą, kaip ir bet kuris mokslas. 2H 2 + O 2 → 2H 2 O - chemijos kalba, vandens susidarymo iš paprastų medžiagų, vandenilio (H) ir deguonies (O) reakcijos žymėjimas. Maži skaičiai nurodo atomų skaičių (jie yra po simbolio cheminis elementas), didieji – pagal molekulių skaičių. Iš lygties aišku, kad du vandenilio molekulės susijungia su vienas deguonies molekulę ir dėl to išeina du vandens molekules. Dėmesio – tai labai svarbu suprasti! Būtent molekulės jungiasi su molekulėmis, o ne „gramas su gramu“, o molekulė su molekule.
Ši proporcija visada išliks:
Viskas būtų gerai, bet yra dvi problemos. Pirmasis yra viduje tikras gyvenimas negalime išmatuoti vieno milijono deguonies ar vandenilio molekulių. Galėsime išmatuoti vieną gramą arba vieną toną reagentų. Antra, molekulės yra labai mažos. Vienoje stiklinėje vandens jų yra 6,7 x 10 24. Arba, įprastu žymėjimu, 6,7 trilijonų trilijonų (teisingai – beveik septyni trilijonai kartų trilijonas molekulių). Su tokiais skaičiais dirbti nepatogu.
Kokia išeitis? Molekulės taip pat turi masę, nors ir labai mažą. Mes tiesiog paimame vienos molekulės masė, padauginkite iš molekulių skaičius ir gauname reikiamą masę. Taip sutarėme – labai priimame didelis skaičius molekulių (600 mlrd. trilijonų vienetų) ir išrasti už šią sumą specialus matavimo vienetas apgamas. Kaip suvalgyti 12 vienetų? specialus vardas "tuzinas", o kai jie kalba apie „dešimt dešimčių“, jie turi omenyje 120 vienetų. 5 dešimtys kiaušinių = 60 vienetų. Tas pats su apgamai. 1 molis yra 600 milijardų trilijonų molekulių arba, matematiškai tariant, 6,02 10 23 molekulės. Tai yra, kai mums sako „1 molis“ vandenilio, mes žinome, kad kalbame apie 600 milijardų trilijonų vandenilio molekulių. Kai jie kalba apie 0,2 molio vandens, suprantame, kad kalbame apie 120 milijardų trilijonų vandens molekulių.
Dar kartą – kandis kaip tik toks skaičiavimo vienetas, tik specialiai molekulėms. Kaip „dešimt“, „tuzinas“ ar „milijonas“, tik daug daugiau.
Tęsdami aukščiau pateiktą lentelę, galite parašyti:
Išsprendėme pirmąją problemą; parašyti 1 molį arba 2 molius yra daug patogiau nei 600 milijardų trilijonų molekulių arba 1,2 trilijono molekulių. Tačiau vien dėl patogumo sodo tverti nereikėjo. Antroji problema, kaip prisimename, yra perėjimas nuo molekulių skaičius(neskaičiuokite jų atskirai!) į materijos masė, į tai, kad galime matuoti ant svarstyklių. Toks molekulių skaičius viename molyje (šiek tiek keista, neapvali – 6,02·10 23 molekulės) pasirinktas ne be priežasties. Vienas molis anglies molekulių sveria lygiai 12 gramų.
Akivaizdu, kad visos molekulės yra skirtingos. Yra didelių ir sunkių – juose gali būti daug atomų arba nelabai daug, bet patys atomai yra sunkūs. Ir yra mažų ir lengvų molekulių. Kiekvienam atomui ir daugeliui molekulių yra lentelės su jų molinė masė. Tai yra, su vieno molio tokių molekulių svoriu (jei ne, galite lengvai jį apskaičiuoti patys, sudėję visų molekulę sudarančių atomų molines mases). Molinė masė matuojama gramais/mol (kiek gramų sveria vienas molis, tai yra kiek gramų sveria 6,02·10 23 molekulės). Prisimename, kad kurmis yra tik skaičiavimo vienetas. Na, lyg katalogas parašė – 1 tuzinas vištienos kiaušiniai sveria 600 gramų, o 1 tuzinas stručių sveria 19 kilogramų. Keliolika – tai tik kiekis (12 vnt.), o patys kiaušiniai, vištienos ar stručio, sveria skirtingai. Ir keliolika šių ar kitų kiaušinių taip pat sveria skirtingai.
Tas pats su molekulėmis. 1 molis mažų ir lengvų vandenilio molekulių sveria 2 gramus, o 1 molis didelių sieros rūgšties molekulių sveria 98 gramus. 1 molis deguonies sveria 32 gramus, 1 molis vandens sveria 18 gramų. Štai kaip pavyzdys, kur mažos vandenilio molekulės ir didelių molekulių deguonies. Šis paveikslėlis yra grafinis reakcijos 2H 2 + O 2 → 2H 2 O vaizdas.
Toliau pildome lentelę:
Ar matote perėjimą nuo molekulių skaičius prie jų masė? Ar matote, kad materijos tvermės dėsnis įvykdytas? 4 gramai + 32 gramai suteikia 36 gramus.
Dabar galime nuspręsti paprastos užduotys chemijoje. Čia yra pats primityviausias: buvo 100 deguonies molekulių ir 100 vandenilio molekulių. Kas atsitiks dėl reakcijos? Žinome, kad 1 deguonies molekulei reikia 2 vandenilio molekulių. Todėl sureaguos visos 100 vandenilio molekulių (ir susidarys 100 vandens molekulių), bet ne visas deguonis, liks dar 50 molekulių. Deguonies perteklius.
Kaip sakiau aukščiau, niekas neskaičiuoja molekulių kaip gabalėlių. Medžiagos paprastai matuojamos gramais. Dabar užduotis iš mokyklinis vadovėlis: Yra 10 g vandenilio ir 64 g deguonies, kas atsitiks, jei juos sumaišysite? Pirma, mes turime paversti mases į molius (tai yra į molekulių skaičių arba medžiagos kiekį, kaip sako chemikai). 10 g vandenilio yra 5 moliai vandenilio (1 molis vandenilio sveria 2 gramus). 64 g deguonies yra 2 moliai (1 molis sveria 32 gramus). Žinome, kad 1 moliui deguonies reakcijos metu prarandami 2 moliai vandenilio. Tai reiškia, kad mūsų atveju sureaguos visas deguonis (2 moliai) ir 4 moliai vandenilio iš penkių. Dėl to lieka 4 moliai vandens ir vienas molis vandenilio.
Paverskime atsakymą atgal į gramus. Sureaguos visas deguonis (64 gramai) ir 8 gramai vandenilio (4 mol * 2 g/mol). 1 molis vandenilio liks nesureagavęs (tai yra 2 gramai) ir gausite 72 gramus vandens (4 moliai * 18 g/mol). Medžiagos tvermės dėsnis vėl įvykdomas – 64 + 10 = 72 + 2.
Manau, kad iki šiol tai turėtų būti aišku visiems. 1 molis yra tiesiog molekulių skaičius. Molinė masė yra vieno molio masė. Jis reikalingas norint atsitraukti nuo materijos masės (su kuria mes dirbame realus pasaulis) iki molekulių skaičiaus arba reakcijoms reikalingos medžiagos kiekio.
Dar kartą kartojame:
a) medžiagos reaguoja santykiu n vienos ir m kitos molekulės. Ši proporcija bus tokia pati 100 molekulių pradinė medžiaga, ir už šimtą trilijonų arba už šimtą trilijonų trilijonų.
b) patogumo dėlei, kad molekulės nebūtų skaičiuojamos į gabalus, jie sugalvojo specialų skaičiavimo vienetą - molą, tai yra 6,02 · 10 23 molekulės iš karto. Šių apgamų skaičius vadinamas įprastu „medžiagos kiekiu“.
c) kiekvienos medžiagos molis sveria skirtingai, nes Pačios medžiagą sudarančios molekulės ir atomai sveria skirtingai. Vieno molio medžiagos masė vadinama jos moline mase. Kitas pavyzdys – paprastos ir kalkinio smėlio plytos sveria skirtingai. Jei pateiksime analogiją, tada „tūkstančio plytų svoris“ yra „molinė masė“ (su skirtumu, kad molekulių yra ne 1000, o daugiau). Šios „tūkstančio plytų“ masė skiriasi nuo kalkinio smėlio plytų ir įprastų plytų.
d) visą šį sodą aptveriame tvora, kad būtų lengva pereiti nuo reagentų masės prie medžiagos kiekio (molekulių skaičius, molių skaičius) ir atgal. Ir jums reikia eiti pirmyn ir atgal, nes realiame pasaulyje mes matuojame reagentus gramais ir cheminės reakcijos yra proporcingi ne masei, o molekulių skaičiui.
P.S. Chemikams ir kitiems čia sąmoningai daug ką supaprastinau. Man nereikia aiškinti, kad 12 gramų sveria ne 1 molį anglies, o 1 molį C12 izotopo molekulių, arba kad vietoj „molekulių“ reikėtų rašyti „struktūrinius vienetus“ (molekulės, jonai, atomai). ...), konkrečiai nepaminėta, kad 1 molis dujų tomis pačiomis sąlygomis užima tą patį tūrį ir daug daugiau
Kas man nepatiko vadovėliuose, buvo tiesiog formalus apibrėžimas meldžiantis, nenurodant šios sąvokos reikšmės ir kodėl ji reikalinga.
