Krt- eden od najpomembnejši pojmi v kemiji je to nekakšna povezava za prehod iz mikrosveta atomov in molekul v navaden makrosvet gramov in kilogramov.

Pri kemiji moramo pogosto računati velike količine atomi in molekule. Za hiter in učinkovit izračun je običajno uporabiti metodo tehtanja. Ampak morate vedeti težo posamezne atome in molekule. Da bi ugotovili molekulsko maso, morate sešteti maso vseh atomov, vključenih v spojino.

Vzemimo molekulo vode H 2 O, ki je sestavljena iz enega atoma kisika in dveh atomov vodika. Od periodni sistem Mendelejeva izvemo, da en atom vodika tehta 1,0079 amu. ; en atom kisika - 15.999 amu. Zdaj, da bi izračunali molekulsko maso vode, moramo sešteti atomske mase komponent vodne molekule:

H 2 O = 2 1,0079 + 1 15,999 = 18,015 amu

Na primer za amonijev sulfat molekulska masa bo enako:

Al 2 (SO 4) 3 = 2 26,982 + 3 32,066 + 12 15,999 = 315,168 amu.

Vrnimo se spet k Vsakdanje življenje, v katerem smo navajeni uporabljati koncepte, kot so par, deset, ducat, sto. Vse to so edinstvene merske enote. določene predmete: par čevljev, ducat jajc, sto sponk za papir. Podobna merska enota v kemiji je MOL.

Sodobna znanost je število določila z visoko natančnostjo strukturne enote(molekul, atomov, ionov...) v 1 molu snovi je 6,022 10 23 - Avogadrova konstanta, oz Avogadrovo število.

Vse našteto o pomolu se nanaša na mikrokozmos. Sedaj moramo koncept krta povezati z vsakdanjim makrokozmosom.

Celotna niansa je v tem, da 12 gramov ogljikovega izotopa 12 C vsebuje 6.022·10 23 atomov ogljika ali točno 1 mol. Tako je za kateri koli drug element mol izražen s številom gramov, ki je enako atomska masa element. Za kemične spojine Mol je izražen v številu gramov, ki je enako molekulski masi spojine.

Malo prej smo ugotovili, da je molekulska masa vode 18,015 amu. Ob upoštevanju pridobljenega znanja o molu lahko rečemo, da je masa 1 mola vode = 18,015 g (ker je mol spojine število gramov, ki je enako njeni molekulski masi). Z drugimi besedami lahko rečemo, da 18,015 g vode vsebuje 6,022 10 23 molekul H 2 O ali 1 mol vode = 1 mol kisika + 2 mola vodika.

Iz zgornjega primera je povezava med mikrokozmosom in makrokozmosom skozi mol jasna:

• n - količina snovi, mol;
• N - število delcev;
• N A - Avogadrovo število, mol -1

Tukaj je nekaj praktični primeri krt uporablja:

Naloga #1: Koliko molekul vode je v 16,5 molov H2O?

rešitev: 16,5 6,022 10 23 = 9,93 10 24 molekul.

Naloga št. 2: Koliko molov je v 100 gramih H 2 O?

rešitev:(100 g/1)·(1 mol/18,015 g) = 5,56 mol.

Naloga #3: Koliko molekul vsebuje 5 g ogljikovega dioksida?

rešitev:

1. Določite molekulsko maso CO 2: CO 2 = 1 12,011 + 2 15,999 = 44,01 g/mol
2. Poiščite število molekul: (5g/1)·(1mol/44,01g)·(6,022·10 23 /1mol) = 6,84·10 22 molekul CO 2

Enota za atomsko maso. Avogadrovo število

Snov je sestavljena iz molekul. Z molekulo bomo mislili najmanjši delec te snovi, ohranjanje Kemijske lastnosti te snovi.

Bralec: V katerih enotah se meri masa molekul?

Avtor: Maso molekule lahko merimo v kateri koli masni enoti, na primer v tonah, a ker so mase molekul zelo majhne: ~10–23 g, potem za udobje uvedel posebno enoto – atomska masna enota(a.e.m.).

Enota za atomsko masose imenuje vrednost, ki je enaka masi ogljikovega atoma 6 C 12.

Oznaka 6 C 12 pomeni: ogljikov atom z maso 12 amu. in jedrski naboj – 6 elementarne naboje. Podobno je 92 U 235 atom urana z maso 235 amu. in naboj jedra je 92 elementarnih nabojev, 8 O 16 je atom kisika z maso 16 amu in naboj jedra je 8 elementarnih nabojev itd.

Bralec: Zakaj je bil izbran za atomsko enoto mase? (vendar ne oz ) del mase atoma in zlasti ogljika, in ne kisika ali plutonija?

Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da 1 g » 6,02×10 23 amu.

Število, ki kaže, kolikokrat je masa 1 g večja od 1 amu, se imenuje Avogadrovo število: N A = 6,02 × 10 23.

Od tod

n A × (1 amu) = 1 g (5,1)

Če zanemarimo maso elektronov in razliko v masi protona in nevtrona, lahko rečemo, da Avogadrovo število približno kaže, koliko protonov (ali, kar je skoraj isto, atomov vodika) je treba vzeti, da se tvori masa 1 g (slika 5.1).

Krt

Masa molekule, izražena v atomske enote maša se imenuje relativna molekulska masa .

Določeno Gospod(r– iz sorodnik – sorodnik), na primer:

12 a.u.m. = 235 a.u.m.

Del snovi, ki vsebuje enako število gramov dane snovi, kot je število atomskih masnih enot v molekuli dane snovi, se imenuje moliti(1 mol).

Na primer: 1) relativna molekulska masa vodika H2: torej ima 1 mol vodika maso 2 g;

2) relativna molekulska masa ogljikov dioksid CO 2:

12 amu + 2×16 a.m.u. = 44 amu

zato ima 1 mol CO 2 maso 44 g.

Izjava. En mol katere koli snovi vsebuje enako število molekul: n A = 6,02×10 23 kosov.

Dokaz. Naj bo relativna molekulska masa snovi Gospod(dopoldne) = Gospod× (1 amu). Potem ima po definiciji 1 mol dane snovi maso Gospod(d) = Gospod× (1 g). Pustiti n je torej število molekul v enem molu

n×(masa ene molekule) = (masa enega mola),

Mol je osnovna merska enota v SI.

Komentiraj. Mol lahko definiramo drugače: 1 mol je n A = = 6,02×10 23 molekul te snovi. Potem je enostavno razumeti, da je masa 1 mola enaka Gospod(G). Dejansko ima ena molekula maso Gospod(a.u.m.), tj.

(masa ene molekule) = Gospod× (1 amu),

(masa enega mola) = n A × (masa ene molekule) =

= n A × Gospod× (1 amu) = .

Masa 1 mola se imenuje molska masa te snovi.

Bralec: Če vzamete maso T nekaj snovi molska masa ki je enako m, koliko molov bo potem?

Spomnimo se:

Bralec: V katerih enotah SI naj se meri m?

, [m] = kg/mol.

Na primer, molska masa vodika

Če poznamo količino snovi v molih in Avogadrovo število, je zelo enostavno izračunati, koliko molekul vsebuje ta snov. Preprosto pomnožite Avogadrovo število s količino snovi.

N=N A *ν

In če pridete na kliniko, da bi opravili teste, recimo za krvni sladkor, če poznate Avogadrovo številko, lahko enostavno preštejete število molekul sladkorja v krvi. No, na primer, analiza je pokazala 5 mol. Pomnožimo ta rezultat z Avogadrovim številom in dobimo 3.010.000.000.000.000.000.000.000 kosov. Če pogledamo to sliko, postane jasno, zakaj so nehali meriti molekule v kosih in jih začeli meriti v molih.

Molska masa (M).

Če količina snovi ni znana, jo lahko ugotovimo tako, da maso snovi delimo z njeno molsko maso.

N=N A * m / M .

Edino vprašanje, ki se tukaj lahko pojavi, je: "kaj je molska masa?" Ne, to ni maša slikarja, kot se morda zdi!!! Molska masa je masa enega mola snovi. Tukaj je vse preprosto, če en mol vsebuje N A delcev (tisti. enako številu Avogadro), nato množenje mase enega takega delca m 0 z Avogadrovim številom dobimo molsko maso.

M=m 0 *N A .

Molska masa je masa enega mola snovi.

In dobro je, če je znano, kaj pa, če ni? Izračunati bomo morali maso ene molekule m 0 . Ampak tudi to ni problem. Samo vedeti ga morate kemijska formula in imejte pri roki periodni sistem.

Relativna molekulska masa (Mr).

Če je število molekul v snovi zelo veliko, potem je masa ene molekule m0, nasprotno, zelo majhna. Zato smo za udobje izračunov uvedli relativna molekulska masa (Mr). To je razmerje med maso ene molekule ali atoma snovi in ​​1/12 mase ogljikovega atoma. A naj vas to ne prestraši, za atome je navedeno v periodnem sistemu, za molekule pa se izračuna kot vsota relativnih molekulskih mas vseh atomov, vključenih v molekulo. Relativna molekulska masa se meri v atomske masne enote (a.u.m), izraženo v kilogramih 1 amu = 1,67 10 -27 kg.Če to vemo, zlahka določimo maso ene molekule tako, da relativno molekulsko maso pomnožimo z 1,67 10 -27.

m 0 = M r *1,67*10 -27.

Relativna molekulska masa- razmerje med maso ene molekule ali atoma snovi in ​​1/12 mase ogljikovega atoma.

Razmerje med molsko in molekulsko maso.

Spomnimo se formule za iskanje molske mase:

M=m 0 *N A .

Ker m 0 = M r * 1,67 10 -27, molsko maso lahko izrazimo kot:

M=M r *N A *1,67 10 -27.

Zdaj, če pomnožimo Avogadrovo število N A z 1,67 10 -27, dobimo 10 -3, to pomeni, da ugotovimo molsko maso snovi, je dovolj, da pomnožimo njeno molekulsko maso z 10 -3.

M=M r *10 -3

Toda ne hitite, da bi vse to naredili z izračunom števila molekul. Če poznamo maso snovi m, potem jo delimo z maso molekule m 0, dobimo število molekul v tej snovi.

N=m / m 0

Seveda je nehvaležna naloga šteti molekule, ne le da so majhne, ​​tudi nenehno se premikajo. Samo v primeru, da se izgubite, boste morali znova šteti. Toda v znanosti, tako kot v vojski, obstaja taka beseda "moram", zato so šteli celo atome in molekule ...

Vsak šolar, ki začne študirati kemijo, se sreča s pojmom "mol". Z več zapleteni pojmi, kot je koncentracija, molarnost topila, je težko ugotoviti, ne da bi vedeli, kaj je mol. Lahko sklepamo, da je mol eden najpomembnejših pojmov v kemiji. Veliko težav ni mogoče rešiti brez določitve števila molov.

Opredelitev

Kaj je torej mol v kemiji? Razlaga je povsem preprosta: to je enota, v kateri je izražena količina snovi, ena od enot SI. Opredelitev, kaj je mol v kemiji, se lahko oblikuje na naslednji način: 1 mol je enakovreden strukturnim delcem, ki jih vsebuje 12 g ogljika-12.

Ugotovljeno je bilo, da 12 g tega izotopa vsebuje število atomov, ki je numerično enako Avogadrovi konstanti.

Izvor pojma

Ko smo s pomočjo definicij malo razumeli, kaj je mol v kemiji, se obrnemo na zgodovino tega pojma. Kot se običajno verjame, je izraz "mol" uvedel nemški kemik Wilhelm Oswald, ki je prejel Nobelova nagrada leta 1909. Beseda "mol" očitno izhaja iz besede "molekula".

Zanimivo dejstvo je, da je bila Avogadrova hipoteza, da pod enakimi pogoji enake količine različnih plinov vsebujejo enako količino snovi, postavljena veliko pred Oswaldom, samo konstanto pa je Avogadro izračunal že leta začetku XIX stoletja. To pomeni, da čeprav koncept "mola" ni obstajal, je sama ideja o količini snovi že obstajala.

Osnovne formule

Količino snovi najdemo različno, odvisno od podatkov problema. To je najpogostejša formula, v kateri je ta količina izražena kot razmerje med maso in molsko maso:

Vredno je povedati, da je količina snovi aditivna količina. To pomeni, da morate za izračun vrednosti te vrednosti za mešanico najprej določiti količino snovi za vsakega od njenih elementov in jih sešteti.

Če je znano število delcev, se uporabi druga formula:

Če težava določa, da se postopek zgodi, ko normalne razmere, lahko uporabiš naslednje pravilo: v normalnih pogojih vsak plin zavzame nespremenljivo prostornino - 22,4 litra. Nato lahko uporabite naslednji izraz:

Količina snovi je izražena s Clapeyronovo enačbo:

Znanje o tem, kaj je mol v kemiji in osnovne formule določiti število molov snovi, omogoča veliko hitrejše reševanje številnih problemov. Če je količina snovi znana, je mogoče najti maso, prostornino, gostoto in druge parametre.

Ena od osnovnih enot v mednarodnem sistemu enot (SI) je Količinska enota snovi je mol.

Krt – to je količina snovi, ki vsebuje toliko strukturnih enot dane snovi (molekul, atomov, ionov itd.), kolikor ogljikovih atomov vsebuje 0,012 kg (12 g) izotopa ogljika 12 Z .

Glede na to, da je vrednost absolutne atomske mase za ogljik enaka m(C) = 1,99 10  26 kg, lahko izračunamo število ogljikovih atomov n A, ki ga vsebuje 0,012 kg ogljika.

En mol katere koli snovi vsebuje enako število delcev te snovi (strukturnih enot). Število strukturnih enot, ki jih vsebuje snov s količino enega mola, je 6,02 10 23 in se imenuje Avogadrovo število (n A ).

Na primer, en mol bakra vsebuje 6,02 10 23 atomov bakra (Cu), en mol vodika (H 2) pa vsebuje 6,02 10 23 molekul vodika.

Molska masa(M) je masa snovi, vzete v količini 1 mol.

Molska masa je označena s črko M in ima dimenzijo [g/mol]. V fiziki uporabljajo enoto [kg/kmol].

Na splošno številčna vrednost Molska masa snovi številčno sovpada z vrednostjo njene relativne molekulske (relativne atomske) mase.

Na primer, relativna molekulska masa vode je:

Мr(Н 2 О) = 2Аr (Н) + Аr (O) = 2∙1 + 16 = 18 a.m.u.

Molska masa vode ima enako vrednost, vendar je izražena v g/mol:

M (H 2 O) = 18 g/mol.

Tako ima mol vode, ki vsebuje 6,02 10 23 molekul vode (oziroma 2 6,02 10 23 atomov vodika in 6,02 10 23 atomov kisika), maso 18 gramov. Voda s količino snovi 1 mol vsebuje 2 mola atomov vodika in en mol atomov kisika.

1.3.4. Razmerje med maso snovi in ​​njeno količino

Če poznate maso snovi in ​​njeno kemijsko formulo ter s tem vrednost njene molske mase, lahko določite količino snovi in, nasprotno, če poznate količino snovi, lahko določite njeno maso. Za takšne izračune uporabite formule:

kjer je ν količina snovi, [mol]; m– masa snovi, [g] ali [kg]; M – molska masa snovi, [g/mol] ali [kg/kmol].

Na primer, da bi našli maso natrijevega sulfata (Na 2 SO 4) v količini 5 molov, najdemo:

1) vrednost relativne molekulske mase Na 2 SO 4, ki je vsota zaokroženih vrednosti relativnih atomskih mas:

Мr(Na 2 SO 4) = 2Аr(Na) + Аr(S) + 4Аr(O) = 142,

2) številčno enaka vrednost molske mase snovi:

M(Na 2 SO 4) = 142 g/mol,

3) in končno maso 5 molov natrijevega sulfata:

m = ν M = 5 mol · 142 g/mol = 710 g.

Odgovor: 710.

1.3.5. Razmerje med prostornino snovi in ​​njeno količino

V normalnih pogojih (n.s.), tj. pri pritisku R , enako 101325 Pa (760 mm Hg), in temperaturo T, enaka 273,15 K (0 С), en mol različnih plinov in hlapov zavzema enako prostornino, ki je enaka 22,4 l.

Prostornina, ki jo zaseda 1 mol plina ali pare na tleh, se imenuje molski volumenplin in ima dimenzijo liter na mol.

V mol = 22,4 l/mol.

Poznavanje količine plinasta snov (ν ) in molska prostorninska vrednost (V mol) lahko izračunate njegovo prostornino (V) pri normalnih pogojih:

V = ν V mol,

kjer je ν količina snovi [mol]; V – prostornina plinaste snovi [l]; V mol = 22,4 l/mol.

In, nasprotno, poznavanje glasnosti ( V) plinaste snovi pri normalnih pogojih je mogoče izračunati njeno količino (ν). :