Ölçmek için köstebek kavramı kullanılır. kimyasallar. Bu miktarın özelliklerini öğrenelim, katılımıyla hesaplama görevlerine örnekler verelim ve önemini belirleyelim. bu terim.
Tanım
Kimyadaki mol bir hesaplama birimidir. Miktarı temsil eder belli bir maddeçok şey içeren yapısal birimler(atomlar, moleküller), 12 gram karbon atomunda kaç tane bulunur.
Avogadro sayısı
Madde miktarı 6*10^23 1/mol olan Avogadro sayısıyla ilişkilidir. Maddeler için moleküler yapı Bir molün tam olarak Avogadro sayısını içerdiğine inanılıyor. 2 mol suyun içerdiği molekül sayısını hesaplamak gerekirse, 6*10^23 sayısını 2 ile çarpmanız gerekir, 12*10^23 parça elde ederiz. Güvelerin kimyada oynadığı role bakalım.
Madde miktarı
Atomlardan oluşan bir madde Avogadro sayısını içerir. Örneğin bir sodyum atomu için bu 6*10*23 1/mol'dür. Tanımı nedir? Kimyada mol anlamına gelir Yunan mektubu"çıplak" veya Latince "n". Gerçekleştirmek matematiksel hesaplamalar Madde miktarıyla ilgili olarak aşağıdaki matematiksel formülü kullanın:
n=N/N(A), burada n madde miktarı, N(A) Avogadro sayısı, N maddenin yapısal parçacıklarının sayısıdır.
Gerekirse atom (molekül) sayısını hesaplayabilirsiniz:
Bir köstebeğin gerçek kütlesine molar kütle denir. Bir maddenin miktarı mol cinsinden belirlenirse molar kütlenin birimi g/mol olur. İÇİNDE sayısal olarak bireysel elementlerin bağıl atom kütlelerinin toplanmasıyla belirlenebilen bağıl moleküler kütle değerine karşılık gelir.
Örneğin bir karbondioksit molekülünün molar kütlesini belirlemek için aşağıdaki hesaplamaların yapılması gerekir:
M (CO2)=Ar(C)+2Ar(O)=12+2*16=44
Sodyum oksidin molar kütlesini hesaplarken şunu elde ederiz:
M (Na2O)=2*Ar(Na)+Ar(O)=2*23+16=62
Sülfürik asidin molar kütlesini belirlerken, hidrojenin iki bağıl atom kütlesini, bir atom kükürt kütlesi ve dört bağıl atom oksijen kütlesi ile toplarız. Değerleri her zaman Mendeleev'in periyodik tablosunda bulunabilir. Sonuç olarak 98 elde ederiz.
Kimyadaki mol, aşağıdakilerle ilgili çeşitli hesaplamalara izin verir: kimyasal denklemler. İnorganik ve organik kimya Maddelerin kütlesini ve hacmini bulmayı içeren işlemler tam olarak moller aracılığıyla çözülür.
Hesaplama problemlerine örnekler
Herhangi bir maddenin moleküler formülü, bileşiminde bulunan her bir elementin mol sayısını gösterir. Örneğin, bir mol fosforik asit, üç mol hidrojen atomu, bir mol fosfor atomu ve dört mol oksijen atomu içerir. Her şey oldukça basit. Kimyadaki köstebek, moleküllerin ve atomların mikro dünyasından kilogram ve gramlarla makro sisteme geçiştir.
Görev 1. 16,5 molün içerdiği su moleküllerinin sayısını belirleyin.
Çözmek için Avogadro sayısı (madde miktarı) arasındaki bağlantıyı kullanırız. Şunu elde ederiz:
16,5*6,022*1023 = 9,9*1024 molekül.
Görev 2. 5 g'da bulunan molekül sayısını hesaplayın karbondioksit.
İlk olarak, belirli bir maddenin molar kütlesini, onun bağıl moleküler kütle ile ilişkisini kullanarak hesaplamanız gerekir. Şunu elde ederiz:
N=5/44*6,023*1023=6,8*1023 molekül.
Kimyasal denklem problemleri için algoritma
Denklemi kullanarak kütle veya reaksiyon ürünlerini hesaplarken, özel algoritma eylemler. Öncelikle başlangıç maddelerinden hangisinin eksik olduğu belirlenir. Bunu yapmak için sayılarını mol cinsinden bulun. Daha sonra süreç için bir denklem hazırlanır ve stereokimyasal katsayılar ayarlanmalıdır. İlk veriler maddelerin üzerine yazılır, altlarında mol cinsinden alınan madde miktarı (katsayıya göre) gösterilir. Gerekirse formülleri kullanarak ölçü birimlerini dönüştürün. Daha sonra bir orantı kurup matematiksel olarak çözüyorlar.
Birden fazla ise zor görev, ardından kütleyi ön olarak hesaplayın saf madde, safsızlıkları giderin, ardından miktarını (mol cinsinden) belirlemeye başlayın. Kimyada reaksiyon denklemiyle ilgili tek bir problem, mol gibi bir miktar olmadan çözülemez. Ayrıca bu terimi kullanarak, bu tür hesaplamalar için molekül veya atom sayısını kolayca belirleyebilirsiniz. sabit sayı Avogadro. Hesaplama görevleri dahil test soruları Temel ve ortaöğretim mezunları için kimya alanında.
Bir maddenin miktar birimi alınır mol - 0,012 kg karbon izotopu 12 C'de bulunan atomlarla aynı sayıda yapısal birim (atom, iyon, molekül vb.) içeren madde miktarı. Bir maddenin bir molünde bulunan parçacıkların sayısı isminde Avogadro sayısı (Avagadro sabiti) N A . Bu, maddenin doğasına ve dış koşullara bağlı olmayan evrensel sabitlerden biridir.
N Bir ≈ 6,022. 10 23 mol-1 (60 belirleme yöntemi).
Bir maddenin mol cinsinden ifade edilen miktarı, maddenin molar kütlesi adı verilen bir miktar olan kütlesiyle ilişkilidir.
Molar kütle sayısal olarak moleküler kütleye eşittir:
Oksijen (O2) – bağıl molekül ağırlığı 32 c.u. Ve molar kütle– 32 g/mol. Avogadro sabitini bilerek bulabiliriz mutlak değer Herhangi bir atomun (molekülün) kütlesini hesaplayın ve atomların boyutlarını tahmin edin.
Bir atomun (molekülün) m kütlesi, M molar kütlesinin Avagadro sabitine bölünmesiyle bulunur:
Molar hacim, bir maddenin 1 molünün l/mol cinsinden ifade edilen hacmidir.
Gazların molar hacmini belirlemek için Avagadro yasası kullanılır: Aynı koşullar (sıcaklık ve basınç) altındaki tüm gazların eşit hacimleri aynı numara moleküller.
Avagadro yasasının sonuçları:
1) Aynı sıcaklık ve basınçta herhangi bir maddenin 1 molü gaz hali aynı hacmi kaplar.
2) 1 mol herhangi bir gaz normal koşullar 22,4 litre hacim kaplar.
normal koşullar: hayır. 1 atm = 101325 Pa = 760 mm Hg. ve 0 0 C.
Molar (moleküler) kütleyi belirlemek için gaz halindeki maddeler kombine olarak kullanılabilir gaz kanunu(Mendeleev-Clapeyron yasası):
,Nerede
R- basınç, Pa;
V- hacim, m3;
M- kütle, g;
T- sıcaklık, K;
M- molar kütle, g/mol;
R- evrensel gaz sabiti, J/mol∙K
Gaz halindeki maddelerin moleküler ağırlığını belirlemek için gazın bağıl yoğunluğuna ilişkin verileri de kullanabilirsiniz.
Bağıl yoğunluk bir gaz diğerine ( D) belirli bir gazın kütlesinin, aynı sıcaklık ve aynı basınçta alınan aynı hacimdeki başka bir gazın kütlesine oranıdır.
Örneğin 1 litre karbondioksitin (CO2) kütlesi 1,98 g'a eşittir, aynı koşullar altında 1 litre hidrojenin (H2) kütlesi 0,09 g'a eşittir. hidrojen: 1,98: 0,09 = 22
, Nerede
m 1, m 2- 1. ve 2. gazların kütleleri, g;
M 1, M 2- 1. ve 2. gazların molar (moleküler) kütleleri.
Atomların boyutunu belirlemek daha zordur. Bir atomun boyutu ancak şartlı olarak belirlenebilir. Kristal için basit maddeler Bir atomun yarıçapı, komşu atomların merkezleri arasındaki mesafenin yarısı kadar alınır. Bu değer maddenin yoğunluğu ve Avagadro sabiti bilinerek bulunabilir. Basit bir katının bir molünün kapladığı hacmi bölersek Vm(molar hacim) Avagadro sabitine göre hesaplanırsa hacmi buluruz V, bir atom başına. Bu atom yaklaşık olarak hacmin küpüne yazılan bir küre olarak düşünülebilir. V, o zaman atom yarıçapı r denklemle ifade edilir
Bir molekülün yarıçapı benzer şekilde ifade edilir.
Atomların boyutlarını doğru bir şekilde hesaplamak için kristallerdeki konumlarını bilmek gerekir. katılar. Birçok basit maddenin, kürelerin en yoğun paketlenmesine benzer bir yapıya sahip olduğu tespit edilmiştir. Bu tür ambalajlarda topların kendisi işgal edilen hacmin %74,05'ini oluşturur.
Atom yarıçapının tam değeri:
Atom yarıçapları 100 pm mertebesindedir.
Mol, 12 g 12 C'de bulunan atom sayısıyla aynı sayıda yapısal element içeren madde miktarıdır ve yapısal elemanlar genellikle atomlar, moleküller, iyonlar vb. Bir maddenin 1 molünün gram olarak ifade edilen kütlesi, sayısal olarak molüne eşittir. yığın. Böylece, 1 mol sodyumun kütlesi 22,9898 g'dır ve 6,02·1023 atom içerir; 1 mol kalsiyum florür CaF2'nin kütlesi (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g'dır ve 6,02 x 10 23 molekül içerir; kütlesi (12,011 + 4 35,453) = 153,823 olan 1 mol karbon tetraklorür CCl4 gibi vb.
Avogadro yasası.
Gelişimin şafağında atom teorisi(1811) A. Avogadro, aynı sıcaklık ve basınçta, buna göre bir hipotez ileri sürdü. eşit hacimler ideal gazlar aynı sayıda molekül içerir. Daha sonra bu hipotezin gerekli bir sonuç olduğu gösterildi. kinetik teori, ve şimdi Avogadro yasası olarak biliniyor. Şu şekilde formüle edilebilir: Aynı sıcaklık ve basınçta herhangi bir gazın bir molü, standart sıcaklık ve basınçta (0 ° C, 1.01x10 5 Pa) 22.41383 litreye eşit olarak aynı hacmi kaplar. Bu miktar bir gazın molar hacmi olarak bilinir.
Avogadro'nun kendisi belirli bir hacimdeki moleküllerin sayısını tahmin etmedi, ancak bunun çok fazla olduğunu anlamıştı. büyük değer. Belirli bir hacmi kaplayan moleküllerin sayısını bulmaya yönelik ilk girişim 1865 yılında J. Loschmidt tarafından yapıldı; 1 cm3'te olduğu bulundu ideal gaz normal (standart) koşullar altında 2.68675Х10 19 molekül içerir. Bu bilim adamının adından sonra belirtilen değere Loschmidt sayısı (veya sabiti) adı verildi. O zamandan beri geliştirildi büyük sayı Avogadro sayısını belirlemek için bağımsız yöntemler. Elde edilen değerler arasındaki mükemmel uyum, moleküllerin gerçek varlığının ikna edici kanıtıdır.
Loschmidt yöntemi
yalnızca tarihsel açıdan ilgi çekicidir. Sıvılaştırılmış gazın sıkı paketlenmiş küresel moleküllerden oluştuğu varsayımına dayanmaktadır. Loschmidt, belirli bir gaz hacminden oluşan sıvının hacmini ölçerek ve gaz moleküllerinin hacmini yaklaşık olarak bilerek (bu hacim, gazın viskozite gibi bazı özelliklerine göre temsil edilebilir), Loschmidt Avogadro sayısına ilişkin bir tahmin elde etti. ~10 22.
Bir elektronun yükünün ölçülmesine dayanan belirleme.
Faraday sayısı olarak bilinen elektrik miktarı birimi F, bir mol elektronun taşıdığı yüktür, yani. F = Hayır, Nerede e– elektron yükü, N– 1 mol elektrondaki elektron sayısı (yani Avogadro sayısı). Faraday sayısı, 1 mol gümüşün çözünmesi veya çökeltilmesi için gereken elektrik miktarının ölçülmesiyle belirlenebilir. ABD Ulusal Standartlar Bürosu tarafından gerçekleştirilen dikkatli ölçümler bu değeri ortaya koydu F= 96490,0 C ve ölçülen elektron yükü farklı yöntemler(özellikle R. Millikan'ın deneylerinde), 1.602×10 –19 C'ye eşittir. Buradan bulabilirsiniz N. Avogadro sayısını belirlemenin bu yöntemi en doğru yöntemlerden biri gibi görünüyor.
Perrin'in deneyleri.
Kinetik teoriye dayanarak, bir gazın (örneğin havanın) yoğunluğunun bu gaz sütununun yüksekliğiyle azalmasını açıklayan Avogadro sayısını içeren bir ifade elde edildi. Eğer 1 cm3 gazdaki molekül sayısını iki farklı yükseklikte hesaplamak mümkün olsaydı, belirtilen ifadeye göre, bulabiliriz N. Ne yazık ki bunu yapmak imkansızdır çünkü moleküller görünmezdir. Ancak 1910 yılında J. Perrin söz konusu ifadenin uzaklaştırmalar için de geçerli olduğunu göstermiştir. koloidal parçacıklar Mikroskop altında görülebilenler. Süspansiyon kolonunda farklı yüksekliklerde bulunan parçacıkların sayısının sayılması, Avogadro sayısını 6,82 × 10 23 olarak verdi. Koloidal parçacıkların ortalama karekök yer değiştirmesinin bir sonucu olarak ortaya çıktığı başka bir deney serisinden Brown hareketi, Perrin değeri aldı N= 6,86Х10 23. Daha sonra diğer araştırmacılar Perrin'in bazı deneylerini tekrarladılar ve şu anda kabul edilenlerle iyi bir uyum içinde olan değerler elde ettiler. Perrin'in deneylerinin, bilim adamlarının atomik madde teorisine karşı tutumlarında bir dönüm noktası oluşturduğunu belirtmek gerekir - daha önce bazı bilim adamları bunu bir hipotez olarak değerlendiriyordu. O zamanın önde gelen kimyagerlerinden W. Ostwald, görüşlerindeki bu değişikliği şu şekilde ifade etti: “Brown hareketinin kinetik hipotezin gereklerine uygunluğu... en karamsar bilim adamlarını bile bu konuda konuşmaya zorladı. deneysel kanıt atom teorisi".
Avogadro sayısını kullanarak hesaplamalar.
Avogadro sayısını kullanarak şunu elde ettik: kesin değerler birçok maddenin atom ve molekül kütleleri: sodyum, 3,819×10 –23 g (22,9898 g/6,02×10 23), karbon tetraklorür, 25,54×10 –23 g, vb. Ayrıca 1 g sodyumun bu elementin yaklaşık 3x1022 atomunu içermesi gerektiği de gösterilebilir.
Ayrıca bakınız
Talimatlar
ν miktarını bilerek sayıyı bulun moleküller içinde. Bunu yapmak için mol cinsinden ölçülen madde miktarını, sayıya eşit olan Avogadro sabiti (NA=6.022∙10^23 1/mol) ile çarpın. moleküller 1 mol maddede N=ν/NA. Örneğin 1,2 mol varsa sofra tuzu, bu durumda N=1,2∙6,022∙10^23 ≈7,2∙10^23 içerir moleküller.
Madde biliniyorsa, periyodik tablo elementlerin molar kütlesini bulun. Bunu yapmak için, tabloyu oluşturan atomların bağıl atom kütlelerini bulmak üzere tabloyu kullanın. moleküller ah, katla onları. Sonuç olarak, akrabayı alacaksınız moleküller Bir maddenin mol başına mol kütlesine sayısal olarak eşit olan görünür kütlesi. Daha sonra bir terazide test maddesinin kütlesini ölçün. Miktarı bulmak için moleküller V madde m maddesinin kütlesini Avogadro sabiti (NA=6,022∙10^23 1/mol) ile çarpın ve sonucu molar kütle M'ye (N=m∙NA/M) bölün.
Örnek Miktarı belirleyin moleküller 147 g'da bulunur. Molar kütleyi bulun. O moleküller a 2 hidrojen atomu, bir kükürt ve 4 oksijen atomundan oluşur. Atom kütleleri 1, 32 ve 16'dır. Göreceli moleküller görünen kütle 2∙1+32+4∙16=98'dir. Molar kütleye eşittir, yani M = 98 g/mol. Daha sonra miktar moleküller 147 g sülfürik asitin içerdiği N=147∙6.022∙10^23/98≈9∙10^23'e eşit olacaktır. moleküller.
Miktarı bulmak için moleküller normal koşullar altında 0ºС 760 mm Hg sıcaklıkta gaz. sütununun hacmini bulun. Bunu yapmak için, bulunduğu V'yi litre cinsinden ölçün veya hesaplayın. Miktarı bulmak için moleküller gaz, bu hacmi 22,4 litreye (normal şartlarda bir mol gazın hacmi) bölün ve Avogadro sayısıyla (NA=6,022∙10^23 1/mol) N= V∙NA/22,4 ile çarpın.
Kaynaklar:
- Molekül sayısı nasıl belirlenir
A. Avogadro, 1811'de atom teorisinin gelişiminin en başında, aynı basınç ve sıcaklıkta eşit sayıda ideal gazın aynı sayıda molekül içerdiği varsayımını yaptı. Daha sonra bu varsayım doğrulandı ve kinetik teori için gerekli bir sonuç haline geldi. Şimdi bu teoriye Avogadro deniyor.
Talimatlar
Konuyla ilgili video
Molekül elektriksel olarak nötr bir parçacıktır ve her şeye sahiptir. kimyasal özellikler bu özel maddenin doğasında var. Gazlar dahil: oksijen, nitrojen, klor vb. Gaz moleküllerinin sayısını nasıl belirleyebilirsiniz?
Talimatlar
Normal şartlarda bu gazın 320 gramında ne kadar oksijen bulunduğunu hesaplamanız gerekiyorsa öncelikle bu miktarda kaç mol oksijen bulunduğunu belirleyin. Periyodik tabloya göre yuvarlatılmış olduğunu görebilirsiniz. atom kütlesi oksijen - 16 atomik birim. Oksijen molekülü diatomik olduğundan molekülün kütlesi 32 atomik birim olacaktır. Bu nedenle mol sayısı 320/32 = 10'dur.
Size daha fazla yardımcı olacaktır evrensel numara Sabit koşullar altında eşit hacimdeki ideal moleküllerin eşit sayıda molekül içerdiğini öne süren Avogadro adı verildi. N(A) sembolüyle gösterilir ve çok büyüktür - 6,022*10(23). Bu sayıyı hesaplanan oksijen mol sayısıyla çarpın ve 320 gram oksijende gerekli molekül sayısının 6,022*10(24) olduğunu göreceksiniz.
Peki ya oksijene, kapladığı hacme ve sıcaklığa ihtiyacınız varsa? Bu verilerle moleküllerinin sayısı nasıl hesaplanır? Ve burada karmaşık bir şey yok. İdeal gazlar için evrensel Mendeleev-Clapeyron denklemini yazmanız yeterlidir:
P pascal cinsinden gaz basıncıdır, V ise hacmidir metreküp, R evrensel gaz sabitidir, M gazın kütlesidir ve m molar kütlesidir.
Bu denklemi biraz yeniden düzenlersek şunu elde ederiz:
Gerekli tüm verilere sahip olduğunuz için (basınç, hacim, sıcaklık başlangıçta ayarlanmıştır, R = 8,31 ve oksijenin molar kütlesi = 32 gram/mol), belirli bir hacim, basınç ve sıcaklıkta gazın kütlesini kolayca bulabilirsiniz. . Ve sonra problem yukarıda açıklanan örnektekiyle tamamen aynı şekilde çözülür: N(A)M/m. Hesaplamalar yaptıktan sonra, içinde kaç tane oksijen molekülü bulunduğunu öğreneceksiniz. verilen koşullar.
Konuyla ilgili video
Hiçbiri gerçek gaz(oksijen dahil) elbette ideal değildir, bu nedenle Mendeleev-Clapeyron denklemi yalnızca normalden çok fazla farklı olmayan koşullar altında hesaplamalar için kullanılabilir.
Molekül o kadar küçük boyutlara sahiptir ki, herhangi bir maddenin en küçük tanesinde veya damlasında bile molekül sayısı çok büyük olacaktır. kullanılarak ölçülemez. geleneksel yöntemler hesap.
"Köstebek" nedir ve bir maddedeki molekül sayısını bulmak için nasıl kullanılır?
Belirli bir madde miktarında kaç molekül bulunduğunu belirlemek için “mol” kavramı kullanılır. Bir mol, 6.022*10^23 molekülünü (veya atomunu veya iyonunu) içeren bir maddenin miktarıdır. Bu devasa değere “Avogadro sabiti” adı veriliyor ve adını ünlü İtalyan bilim adamından alıyor. Değer NA olarak belirlenmiştir. Avogadro sabitini kullanarak herhangi bir maddenin herhangi bir sayıdaki molünde kaç tane molekül bulunduğunu çok kolay bir şekilde belirleyebilirsiniz. Örneğin 1,5 mol 1,5*NA = 9,033*10^23 molekül içerir. Çok yüksek ölçüm doğruluğunun gerekli olduğu durumlarda Avogadro sayısı değerinin kullanılması gerekmektedir. çok sayıda ondalık basamaklar. En tam değeri: 6,022 141 29(27)*10^23.
Bir maddenin mol sayısı nasıl bulunur?
Belirli bir madde miktarında kaç mol bulunduğunun belirlenmesi çok basittir. Bunu yapmak için yalnızca maddenin tam formülüne ve periyodik tabloya sahip olmanız yeterlidir. Diyelim ki 116 gram normal sofra tuzunuz var. Böyle bir miktarda kaç mol bulunduğunu (ve buna göre kaç tane molekül bulunduğunu) belirlemeniz gerekiyor mu?
Her şeyden önce şunu hatırla kimyasal formül sofra tuzu. Şuna benziyor: NaCl. Bu maddenin molekülü iki atomdan (daha doğrusu iyonlardan) oluşur: sodyum ve klor. Molekül ağırlığı nedir? Elementlerin atom kütlelerinden oluşur. Periyodik tabloyu kullanarak sodyumun atom kütlesinin yaklaşık 23, klorun atom kütlesinin ise 35 olduğunu biliyorsunuz. Dolayısıyla bu maddenin moleküler kütlesi 23 + 35 = 58'dir. Kütle şu şekilde ölçülür: atom birimleri en hafif atom olan hidrojenin standart olarak alındığı kütle.
Ve bir maddenin moleküler kütlesini bilerek, onun molar kütlesini (yani bir molün kütlesini) hemen belirleyebilirsiniz. Gerçek şu ki, sayısal olarak moleküler ve molar kütle tamamen aynıdır, yalnızca farklı ölçü birimlerine sahiptirler. Molekül kütlesi atomik birimlerle ölçülürse, molar kütle gram cinsinden ölçülür. Dolayısıyla 1 mol sofra tuzu yaklaşık 58 gramdır. Ve sorunun şartlarına göre 116 gram sofra tuzunuz var, yani 116/58 = 2 mol. 2'yi Avogadro sabiti ile çarpmak, 116 gram sodyumda yaklaşık 12.044*10^23 veya yaklaşık 1.2044*10^24 molekül bulunduğunu belirler.
Dün bunu açıklayacağıma söz verdim erişilebilir dil. Bu kimyayı anlamak için önemlidir. Bir kez anlarsanız daha sonra unutmazsınız.
Her bilim gibi kimyanın da kendine has bir dili vardır. 2H 2 + O 2 → 2H 2 O - kimya dilinde, basit maddelerden, hidrojenden (H) ve oksijenden (O) su oluşumunun reaksiyonunun gösterimi. Küçük sayılar atom sayısını ifade eder (Sembolden sonra gelirler) kimyasal element), büyük olanlar - molekül sayısına göre. Denklemden açıkça görülüyor ki iki hidrojen molekülleri birleşir bir oksijen molekülü ve sonuç olarak ortaya çıkıyor iki su molekülleri. Dikkat - bunu anlamak çok önemlidir! Tam olarak moleküllerle bağlanan moleküllerdir, "gramla gram" değil, molekülle molekül.
Bu oran her zaman kalacaktır:
Her şey güzel olurdu ama iki sorun var. İlki içeride gerçek hayat bir milyon oksijen veya hidrojen molekülünü ölçemeyiz. Bir gram veya bir ton reaktifi ölçebileceğiz. İkincisi moleküller çok küçüktür. Bir bardak suda 6,7 x 10 24 adet bulunur. Veya olağan gösterimle 6,7 trilyon trilyon (bu doğru; neredeyse yedi trilyon kere bir trilyon molekül). Bu numaralarla işlem yapmak sakıncalıdır.
Çıkış yolu nedir? Moleküllerin de çok küçük de olsa kütlesi vardır. Sadece alıyoruz bir molekülün kütlesi, ile çarpın molekül sayısı ve ihtiyacımız olan kütleyi elde ederiz. Anlaştık - bunu çok kabul edeceğiz büyük sayı molekülleri (600 milyar trilyon parça) ve bu miktar için icat edin özel ölçü birimi mol. Bir şeyin 12 parçası nasıl olur? özel isim "düzine""On düzine" derken 120 parçayı kastediyorlar. 5 düzine yumurta = 60 adet. Aynısı benler. 1 mol 600 milyar trilyon molekül veya matematiksel gösterimle 6,02 10 23 moleküldür. Yani bize “1 mol” hidrojen denildiğinde 600 milyar trilyon hidrojen molekülünden bahsettiğimizi biliyoruz. 0,2 mol sudan bahsettiklerinde 120 milyar trilyon su molekülünden bahsettiğimizi anlıyoruz.
Bir kez daha - güve aynen böyle sayma birimi, yalnızca moleküller için özel olarak. "On", "düzine" veya "milyon" gibi, yalnızca çok daha fazlası.
Yukarıdaki tabloya devam ederek şunları yazabilirsiniz:
İlk problemi çözdük; 1 mol veya 2 mol yazmak, 600 milyar trilyon molekül veya 1,2 trilyon trilyon molekül yazmaktan çok daha uygundur. Ancak sırf kolaylık olsun diye bahçeyi çitle çevirmeye gerek yoktu. İkinci sorun, hatırladığımız gibi, geçiştir. molekül sayısı(bunları tek tek saymayın!) maddenin kütlesi terazide ölçebildiğimiz gerçeğine. Bir moldeki bu molekül sayısı (biraz garip, yuvarlak olmayan - 6,02·10 23 molekül) bir nedenden dolayı seçilmiştir. Bir mol karbon molekülünün ağırlığı tam olarak 12 gramdır.
Tüm moleküllerin farklı olduğu açıktır. Büyük ve ağır olanlar var; çok sayıda atom içerebilirler veya çok fazla olmayabilirler, ancak atomların kendisi ağırdır. Ve küçük ve hafif moleküller var. Her atom ve birçok molekül için tabloları vardır. molar kütle. Yani, bu tür moleküllerin bir molünün ağırlığıyla (eğer değilse, molekülü oluşturan tüm atomların molar kütlelerini toplayarak bunu kendiniz kolayca hesaplayabilirsiniz). Molar kütle gram/mol cinsinden ölçülür (bir molün ağırlığı kaç gramdır, yani 6,02·10 23 molekülün ağırlığı kaç gramdır). Köstebeğin sadece bir sayma birimi olduğunu hatırlıyoruz. Sanki rehber yazmış gibi - 1 düzine tavuk yumurtası 600 gram ağırlığında, 1 düzine deve kuşu ise 19 kilogram ağırlığındadır. Bir düzine sadece bir miktardır (12 adet) ve yumurtaların kendisi, tavuk veya devekuşu farklı ağırlıktadır. Ve bunlardan bir düzine veya diğer yumurtaların ağırlığı da farklı.
Moleküller için de aynısı geçerli. 1 mol küçük ve hafif hidrojen molekülü 2 gram, 1 mol büyük sülfürik asit molekülü ise 98 gramdır. 1 mol oksijen 32 gram, 1 mol su ise 18 gramdır. Örnek olarak burada küçük hidrojen moleküllerinin ve büyük moleküller oksijen. Bu resim 2H 2 + O 2 → 2H 2 O reaksiyonunun grafiksel bir temsilidir.
Tabloyu doldurmaya devam ediyoruz:
arasındaki geçişi görüyor musunuz? molekül sayısı onların yığın? Maddenin korunumu yasasının yerine geldiğini görüyor musunuz? 4 gram + 32 gram 36 gram eder.
Artık karar verebiliriz basit görevler kimyada. İşte en ilkel olanı: 100 oksijen molekülü ve 100 hidrojen molekülü vardı. Tepki sonucunda ne olacak? 1 molekül oksijen için 2 molekül hidrojene ihtiyaç duyulduğunu biliyoruz. Bu nedenle, 100 hidrojen molekülünün tamamı reaksiyona girecek (ve 100 su molekülü oluşacak), ancak oksijenin tamamı reaksiyona girmeyecek, 50 molekül daha kalacak. Oksijen fazladır.
Yukarıda da söylediğim gibi kimse molekülleri parça saymaz. Maddeler genellikle gram cinsinden ölçülür. Şimdi görev okul ders kitabı: 10 gr hidrojen ve 64 gr oksijen vardır, bunları karıştırırsanız ne olur? Öncelikle kütleleri mollere (yani kimyagerlerin dediği gibi molekül sayısına veya madde miktarına) dönüştürmeliyiz. 10 g hidrojen, 5 mol hidrojendir (1 mol hidrojen, 2 gramdır). 64 g oksijen 2 moldür (1 mol 32 gramdır). Reaksiyon sırasında 1 mol oksijen için 2 mol hidrojenin kaybolduğunu biliyoruz. Bu, bizim durumumuzda oksijenin tamamının (2 mol) ve beşte hidrojenin 4 molünün reaksiyona gireceği anlamına gelir. Bunun sonucunda 4 mol su ve 1 mol hidrojen kalır.
Cevabı tekrar grama çevirelim. Oksijenin tamamı (64 gram) ve 8 gram hidrojen (4 mol * 2 g/mol) reaksiyona girecektir. 1 mol hidrojen reaksiyona girmemiş olarak kalacaktır (bu 2 gramdır) ve 72 gram su (4 mol * 18 g/mol) elde edeceksiniz. Maddenin korunumu yasası yine yerine getirildi - 64 + 10 = 72 + 2.
Artık bunun herkes için açık olması gerektiğini düşünüyorum. 1 mol basitçe molekül sayısıdır. Molar kütle bir molün kütlesidir. (Birlikte çalıştığımız madde kütlesinden hareket etmek için gereklidir) gerçek dünya) molekül sayısına veya reaksiyonlar için gereken madde miktarına.
Bir kez daha tekrarlıyoruz:
a) maddeler birinin n molekülünün diğerinin m molekülüne oranında reaksiyona girer. Bu oran 100 molekül için aynı olacaktır. başlangıç malzemesi ve yüz trilyon veya yüz trilyon trilyon için.
b) Kolaylık sağlamak için, molekülleri parça olarak saymamak için özel bir sayma birimi - mol, yani aynı anda 6,02·10 23 molekül - buldular. Bu mollerin sayısına olağan “madde miktarı” denir.
c) Her maddenin bir molü farklı ağırlığa sahiptir, çünkü Bir maddeyi oluşturan moleküller ve atomlar farklı ağırlıktadır. Bir maddenin bir molünün kütlesine molar kütle denir. Başka bir örnek, sıradan ve kum-kireç tuğlalarının farklı ağırlıkta olmasıdır. Bir benzetme yaparsak, "bin tuğlanın ağırlığı" "molar kütledir" (farkıyla 1000 molekül değil, daha fazlası vardır). Bu "bin tuğlanın" kütlesi kum-kireç tuğlaları ve sıradan tuğlalar için farklıdır.
d) Tüm bu bahçeyi çitle çeviriyoruz, böylece reaktif kütlesinden madde miktarına (molekül sayısı, mol sayısı) ve geriye doğru hareket etmek kolay olsun. Ve ileri geri gitmeniz gerekiyor çünkü gerçek dünyada reaktifleri gram cinsinden ölçüyoruz ve kimyasal reaksiyonlar kütleyle değil molekül sayısıyla orantılıdır.
Not: Kimyagerler ve diğerleri için burada kasıtlı olarak pek çok şeyi basitleştirdim. 12 gramın 1 mol karbon değil, 1 mol C12 izotop molekülü ağırlığına sahip olduğunu veya “moleküller” yerine “yapısal birimler” (moleküller, iyonlar, atomlar) yazmanın gerekli olacağını açıklamama gerek yok. ...), 1 mol gazın aynı koşullar altında aynı hacmi kapladığından ve çok daha fazlasından özellikle bahsedilmiyor
Ders kitaplarında hoşlanmadığım şey sadece resmi tanım Bu kavramın anlamını ve neden gerekli olduğunu belirtmeden dua etmek.
