Формула количества вещества в химии. Количество вещества

Поговорим о том, что такое количество вещества, как данный термин используется в предметах естественнонаучного цикла. Так как количественным отношениям в химии, физике отводится серьезное внимание, важно знать физический смысл всех величин, их единицы измерения, области применения.

Обозначение, определение, единицы измерения

В химии особое значение имеют количественные отношения. Для проведения расчетов по уравнениям используются специальные величины. Для того чтобы понять, что такое количество вещества в химии, дадим термину определение. которая характеризует число аналогичных структурных единиц (атомов, ионов, молекул, электронов), имеющихся в веществе. Чтобы понять, что такое количество вещества, отметим, что у данной величины есть свое обозначение. При проведении расчетов, подразумевающих применение этой величины, используют букву n. Единицы измерения - моль, кмоль, ммоль.

Значение величины

Восьмиклассники, которые еще не умеют писать химические уравнения, не знают, что такое количество вещества, как использовать данную величину в расчетах. После знакомства с законом постоянства массы веществ, становится понятно значение этой величины. К примеру, в реакции горения водорода в кислороде соотношение реагирующих веществ составляет два к одному. Если будет известна масса водорода, вступившего в процесс, можно определить количество кислорода, принявшего участие в химической реакции.

Применение формул на количество вещества позволяет сократить соотношение между исходными реактивами, упростить вычисления. Что такое количество вещества в химии? С точки зрения математических вычислений, это стереохимические коэффициенты, поставленные в уравнении. Именно их используют для того, чтобы проводить определенные вычисления. Та как считать количество молекул неудобно, то пользуются именно Молем. Используя можно рассчитать, что 1 моль любого реагента включает 6 ·1023 моль −1 .

Вычисления

Хотите понять, что такое количество вещества? В физике также используется данная величина. Она нужна в где проводятся вычисления давления, объема газообразных веществ по уравнению Менделеева-Клапейрона. Чтобы выполнять любые количественные расчёты, применяется понятие

Под ней подразумевают ту массу, которая соответствует одному молю конкретного химического вещества. Определить молярную массу можно через (их сумму с учетом числа атомов в молекуле) или определить через известную массу вещества, его количество (моль).

Ни одна задача школьного курса химии, связанная с вычислениями по уравнению, не обходится без использования такого термина, как «количество вещества». Владея алгоритмом, можно справиться не только с обычными программными расчётами, но и со сложными олимпиадными заданиями. Помимо вычислений через массу вещества, также можно с помощью данного понятия, проводить вычисления через молярный объем. Это актуально в тех случаях, когда во взаимодействии принимают участие газообразные вещества.

Наиболее типичными процессами, осуществляемыми в химии, являются химические реакции, т.е. взаимодействия между какими-то исходными веществами, приводящие к образованию новых веществ. Вещества реагируют в определенных количественных отношениях, которые требуется учитывать, чтобы на получение желаемых продуктов затратить минимальное количество исходных веществ и не создавать бесполезных отходов производства. Для расчета масс реагирующих веществ оказывается необходимой еще одна физическая величина, которая характеризует порцию вещества с точки зрения числа содержащихся в ней структурных единиц. Само по себе эго число необычайно велико. Это очевидно, в частности, из примера 2.2. Поэтому в практических расчетах число структурных единиц заменяется особой величиной, называемой количеством вещества.

Количество вещества - это мера числа структурных единиц, определяемая выражением

где N(X) - число структурных единиц вещества X в реально или мысленно взятой порции вещества, N A = 6,02 10 23 - постоянная (число) Авогадро, широко используемая в науке, одна из фундаментальных физических постоянных. В случае необходимости можно использовать более точное значение постоянной Авогадро 6,02214 10 23 . Порция вещества, содержащая N a структурных единиц, представляет собой единичное количество вещества - 1 моль. Таким образом, количество вещества измеряется в молях, а постоянная Авогадро имеет единицу измерения 1/моль, или в другой записи моль -1 .

При всевозможных рассуждениях и расчетах, связанных со свойствами вещества и химическими реакциями, понятие количество вещества полностью заменяет понятие число структурных единиц. Благодаря этому отпадает необходимость использовать большие числа. Например, вместо того чтобы сказать «взято 6,02 10 23 структурных единиц (молекул) воды», мы скажем: «взят 1 моль воды».

Всякая порция вещества характеризуется как массой, так и количеством вещества.

Отношение массы вещества X к количеству вещества называется молярной массой М(Х):

Молярная масса численно равна массе 1 моль вещества. Это важная количественная характеристика каждого вещества, зависящая только от массы структурных единиц. Число Авогадро установлено таким, что молярная масса вещества, выраженная в г/моль, численно совпадает с относительной молекулярной массой М г Для молекулы воды М г = 18. Это значит, что молярная масса воды М(Н 2 0) = 18 г/моль. Пользуясь данными таблицы Менделеева, можно вычислять и более точные значения М г и М(Х), но в учебных задачах по химии это обычно не требуется. Из всего сказанного понятно, насколько просто рассчитать молярную массу вещества - достаточно сложить атомные массы в соответствии с формулой вещества и поставить единицу измерения г/моль. Поэтому формулу (2.4) практически используют для расчета количества вещества:

Пример 2.9. Рассчитайте молярную массу питьевой соды NaHC0 3 .

Решение. Согласно формуле вещества М г = 23 + 1 + 12 + 3 16 = 84. Отсюда, по определению, M(NaIIC0 3) = 84 г/моль.

Пример 2.10. Какое количество вещества составляют 16,8 г питьевой соды? Решение. M(NaHC0 3) = 84 г/моль (см. выше). По формуле (2.5)

Пример 2.11. Сколько толик (структурных единиц) питьевой соды находится в 16,8 г вещества?

Решение. Преобразуя формулу (2.3), находим:

AT(NaHC0 3) = N a n(NaHC0 3);

tt(NaHC0 3) = 0,20 моль (см. пример 2.10);

N(NaHC0 3) = 6,02 10 23 моль" 1 0,20 моль = 1,204 10 23 .

Пример 2.12. Сколько атомов находится в 16,8 г питьевой соды?

Решение. Питьевая сода, NaHC0 3 , состоит из атомов натрия, водорода, углерода и кислорода. Всего в структурной единице вещества 1 + 1 + 1+ 3 = 6 атомов. Как было найдено в примере 2.11, данная масса питьевой соды состоит из 1,204 10 23 структурных единиц. Поэтому общее число атомов в веществе составляет

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Количество вещества - это число структурных элементов (атомов, молекул, ионов и др.) в системе. Единицей измерения количества вещества является моль .

Моль - количество вещества системы, которое содержит столько определенных структурных звеньев (молекул, атомов, ионов, электронов и т.д.), сколько содержится в 0,012 кг углерода-12.

Масса одного атома 12 С равна 12 а.е.м., поэтому число атомов в 12 г изотопа 12 С равно:

N A = 12 г / 12 × 1,66057×10 -24 г = 1/1,66057×10 -24 = 6,0221×10 -23 .

Таким образом, моль вещества содержит 6,0221×10 -23 частиц этого вещества.

Физическую величину N A называют постоянной Авогадро, она имеет размерность = моль -1 . Число 6,0221×10 -23 называют числом Авогадро. Таким образом количество вещества будет вычисляться как:

где N - число структурных звеньев, а N A — постоянная Авогадро.

Молярная масса (М) - это масса 1 моль вещества. Легко показать, что численные значения молярной массы М и относительной молекулярной массы M r равны, однако первая величина имеет размерность [M] = г/моль, а вторая безразмерна:

M = N A × m (1 молекулы) = N A × M r × 1 а.е.м. = (N A ×1 а.е.м.) × M r = × M r .

Это означает, что если масса некоторой молекулы равна, например, 44 а.е.м., то масса одного моля молекул равна 44 г.

Постоянная Авогадро является коэффициентом пропорциональности, обеспечивающим переход от молекулярных отношений к молярным. Поэтому другая формула для вычисления количество вещества выглядит следующим образом:

где m - масса вещества (г), а М - его молярная масса (г/моль).

Количество вещества газа можно рассчитать при помощи закона Авогадро: в равных объемах различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул. Следовательно, при нормальных условиях 1 моль различных газов занимает объем, равный 22,4 л. Этот объем называется молярным объемом газа:

где V - объем газа (л), а V m - молярный объем (л/моль).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

На вопрос формула для нахождения количества вещества? заданный автором Ѐоман лучший ответ это Количество вещества - 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) . Единица измерения количества вещества в СИ - моль.
[править] Применение
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 не зависимо 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 штуках» , их меряют в молях. Фактическое количество единиц вещества в 1 моле называется число Авогадро (NA = 6,022 141 79(30)×1023 моль-1)(правильнее - постоянная Авогадро, так как в отличие от числа эта величина имеет единицы измерения) .
Количество вещества обозначается греческой буквой ν(ню) или, упрощённо, латинской n (эн) . Для вычисления количества вещества на основании его массы пользуются понятием молярная масса: ν = m / M где m - масса вещества, M - молярная масса вещества. Молярная масса - это суммарная масса одного моля молекул данного вещества. Молярная масса вещества может быть получена произведением молекулярной массы этого вещества на количество молекул в 1 моле - на число Авогадро.
По закону Авогадро, количество газообразного вещества так же можно определить на основании его объёма: ν = V / Vm - где V - объём газа (при нормальных условиях) , Vm - молярный объём газа при Н. У. , равный 22,4 л/моль.
Таким образом, справедлива формула, объединяющая основные расчёты с количеством вещества:

Ответ от 22 ответа [гуру]

Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: формула для нахождения количества вещества?

Ответ от Лидия Прокопенко [гуру]
количества вещества или колич. молей одно и тоже. массу вещ. разделить на молярную массу. Число частиц разделить на число Авогадро

Ответ от Диана тангатова [новичек]
обозначение: моль, международное: mol - единица измерения количества вещества. Соответствует количеству вещества, в котором содержится NA частиц (молекул, атомов, ионов) Поэтому была введена универсальная величина - количество моль. Часто встречающаяся фраза в задачах - «было получено… моль вещества»
NA = 6,02 · 1023
NA - число Авогадро. Тоже «число по договоренности». Сколько атомов содержится в стержне кончика карандаша? Порядка тысячи. Оперировать такими величинами не удобно. Поэтому химики и физики всего мира договорились - обозначим 6,02 · 1023 частиц (атомов, молекул, ионов) как 1 моль вещества.
1 моль = 6,02 · 1023 частиц
Это была первая из основных формул для решения задач.
Молярная масса вещества
Молярная масса вещества - это масса одного моль вещества.
Обозначается как Mr. Находится по таблице Менделеева - это просто сумма атомных масс вещества.
Например, нам дана серная кислота - H2SO4. Давайте посчитаем молярную массу вещества: атомная масса H =1, S-32, O-16.
Mr(H2SO4)=1 2+32+16 4=98 гмоль.
Вторая необходимая формула для решения задач -
формула массы вещества:

Т. е., чтобы найти массу вещества, необходимо знать количество моль (n), а молярную массу мы находим из Периодической системы.
Закон сохранения массы - масса веществ, вступивших в химическую реакцию, всегда равна массе образовавшихся веществ.
Если мы знаем массу (массы) веществ, вступивших в реакцию, мы можем найти массу (массы) продуктов этой реакции. И наоборот.
Третья формула для решения задач по химии -
объем вещества:
Основные формулы для решения задач по химии
Откуда взялось число 22.4? Из закона Авогадро:
в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температуре и давлении, содержится одно и то же число молекул.
Согласно закону Авогадро, 1 моль идеального газа при нормальных условиях (н. у.) имеет один и тот же объём Vm = 22,413 996(39) л
Т. е., если в задаче нам даны нормальные условия, то, зная количество моль (n), мы можем найти объем вещества.
Итак, основные формулы для решения задач по химии
ОбозначениеФормулыЧисло АвогадроNA
6,02 · 1023 частиц
Количество вещества n (моль)
n=mMr
n=V22.4 (лмоль)
Масса веществаm (г)
m=n Mr
Объем веществаМ (л)
V=n 22.4 (лмоль)
или вот еще удобная табличка:
Основные формулы для решения задач по химии
Это формулы. Часто для решения задач нужно сначала написать уравнение реакции и (обязательно!) расставить коэффициенты - их соотношение определяет соотношение молей в процессе.

Ответ от Ольга сафонова [новичек]
N=n*Na

Ответ от Slava mikailov [новичек]
кратко

Ответ от Ксения Нестерова [активный]
n=m/Mr

Ответ от Бека Бекхем [новичек]
Для нахождения количества вещества пользуемся формулой n=m/M

Ответ от Наталья Шумилова [новичек]
Вопрос был закрыт 6 лет назад...
...До сих пор отвечаем.
И сколько же это будет продолжаться?!

Ответ от Даниил Никулин [новичек]

Ответ от Кирилл Серов [новичек]
сейчас химия тебе точно ненужна

В обыденной жизни нам весьма редко доводится сталкиваться с вопросом нахождения числа вещества , разве что в случае совместного решения задачек по химии с ребенком-школьником.

Инструкция

1. Как вестимо из исходного курса химии, число вещества (n) измеряется в молях и определяет число структурных единиц вещества (электронов, протонов, атомов, молекул, и т.д.), содержащихся в заданной массе (либо объеме).

2. Эту физическую величину комфортно применять при изложении химических реакций, от того что молекулы взаимодействуют в числе кратном целому числу, не зависимо от их массы (показатели в химических уравнениях отражают соотношение между числами веществ, вступивших в реакцию).

3. Рассматривая, что в реальных навыках число молекул (атомов) вещества слишком крупное, его неудобно использовать в вычислениях. Взамен этого принято выражать число молекул в молях.

4. Т.о. число вещества в одном моле численно равно непрерывной Авогадро (NA = 6,022 141 79(30)?1023 моль?1). При округлении получим NA = 6,02.1023

5. Уникальность этой непрерывной в том, что если число молекул N = NA, то их вес в а.е.м. (ядерных единицах массы) численно равен их весу в граммах. Иными словами, дабы перевести а.е.м. в граммы, необходимо примитивно умножить их на NA.6,02.1023 *а.е.м. = 1 г

6. Такие доли молекул (атомов) вещества именуются молем вещества . Значит, моль – это мера числа вещества . 1 моль равен 6,02.1023 структурных частиц данного вещества .

7. Масса одного моля вещества именуется молярной массой (M). Молярная масса определяется умножением молекулярной массы вещества на непрерывную Авогадро (NA).

8. Молекулярная масса находится путем сложения ядерной массы всех атомов, входящих в состав молекулы данного вещества . Скажем, для молекул воды (H2O) она составит: 1*2+16=18 гмоль.

9. Выходит, число вещества вычисляют по формуле: n = mM, где m – масса вещества .Число молекул определяется: N = NA*n, а для газов: V = Vm *n, где Vm – молярный объем газа, равный 22,4 лмоль (при типичных условиях).

10. Получаем всеобщее соотношение:n = mM = NNA = VVm

Видео по теме