2.2. Моль, молярная масса

В химических процессах участвуют мельчайшие частицы – молекулы, атомы, ионы, электроны. Число таких частиц даже в малой порции вещества очень велико. Поэтому, чтобы избежать математических операций с большими числами, для характеристики количества вещества, участвующего в химической реакции, используется специальная единица – моль.

Моль - это такое количество вещества, в котором содержится определенное число частиц (молекул, атомов, ионов), равное постоянной Авогадро (NA= 6,02Ч1023 моль-1).

Постоянная Авогадро NA определяется как число атомов, содержащееся в 12 г изотопа 12С:

Постоянная Авогадро (709 байт)

Таким образом, 1 моль вещества содержит 6,02 Ч 1023 частиц этого вещества.

Исходя из этого, любое количество вещества можно выразить определенным числом молей n (ню). Например, в образце вещества содержится 12,04 Ч 1023 молекул. Следовательно, количество вещества в этом образце составляет:

количество вещества в образце (507 байта)

В общем виде: Формула количества вещества (213 байт)

где N - число частиц данного вещества;
NA - число частиц в одном моле вещества (постоянная Авогадро).

Молярная масса вещества (M) – масса одного моля этого вещества.
По величине она равна относительной молекулярной массе Mr (для веществ атомного строения – относительной атомной массе Ar). Молярная масса имеет размерность г/моль.
Например, молярная масса метана CH4 определяется следующим образом:

Мr(CH4) = Ar(C) + 4 Ar(H) = 12+4 =16
M(CH4)=16 г/моль, т.е. 16 г CH4 содержат 6,02Ч1023 молекул.
Молярную массу вещества можно вычислить, если известны его масса m и количество (число молей) n, по формуле:
Молярная масса вещества (163 байта)
Соответственно, зная массу и молярную массу вещества, можно рассчитать число его молей:
число молей (165 байт)
или найти массу вещества по числу молей и молярной массе:
m = n Ч M .

Необходимо отметить, что значение молярной массы вещества определяется его качественным и количественным составом, т.е. зависит от Mr и Ar.
Поэтому разные вещества при одинаковом количестве молей имеют различные массы m.

Пример:

Вычислить массы метана CH4 и этана С2H6, взятых в количестве
n = 2 моль каждого.
Решение:

Молярная масса метана равна 16 г/моль, а этана С2Н6 – 30 г/моль. Отсюда:
m(CH4) = 2 моль Ч 16 г/моль = 32 г;
m2Н6) = 2 моль Ч 30 г/моль = 60 г.

Таким образом, моль - это порция вещества, содержащая одно и то же число частиц, но имеющая разную массу для разных веществ, т.к. частицы вещества (атомы и молекулы) не одинаковы по массе.

моль (3739байт)
n(CH4) = n2Н6), но m(CH4) < m2Н6)

Вычисление n используется практически в каждой расчетной задаче.