Hvordan angives massen af et stof? Beregninger ved hjælp af kemiske reaktionsligninger

Lad os tale om mængden af et stof, hvordan dette udtryk bruges i naturvidenskabelige fag. Da kvantitative sammenhænge i kemi og fysik er tillagt seriøs opmærksomhed, er det vigtigt at kende den fysiske betydning af alle størrelser, deres måleenheder og anvendelsesområder.

Betegnelse, definition, måleenheder

I kemi særlig betydning har kvantitative sammenhænge. For at udføre beregninger ved hjælp af ligninger, bruges specielle mængder. For at forstå, hvad en mængde stof er i kemi, lad os give udtrykket en definition. som karakteriserer antallet af lignende strukturelle enheder (atomer, ioner, molekyler, elektroner), der er til stede i et stof. For at forstå, hvad mængden af et stof er, bemærker vi, at denne mængde har sin egen betegnelse. Når du udfører beregninger, der involverer brugen af denne værdi, skal du bruge bogstavet n. Måleenheder - mol, kmol, mmol.

Værdi værdi

Ottendeklasseelever, der endnu ikke ved, hvordan man skriver kemiske ligninger, ved ikke, hvad en mængde af et stof er, eller hvordan man bruger denne mængde i beregninger. Efter at have stiftet bekendtskab med loven om konstans for massen af stoffer, bliver betydningen af denne mængde klar. For eksempel i forbrændingsreaktionen af hydrogen i oxygen er forholdet mellem reaktanter to til én. Hvis massen af brint, der kom ind i processen, er kendt, er det muligt at bestemme mængden af ilt, der deltog i den kemiske reaktion.

Brugen af formler for mængden af et stof giver dig mulighed for at reducere forholdet mellem de indledende reagenser og forenkle beregninger. Hvad er mængden af et stof i kemi? I matematiske termer er disse de stereokemiske koefficienter sat ind i ligningen. De bruges til at udføre visse beregninger. Da det er ubelejligt at tælle antallet af molekyler, bruger de Mole. Ved hjælp af, kan du beregne, at 1 mol af ethvert reagens inkluderer 6 1023 mol −1.

Beregninger

Vil du forstå, hvad mængden af et stof er? Denne mængde bruges også i fysik. Det er nødvendigt, hvor beregninger af tryk og volumen af gasformige stoffer udføres i henhold til Mendeleev-Clapeyron-ligningen. For at udføre eventuelle kvantitative beregninger anvendes konceptet

Med det mener vi den masse, der svarer til et mol af en bestemt kemisk stof. Den molære masse kan bestemmes gennem (deres sum, under hensyntagen til antallet af atomer i molekylet) eller bestemmes gennem den kendte masse af stoffet, dets mængde (mol).

Ikke et eneste problem i et skolekemikursus relateret til beregninger ved hjælp af en ligning er komplet uden brugen af et sådant udtryk som "stofmængde." Når du har mestret algoritmen, kan du ikke kun klare almindelige softwareberegninger, men også komplekse Olympiade opgaver. Udover beregninger gennem massen af et stof, er det også muligt at bruge dette koncept, udføre beregninger gennem molært volumen. Dette er relevant i tilfælde, hvor gasformige stoffer deltager i interaktionen.

Mængde af stof bruges til at måle makroskopiske mængder af stoffer i mange naturvidenskaber, såsom fysik, kemi, i studiet af elektrolyse, i termodynamik, som beskriver tilstanden ideel gas. Da molekyler interagerer uanset deres masse i mængder, der er multipla af heltal, når de beskriver kemiske reaktioner, Det er mere bekvemt at bruge mængder af et stof end masse. For at forstå, hvilke mængder af et stof er i kemi, bemærker vi, at en mængde har sin egen måleenhed.

Definition, måleenheder, betegnelse

Antallet af lignende strukturelle enheder indeholdt i et stof (atomer, elektroner, molekyler, ioner og andre partikler) er fysisk mængde- mængde af stof. Ved internationalt system enheder (SI) måler mængden af stof i [mol],[kmol],[mmol], når det bruges i beregninger, er angivet som (en).

Anvendelse, betydning

I kemi, når du skriver kemiske ligninger, efter at være blevet bekendt med loven om konstant masse af stoffer, bliver det klart, hvordan man bruger mængden af et stof og dets betydning. For eksempel, i forbrændingsreaktionen af brint, kræves det 2 til 1 værdien af oxygen. Ved at kende massen af brint er det muligt at opnå mængden af oxygen involveret i forbrændingsreaktionen.

I virkelige eksperimenter bruges en måleenhed i stedet for mængden af et stof "i stykker" [mol]. Dette reducerer forholdet mellem startreagenser og forenkler beregninger. Faktisk er antallet af indeholdte stofenheder i 1 mol 6 1023 mol −1, hvilket kaldes N A ].

For at beregne mængden af et stof baseret på dets masse, brug konceptet molær masse , dvs. forholdet mellem massen af et stof og antallet af mol af dette stof:

n = m/M,

hvor m er stoffets masse, M er stoffets molære masse.

Molær masse målt i [g/mol].

Også molær masse kan findes ved arbejde molekylvægt af dette stof pr. antal molekyler i 1 mol -

Mængde af gasformigt stof bestemt ud fra dets volumen:

n = V / V m,

hvor hvor V er volumenet af gas ved normale forhold, A V m - molært volumen gas under samme forhold, lige 22,4 l/mol ifølge Avogadros lov.

Sammenfattende alle beregningerne kan vi udlede generel formel for mængden af stof:

Beregninger

For mere præcist at forstå, hvad mængden af et stof er, lad os løse de enkleste problemer: hvilken mængde stof er indeholdt i en aluminiumsstøbning, vejning m = 5,4 kg?

Når du løser dette problem, skal det huskes, at molmassen er numerisk lig med den relative molekylmasse, for at finde hvilken skal du bruge det periodiske system, afrunding af værdierne: μ = 2,7 ⋅ 10-2 kg/mol.

Således finder vi mængden af stof ved simple beregninger:

n = m/μ = 5,4 kg/ 2,7 ⋅ 10-2 kg/mol = 2⋅ 10-2 mol.

Denne mængde bruges også i fysik. Der er brug for hende molekylær fysik, hvor tryk og volumen af gasformige stoffer beregnes ved hjælp af Mendeleev-Clapeyron-ligningen:

Måleenheder SI

Anvendelse

Denne fysiske mængde bruges til at måle makroskopiske mængder af stoffer i tilfælde, hvor det for en numerisk beskrivelse af de processer, der undersøges, er nødvendigt at tage hensyn til stoffets mikroskopiske struktur, for eksempel i kemi, når man studerer elektrolyseprocesser, eller i termodynamik, når man beskriver tilstandsligningerne for en ideel gas.

Når man beskriver kemiske reaktioner, er mængden af et stof en mere bekvem mængde end massen, da molekyler interagerer uanset deres masse i mængder, der er multipla af hele tal.

For eksempel kræver forbrændingsreaktionen af hydrogen (2H 2 + O 2 → 2H 2 O) to gange mere brintstoffer end ilt. I dette tilfælde er massen af brint, der deltager i reaktionen, cirka 8 gange mindre end massen af oxygen (da atommassen af brint er cirka 16 gange mindre atommasse ilt). Brug af mængden af et stof gør det således lettere at fortolke reaktionsligninger: forholdet mellem mængderne af reagerende stoffer afspejles direkte af koefficienterne i ligningerne.

Da det er ubelejligt at bruge antallet af molekyler direkte i beregninger, fordi dette tal i virkelige eksperimenter er for stort, i stedet for at måle antallet af molekyler "i stykker", bliver de målt i mol. Det faktiske antal enheder af et stof i 1 mol kaldes Avogadros tal (NA = 6,022 141 79(30) 10 23 mol −1) (mere korrekt - Avogadros konstant, da denne størrelse i modsætning til et tal har måleenheder).

Mængden af et stof er angivet med det latinske n (en) og anbefales ikke at blive angivet med et græsk bogstav (nu), da dette bogstav i kemisk termodynamik angiver den støkiometriske koefficient for stoffet i reaktionen, og det, ved definition, er positiv for reaktionsprodukterne og negativ for reaktanterne. Dog i skoleforløb det er meget brugt græsk bogstav(nøgen).

For at beregne mængden af et stof baseret på dets masse, brug begrebet molær masse: hvor m er stoffets masse, M er stoffets molære masse. Molær masse er massen pr. mol af et givet stof. Molmassen af et stof kan opnås ved at gange molekylmassen af dette stof med antallet af molekyler i 1 mol - med Avogadros tal. Molær masse (målt i g/mol) er numerisk det samme som relativ molekylmasse.

Ifølge Avogadros lov kan mængden af et gasformigt stof også bestemmes ud fra dets volumen: = V / V m, hvor V er volumenet af gas (under normale forhold), V m er det molære volumen af gas ved N.U., svarende til 22,4 l/mol.

Således kombinerer en gyldig formel grundlæggende beregninger med mængden af stof:

Wikimedia Foundation.

2010.

Se, hvad "Mængde af stof" er i andre ordbøger: mængde stof - medžiagos kiekis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, išreiškiamas medžiagos masės ir jos molio masės dalmeniu. atitikmenys: engl. stofmængde vok. Molmenge, f; Stoffmenge, f rus. mængde stof, n;… …

Se, hvad "Mængde af stof" er i andre ordbøger: Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

- medžiagos kiekis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. stofmængde vok. Stoffmenge, f rus. stofmængde, n pranc. quantité de matière, f … Fizikos terminų žodynas Phys. en værdi bestemt af antallet af strukturelle elementer (atomer, molekyler, ioner og andre partikler eller deres grupper) indeholdt i et stof (se Mole) ...

Big Encyclopedic Polytechnic Dictionary mængden af stof tilbage i kroppen - rus indhold (c) af et skadeligt stof i kroppen, mængde (c) af et stof tilbageholdt i kroppen eng body burden fra charge (f) corporelle deu inkorporierte Noxe (f) spa carga (f) korporal ...

Arbejdsmiljø. Oversættelse til engelsk, fransk, tysk, spansk lille mængde (stof) Teknisk oversættervejledning

Minimum mængde et stof samtidigt i produktion, der definerer grænsen mellem teknologiske processer og teknologiske processer med øget brandfare.

Måleenheder SI

Anvendelse

Når man beskriver kemiske reaktioner, er mængden af et stof en mere bekvem mængde end massen, da molekyler interagerer uanset deres masse i mængder, der er multipla af hele tal.

For eksempel kræver forbrændingsreaktionen af brint (2H 2 + O 2 → 2H 2 O) dobbelt så meget brint som oxygen. I dette tilfælde er massen af brint, der deltager i reaktionen, cirka 8 gange mindre end massen af oxygen (da atommassen af brint er cirka 16 gange mindre end atommassen af oxygen). Brug af mængden af et stof gør det således lettere at fortolke reaktionsligninger: forholdet mellem mængderne af reagerende stoffer afspejles direkte af koefficienterne i ligningerne.

Mængden af et stof er angivet med det latinske n (en) og anbefales ikke at blive angivet med det græske bogstav (nu), da dette bogstav i kemisk termodynamik betegner den støkiometriske koefficient for stoffet i reaktionen, og det vha. definition, er positiv for reaktionsprodukterne og negativ for reaktanterne. Det er dog det græske bogstav (nu), der er meget brugt i skolens læseplan.

Således kombinerer en gyldig formel grundlæggende beregninger med mængden af stof:

Wikimedia Foundation.

Lysets kraft
Lysstrøm

2010.

Se, hvad "Mængde af stof" er i andre ordbøger: Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

MÆNGDE AF STOF- fysisk en værdi bestemt af antallet af strukturelle elementer (atomer, molekyler, ioner og andre partikler eller deres grupper) indeholdt i et stof (se Mole) ... Phys. en værdi bestemt af antallet af strukturelle elementer (atomer, molekyler, ioner og andre partikler eller deres grupper) indeholdt i et stof (se Mole) ...

Arbejdsmiljø. Oversættelse til engelsk, fransk, tysk, spansk lille mængde (stof) Teknisk oversættervejledning

Tærskelmængde af stof- Minimumsmængden af et stof i produktion ad gangen, som bestemmer grænsen mellem teknologiske processer og teknologiske processer med øget brandfare.

DEFINITION

Mængde af stof er antallet af strukturelle elementer (atomer, molekyler, ioner osv.) i systemet. Måleenheden for mængden af et stof er muldvarp.

Muldvarp- mængden af stof i systemet, der indeholder lige så mange specifikke strukturelle enheder (molekyler, atomer, ioner, elektroner osv.), som er indeholdt i 0,012 kg kulstof-12.

Massen af et 12 C-atom er 12 amu, derfor er antallet af atomer i 12 g af 12 C-isotopen:

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

En mol af et stof indeholder således 6,0221×10 -23 partikler af dette stof.

Den fysiske størrelse N A kaldes Avogadros konstant den har dimensionen = mol -1. Tallet 6,0221×10 -23 kaldes Avogadros nummer. Mængden af stof vil således blive beregnet som:

hvor N er antallet af strukturelle led, og N A er Avogadros konstant.

Molær masse (M) er massen af 1 mol af et stof. Det er let at vise, at de numeriske værdier af molmassen M og den relative molekylmasse M r er ens, men den første størrelse har dimensionen [M] = g/mol, og den anden er dimensionsløs:

M = N A × m (1 molekyle) = N A × M r × 1 amu = (NA × 1 amu) × M r = × M r.

Det betyder, at hvis massen af et bestemt molekyle for eksempel er 44 amu, så er massen af et mol molekyler 44 g.

Avogadros konstant er en proportionalitetskoefficient, der sikrer overgangen fra molekylære til molære forhold. Derfor er en anden formel til beregning af mængden af stof som følger:

hvor m er stoffets masse (g), og M er dets molære masse (g/mol).

Mængden af gasstof kan beregnes ved hjælp af Avogadros lov: V lige store volumener Forskellige gasser under de samme forhold (temperatur og tryk) indeholder det samme antal molekyler. Derfor , under normale forhold optager 1 mol af forskellige gasser et volumen svarende til 22,4 liter. Dette volumen kaldes det molære volumen af gassen:

hvor V er volumenet af gas (l), og V m er det molære volumen (l/mol).