Hvordan angis massen til et stoff? Beregninger ved hjelp av kjemiske reaksjonsligninger

La oss snakke om hvor mye et stoff er, hvordan dette begrepet brukes i naturvitenskapelige fag. Siden kvantitative sammenhenger i kjemi og fysikk gis seriøs oppmerksomhet, er det viktig å kjenne den fysiske betydningen av alle størrelser, deres måleenheter og bruksområder.

Betegnelse, definisjon, måleenheter

I kjemi spesiell betydning har kvantitative sammenhenger. For å utføre beregninger ved hjelp av ligninger, brukes spesielle størrelser. For å forstå hva en mengde stoff er i kjemi, la oss gi begrepet en definisjon. som karakteriserer antall like strukturelle enheter (atomer, ioner, molekyler, elektroner) som finnes i et stoff. For å forstå hva mengden av et stoff er, merker vi at denne mengden har sin egen betegnelse. Når du utfører beregninger som innebærer bruk av denne verdien, bruk bokstaven n. Måleenheter - mol, kmol, mmol.

Verdi verdi

Åttendeklassinger som ennå ikke vet hvordan de skal skrive kjemiske ligninger, vet ikke hva en mengde av et stoff er eller hvordan de skal bruke denne mengden i beregninger. Etter å ha blitt kjent med loven om konstans for massen av stoffer, blir betydningen av denne mengden klar. For eksempel, i forbrenningsreaksjonen av hydrogen i oksygen, er forholdet mellom reaktanter to til én. Hvis massen av hydrogen som kom inn i prosessen er kjent, er det mulig å bestemme mengden oksygen som deltok i den kjemiske reaksjonen.

Bruken av formler for mengden av et stoff lar deg redusere forholdet mellom de første reagensene og forenkle beregningene. Hva er mengden av et stoff i kjemi? I matematiske termer er dette de stereokjemiske koeffisientene satt inn i ligningen. De brukes til å utføre visse beregninger. Siden det er upraktisk å telle antall molekyler, bruker de Mole. Ved å bruke kan du beregne at 1 mol av en hvilken som helst reagens inkluderer 6 1023 mol −1.

Beregninger

Vil du forstå hvor mye et stoff er? Denne mengden brukes også i fysikk. Det er nødvendig der beregninger av trykk og volum av gassformige stoffer utføres i henhold til Mendeleev-Clapeyron-ligningen. For å utføre eventuelle kvantitative beregninger brukes konseptet

Med det mener vi massen som tilsvarer en mol av en bestemt kjemisk stoff. Den molare massen kan bestemmes gjennom (deres sum, tatt i betraktning antall atomer i molekylet) eller bestemmes gjennom den kjente massen av stoffet, dets mengde (mol).

Ikke et eneste problem i et skolekjemikurs relatert til beregninger ved hjelp av en ligning er komplett uten bruk av et slikt begrep som "mengde stoff." Etter å ha mestret algoritmen, kan du takle ikke bare vanlige programvareberegninger, men også med komplekse Olympiadeoppgaver. I tillegg til beregninger gjennom massen til et stoff, er det også mulig å bruke dette konseptet, utføre beregninger gjennom molar volum. Dette er aktuelt i tilfeller der gassformige stoffer deltar i interaksjonen.

Mengde av stoff brukes til å måle makroskopiske mengder av stoffer i mange naturvitenskaper som fysikk, kjemi, i studiet av elektrolyse, i termodynamikk, som beskriver tilstanden ideell gass. Siden molekyler interagerer uavhengig av deres masse i mengder som er multipler av heltall, når de beskriver kjemiske reaksjoner, Det er mer praktisk å bruke mengder av et stoff enn masse. For å forstå hvilke mengder av et stoff som er i kjemi, legger vi merke til at en mengde har sin egen måleenhet.

Definisjon, måleenheter, betegnelse

Antall lignende strukturelle enheter i et stoff (atomer, elektroner, molekyler, ioner og andre partikler) er fysisk mengde- mengde stoff. Av internasjonalt system enheter (SI) måler mengden stoff i [mol],[kmol],[mmol], når det brukes i beregninger, er betegnet som (en).

Søknad, mening

I kjemi, når du skriver kjemiske ligninger, etter å ha blitt kjent med loven om konstant masse av stoffer, blir det klart hvordan man bruker mengden av et stoff og dets betydning. For eksempel, i forbrenningsreaksjonen av hydrogen, kreves det 2 til 1 verdien av oksygen. Når man kjenner til massen av hydrogen, er det mulig å oppnå mengden oksygen som er involvert i forbrenningsreaksjonen.

I virkelige eksperimenter, i stedet for mengden av et stoff "i stykker", brukes en måleenhet [mol]. Dette reduserer forholdet mellom startreagenser og forenkler beregninger. Faktisk, i 1 mol er antall stoffenheter inneholdt 6 1023 mol −1, som kalles N EN].

For å beregne mengden av et stoff basert på massen, bruk konseptet molar masse , dvs. forholdet mellom massen til et stoff og antall mol av dette stoffet:

n = m/M,

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

Molar masse målt i [g/mol].

Også molar masse kan bli funnet på jobb molekylær vekt av dette stoffet per antall molekyler i 1 mol -

Mengde gassformig substans bestemt basert på volumet:

n = V / V m,

hvor V er volumet av gass ved normale forhold, A V m - molar volum gass under samme forhold, like 22,4 l/mol i henhold til Avogadros lov.

Ved å oppsummere alle beregningene kan vi utlede generell formel for mengden stoff:

Beregninger

For mer nøyaktig å forstå hva mengden av et stoff er, la oss løse de enkleste problemene: hvilken mengde stoff er inneholdt i en aluminiumsstøping, veiing m = 5,4 kg?

Når du løser dette problemet, bør det huskes at den molare massen er numerisk lik den relative molekylmassen, for å finne hvilken trenger du det periodiske systemet, avrunding av verdiene: μ = 2,7 ⋅ 10-2 kg/mol.

Dermed finner vi mengden stoff ved enkle beregninger:

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

Denne mengden brukes også i fysikk. Hun trengs i molekylær fysikk, hvor trykk og volum av gassformige stoffer beregnes ved å bruke Mendeleev-Clapeyron-ligningen:

Enheter SI

applikasjon

Denne fysiske mengden brukes til å måle makroskopiske mengder av stoffer i tilfeller der det, for en numerisk beskrivelse av prosessene som studeres, er nødvendig å ta hensyn til stoffets mikroskopiske struktur, for eksempel i kjemi, når man studerer elektrolyseprosesser, eller i termodynamikk, når man beskriver tilstandsligningene til en ideell gass.

Når man beskriver kjemiske reaksjoner, er mengde av et stoff en mer praktisk mengde enn masse, siden molekyler interagerer uavhengig av massen deres i mengder som er multipler av hele tall.

For eksempel krever forbrenningsreaksjonen av hydrogen (2H 2 + O 2 → 2H 2 O) to ganger stor kvantitet hydrogenstoffer enn oksygen. I dette tilfellet er massen av hydrogen som deltar i reaksjonen omtrent 8 ganger mindre enn massen av oksygen (siden atommassen til hydrogen er omtrent 16 ganger mindre atommasse oksygen). Dermed blir det lettere å tolke reaksjonsligninger ved å bruke mengden av et stoff: forholdet mellom mengdene av reagerende stoffer reflekteres direkte av koeffisientene i ligningene.

Siden det er upraktisk å bruke antall molekyler direkte i beregninger, fordi dette tallet i virkelige eksperimenter er for stort, i stedet for å måle antall molekyler "i stykker", blir de målt i mol. Det faktiske antallet enheter av et stoff i 1 mol kalles Avogadros tall (NA = 6,022 141 79(30) 10 23 mol −1) (mer korrekt - Avogadros konstant, siden, i motsetning til et tall, har denne mengden måleenheter).

Mengden av et stoff er betegnet med det latinske n (en) og anbefales ikke å betegnes med en gresk bokstav (nu), siden denne bokstaven i kjemisk termodynamikk angir den støkiometriske koeffisienten til stoffet i reaksjonen, og den, ved definisjon, er positiv for reaksjonsproduktene og negativ for reaktantene. Imidlertid, i skolekurs det er mye brukt gresk bokstav(naken).

For å beregne mengden av et stoff basert på dets masse, bruk konseptet molar masse: der m er massen til stoffet, M er molar massen til stoffet. Molar masse er massen per mol av et gitt stoff. Molarmassen til et stoff kan oppnås ved å multiplisere molekylmassen til dette stoffet med antall molekyler i 1 mol - med Avogadros tall. Molar masse (målt i g/mol) er numerisk det samme som relativ molekylmasse.

I henhold til Avogadros lov kan mengden av et gassformig stoff også bestemmes basert på volumet: = V / V m, der V er volumet av gass (under normale forhold), V m er det molare volumet av gass ved N.U., lik 22,4 l/mol.

Dermed kombinerer en gyldig formel grunnleggende beregninger med mengden stoff:

Wikimedia Foundation.

2010.

Se hva «stoffmengde» er i andre ordbøker: mengde stoff - medžiagos kiekis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, išreiškiamas medžiagos masės ir jos molio masės dalmeniu. atitikmenys: engl. mengde stoff vok. Molmenge, f; Stoffmenge, f rus. mengde stoff, n;… …

Se hva «stoffmengde» er i andre ordbøker: Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

- medžiagos kiekis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. mengde stoff vok. Stoffmenge, f rus. stoffmengde, n pranc. quantité de matière, f … Fizikos terminų žodynas Phys. en verdi bestemt av antall strukturelle elementer (atomer, molekyler, ioner og andre partikler eller deres grupper) som finnes i et stoff (se Mol) ...

Big Encyclopedic Polytechnic Dictionary mengden stoff som holdes tilbake i kroppen - rus innhold (c) av et skadelig stoff i kroppen, mengde (c) av et stoff som holdes tilbake i kroppen eng body burden fra charge (f) corporelle deu inkorporierte Noxe (f) spa carga (f) korporal ...

Sikkerhet og helse. Oversettelse til engelsk, fransk, tysk, spansk liten mengde (av stoff) Teknisk oversetterveiledning

Minimumsbeløp et stoff samtidig i produksjon som definerer grensen mellom teknologiske prosesser og teknologiske prosesser med økt brannfare.

Enheter SI

applikasjon

Når man beskriver kjemiske reaksjoner, er mengde av et stoff en mer praktisk mengde enn masse, siden molekyler interagerer uavhengig av massen deres i mengder som er multipler av hele tall.

For eksempel krever forbrenningsreaksjonen av hydrogen (2H 2 + O 2 → 2H 2 O) dobbelt så mye hydrogen som oksygen. I dette tilfellet er massen av hydrogen som deltar i reaksjonen omtrent 8 ganger mindre enn massen av oksygen (siden atommassen til hydrogen er omtrent 16 ganger mindre enn atommassen til oksygen). Dermed blir det lettere å tolke reaksjonsligninger ved å bruke mengden av et stoff: forholdet mellom mengdene av reagerende stoffer reflekteres direkte av koeffisientene i ligningene.

Mengden av et stoff er betegnet med det latinske n (en) og anbefales ikke å betegnes med en gresk bokstav (nu), siden denne bokstaven i kjemisk termodynamikk angir den støkiometriske koeffisienten til stoffet i reaksjonen, og den, ved definisjon, er positiv for reaksjonsproduktene og negativ for reaktantene. Det er imidlertid den greske bokstaven (nu) som er mye brukt i skolens læreplan.

Dermed kombinerer en gyldig formel grunnleggende beregninger med mengden stoff:

Wikimedia Foundation.

Lysets kraft
Lett flyt

2010.

Se hva «stoffmengde» er i andre ordbøker: Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

MENGDE STOFF- fysisk en verdi bestemt av antall strukturelle elementer (atomer, molekyler, ioner og andre partikler eller deres grupper) som finnes i et stoff (se Mol) ... Phys. en verdi bestemt av antall strukturelle elementer (atomer, molekyler, ioner og andre partikler eller deres grupper) som finnes i et stoff (se Mol) ...

Sikkerhet og helse. Oversettelse til engelsk, fransk, tysk, spansk liten mengde (av stoff) Teknisk oversetterveiledning

Terskelmengde stoff- Minimumsmengden av et stoff i produksjon om gangen, som bestemmer grensen mellom teknologiske prosesser og teknologiske prosesser med økt brannfare.

DEFINISJON

Mengde av stoff er antall strukturelle elementer (atomer, molekyler, ioner osv.) i systemet. Måleenheten for mengden av et stoff er muldvarp.

Muldvarp- mengden stoff i systemet som inneholder like mange spesifikke strukturelle enheter (molekyler, atomer, ioner, elektroner, etc.) som er inneholdt i 0,012 kg karbon-12.

Massen til ett 12 C-atom er 12 amu, så antall atomer i 12 g av 12 C-isotopen er:

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

Dermed inneholder en mol av et stoff 6,0221×10 -23 partikler av dette stoffet.

Den fysiske størrelsen N A kalles Avogadros konstant den har dimensjonen = mol -1. Tallet 6,0221×10 -23 kalles Avogadros nummer. Dermed vil mengden av stoffet bli beregnet som:

hvor N er antall strukturelle lenker, og N A er Avogadros konstant.

Molar masse (M) er massen av 1 mol av et stoff. Det er lett å vise at de numeriske verdiene til den molare massen M og den relative molekylmassen M r er like, men den første mengden har dimensjonen [M] = g/mol, og den andre er dimensjonsløs:

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

Dette betyr at hvis massen til et bestemt molekyl er for eksempel 44 amu, så er massen til ett mol molekyler 44 g.

Avogadros konstant er en proporsjonalitetskoeffisient som sikrer overgangen fra molekylære til molare forhold. Derfor er en annen formel for å beregne mengden stoff som følger:

hvor m er massen til stoffet (g), og M er dens molare masse (g/mol).

Mengden gassstoff kan beregnes ved å bruke Avogadros lov: V like volumer Ulike gasser under samme forhold (temperatur og trykk) inneholder samme antall molekyler. Derfor , under normale forhold, opptar 1 mol av forskjellige gasser et volum som tilsvarer 22,4 liter. Dette volumet kalles det molare volumet av gassen:

hvor V er volumet av gass (l), og V m er molarvolumet (l/mol).