Пература), кандела (кд, сила света), и моль ( количество вещества)

Относительные атомные и молекулярные массы (А_r, М_r). Установление стехиометрических законов позволило приписать атомам химических элементов строго определенную массу. Массы атомов чрезвычайно малы. Так, масса атома водорода составляет 1,67^.10^–27кг, кислорода - 26,60·10^–27 кг, углерода - 19,93·10^–27 кг. Пользоваться такими числами при различных расчетах очень неудобно. Поэтому с 1961 года за единицу массы атомов принята ¹/₁₂ массы изотопа углерода ¹²С - углеродная единица (у.е.) или атомная единица массы (а.е.м.).

Масса у.е. составляет 1,66043^.10^–27 кг (1,66043^.10^–24 г).

Относительной атомной массой элемента (Аr) называют отношение абсолютной массы атома к ¹/₁₂ части абсолютной массы атома изотопа углерода ¹²С. А_r показывает, во сколько раз масса атома данного элемента тяжелее ¹/₁₂ массы атома ¹²С. Например, А_r кислорода равна:

1 у.е. ¾ 1,66^.10^–24 г,

Х ¾ 26,60^.10^–24 г. Отсюда Х = 16,02 у.е.

Это означает, что атом кислорода примерно в 16 раз тяжелее ¹/₁₂ массы атома углерода ¹²С. Относительные атомные массы элементов (Аr) обычно приводятся в периодической таблице Менделеева.

Относительной молекулярной массой (М_r) вещества называется масса его молекулы, выраженная в у.е.

М_r численно равна сумме атомных масс всех атомов, входящих в состав молекулы вещества. Она подсчитывается по формуле вещества. Например, относительная молекулярная масса серной кислоты H₂SO₄ будет слагаться из:

атомных масс двух атомов водорода 2^.1,00 = 2,01

атомной массы одного атома серы 1^.32,06 = 32,06

атомной массы четырех атомов кислорода 4^.16,02 = 64,08

98,16

Значит, М_r (H₂SO₄) равна 98,16, или, округленно, 98 у.е. Это означает, что масса молекулы серной кислоты в 98 раз больше а.е.м.

Относительные атомные и молекулярные массы - величины относительные, а потому - безразмерные.

Кроме рассмотренных величин, в химии чрезвычайное значение имеет особая величина - количество вещества. Количество вещества определяется числом структурных единиц (атомов, молекул, ионов или др.) этого вещества и выражается в молях.

Моль - это количество вещества, содержащее столько структурных или формульных единиц, сколько атомов содержится в 12 г изотопа ¹²С.

Понятие “моль” распространяется на любые структурные единицы (это могут быть реально существующие частицы, такие как атомы (К, О, С), молекулы (Н₂, СО₂), катионы (К⁺, Са²⁺), анионы (СО₃^2-, I^–), радикалы (ОН^·, NO^·₂), формульные единицы (КОН, ВеSO₄), электроны и другие.

Экспериментально установлено, что в 12 г изотопа ¹²С содержится
6,02×10²³ атомов (постоянная Авогадро, N_А); ее размерность - моль^–1. При использовании понятия “моль” надо указывать, какие структурные единицы имеются в виду.

Например, 1 моль атомов Н содержит 6,02·10²³ атомов, 1 моль молекул Н₂О содержит 6,02·10²³ молекул, 1 моль ионов Н⁺ содержит 6,02·10²³ ионов и т. д. Количество вещества обозначается буквой n.

Отношение массы вещества (m) к его количеству (n) представляет собой молярную массу вещества:

М = г/моль. (1.1)

Отсюда n = (моль). (1.2)

Молярная масса вещества численно равна относительной молекулярной массе этого вещества (М_r), выраженной в атомных единицах массы (а.е.м.). Так, молекула Н₂О имеет массу (М_r) 18 а.е.м., а 1 моль Н₂О (т.е. 6,02·10²³ молекул) имеет массу 18 г.

Пример 1. Какому количеству вещества соответствует 56 г азота и сколько молекул азота содержится в этом количестве?

Решение. Молярная масса азота (N₂) равна 28 г/моль. Следовательно, 56 г азота соответствуют двум молям. Моль любого вещества содержит 6,02×10²³ структурных единиц, следовательно, в двух молях азота содержится 12,04×10²³ молекул.

Пример 2. В результате реакции железа с серой получено 22 г сульфида железа (II). Какое количество сульфида железа соответствует этой массе?

Решение. Молярная масса сульфида железа (II) - FeS - равна 88 г/моль.

Используя формулу (1.2), определим количество FeS: n 0,25 моль.

Пример 3. Каковы масса и количество воды, которые образовались при сгорании 8 г водорода?

8 г Х г

Решение. Запишем уравнение реакции: 2Н₂ + О₂ = 2Н₂О

4 г 2^.18 г

Записываем молярные массы: М(Н₂) = 2 г/моль; М(Н₂О) = 18 г/моль.

Вычисляем массу воды по уравнению: из 4 г водорода получается 36 г воды

из 8 г получается Х г

72 г воды.

По формуле (1.2) находим количество воды: n = = 4 (моль Н₂О).

Поиск по сайту: