Относительная молярная и молекулярная массы вещества. Молярный объём вещества

Из материалов урока вы узнаете, как и в чём измеряют массы молекул, как определить порции твёрдых и жидких веществ, имеющих равное число молекул. Урок посвящён изучению понятий «количество вещества», «относительная молекулярная масса», «молярная масса», «молярный объём».

Относительная молекулярная масса

Давайте вспомним, почему в химии не используют абсолютные значения масс атомов? Конечно, потому, что массы атомов очень малы и использовать их неудобно. Абсолютными массами молекул также не пользуются, а пользуются понятием «относительная молекулярная масса вещества».

Вычислим относительную молекулярную массу воды. В состав одной молекулы воды входят два атома водорода и один атом кислорода, тогда её относительная молекулярная масса будет равна сумме произведений относительной атомной массы каждого химического элемента на число его атомов в молекуле:

Обратите внимание на то, что молекулярная масса является безразмерной величиной, так как показывает отношение массы молекулы к 1/12 массе атома углерода.

Относительная плотность одного газа по другому

Зная относительные молекулярные массы газообразных веществ, можно сравнивать их плотности, то есть вычислять относительную плотность одного газа по другому —

Относительная плотность газа А по газу Б равна отношению их относительных молекулярных масс:

Вычислим относительную плотность углекислого газа по водороду.

Таким образом, углекислый газ в 22 раза тяжелее водорода.

Молярная масса

Будет ли содержать одинаковое число молекул 2 л воды и 2 л бензина? Конечно, нет, так как закон Авогадро применим только к газообразным веществам, объёмы которых измерены при одинаковых условиях. Но химикам часто необходимо иметь представление о количестве молекул, которые находятся в порциях жидких или твёрдых веществ. Поэтому для сопоставления числа молекул в веществах была введена молярная масса.

Если взять порции веществ, численно равные относительной молекулярной массе, то в этих порциях будет содержаться одинаковое число молекул данного вещества.

Представим, что масса стеклянного шарика равна , а масса железного —(рис. 1).

Возьмём 2 кг стеклянных шариков и 5 кг железных шариков и вычислим количество шариков в каждой порции:

Таким образом, количество шариков в этих порциях будет одинаковым.

Количество вещества

Количество вещества — отношение массы вещества к его молярной массе.

Количество вещества обозначается буквой n и является количественной характеристикой порции вещества, наряду с массой и объёмом. Измеряется количество вещества в молях.

,

где n — количество вещества (моль), m — масса вещества (г), М — молярная масса вещества (г/моль).

Слово «моль» происходит от слова «молекула», то есть в равных количествах вещества содержится равное число молекул.

Экспериментально установлено, что 1 моль вещества содержит(например, молекул). Это число называется числом Авогадро. А если к нему добавить единицу измерения — , то это будет физическая величина — постоянная Авогадро, которая обозначается

Формулу для нахождения количества вещества можно преобразовать, выразив из неё молярную массу:

Получается, что молярная масса равна отношению массы вещества и его количества, а единицей измерения молярной массы является г/моль. Физический смысл молярной массы состоит в том, что эта масса 1 моль вещества.

Молярный объём

В соответствии с законом Авогадро, равные объёмы газов при одинаковых условиях содержат одинаковое число молекул. Тогда равные количества газов будут содержать равное число молекул.

Молярный объём— объём 1 моль газа.

При нормальных условиях (н. у.) Vm = 22,4 л/моль. Нормальными считаются условия: температураи давлениеТогда количество вещества газа при нормальных условиях можно вычислить как отношение объёма газа к молярному объёму:

Рассмотрим решение нескольких задач с использованием приведённых формул.

Задача 1. Какое количество вещества соответствуетводы?

Задача 2. Вычислим объём (при н. у.), который займёт углекислый газ количеством

Полезные ссылки

1. Список рекомендованных источников.

2. Постоянная Авогадро.

3. Моль.

Проверьте себя

1. Что такое количество вещества? Приведите все формулы, по которым можно рассчитать количество вещества.

2. Рассчитайте молярную массу железа, угарного газаи серной кислоты

3. Чему равен объём (н. у.)азота?

Список использованных источников:

Рис. 1. Изображения используются согласно лицензии Shutterstock / FOTODOM