Стехиометрические законы химии. Пшестанчик В.Р - 46 стр.

UptoLike

Рубрика: 

46
123
27
10026
109219
0120
⋅=
= моль,
кг,
моль/кг,
N
A
.
Это и есть постоянная Авогадро N
A
число частиц в 1 моле любого
вещества названная так в честь А . Авогадро, о котором мы уже говорили
выше. Как уже отмечено, эта величина принадлежит к числу фундаменталь-
ных мировых констант, таких как заряд и масса электрона, гравитационная
постоянная , скорость света в вакууме и др . Размерность моль
-1
, или 1/моль
следует понимать как «число единиц (структурных) в моле» . При этом обя-
зательно надо указывать, о каких именно структурных единицах идет речь
об атомах , молекулах , «формульных единицах» и т.п . Именно это отражено в
определении моля.
Полезно иметь в виду и следующее. В приведенном определении речь
идет о количестве вещества, т.е. о всех тех объектах , которые обладают
собственной массой или массой покоя. Можно говорить о моле электронов,
протонов , нейтронов и других частиц вещества. Можно говорить и о моле
эквивалентов (см . закон эквивалентов). Но нельзя говорить, например , о
«моле фотонов» , так как эти частицы кванты электромагнитного поля , и
веществом не являются .
Итак , для любого вещества имеем :
1 моль ~ 6,02
.
10
23
моль
-1
~ М , г/моль
Эквивалентность этих характеристик позволяет по одной из них найти
остальные. Так , если имеем 0,5 моля , то это значит, что в данном объекте
содержится 3,0110
23
частиц , а его масса составляет половину мольной мас-
сы . Если известно, например , что в образце 6,0210
22
частиц , то это значит,
что мы имеем 0,1 моля, и масса этого образца составляет 1/10 мольной мас-
сы , и т.д. Подчеркнем , что эти соотношения справедливы для любых ве-
ществ в любых агрегатных состояниях (а не только для газов, как думают
некоторые школьники, «вспоминая» фамилию Авогадро).
Между количеством вещества в молях, его массой и мольной массой
существует хорошо известное соотношение, справедливость которого легко
проверить, анализируя размерности :
моль/г,M
г ,m
моль,n =
(5)
(в школе количество вещества обычно обозначается ν (ню ), но мы здесь
примем общеупотребительное обозначение n ). Эта формула, как известно,
позволяет рассчитать любую из трех характеристик , если даны две других :
m = n M,
n
/
m
M
=
.
Если формулу (5) записать в виде:
m
M
n ⋅=
1
,
                                         46

                             0,012 кг / м о ль
                    NA =                − 27
                                                = 6 ,02 ⋅ 1023 м о ль−1 .
                              19,92 ⋅ 10 кг
      Э то и есть по с т о я нная Аво гад ро NA – число частиц в 1 м оле лю бого
вещ ества – названная так в честь А .А вогадр о, о к отор ом м ы уж е говор или
выш е. К ак уж еотм ечено, этавеличинап р инадлеж итк числу ф ундам енталь-
ных м ир овых к онстант, так их к ак з ар яд им асса элек тр она, гр авитационная
п остоянная, ск ор ость света в вак уум е и др . Раз м ер ность м оль-1, или 1/м оль
следует п оним ать к ак «число единиц (стр ук тур ных) в м оле» . П р иэтом обя-
з ательно надо ук аз ывать, ок ак их им енностр ук тур ных единицах идетр ечь–
об атом ах, м олек улах, «ф ор м ульных единицах» ит.п . И м енноэтоотр аж енов
оп р еделениим оля.
      П олез но им етьв виду иследую щ ее. В п р иведенном оп р еделениир ечь
идет о к оличестве ве щ е с т ва, т.е. о всех тех объек тах, к отор ые обладаю т
собственной м ассой илим ассой п ок оя. М ож но говор ить о м олеэлек тр онов,
п р отонов, нейтр онов и др угих частиц вещ ества. М ож но говор ить и о м оле
эк вивалентов (см . зак он эк вивалентов). Н о нельзя говор ить, нап р им ер , о
«м оле ф отонов» , так к ак эти частицы – к ванты элек тр ом агнитного по ля , и
вещ еством неявляю тся.
      И так , для лю боговещ естваим еем :
                        1 м оль~ 6,02.1023 м оль-1 ~ М , г/м оль
      Э к вивалентность этих хар ак тер истик п озволяет п оодной из них найти
остальные. Т ак , если им еем 0,5 м оля, то это значит, что в данном объек те
содер ж ится 3,01⋅1023 частиц, а его м асса составляет п оловину м ольной м ас-
сы. Е слииз вестно, нап р им ер , что в обр азце 6,02⋅1022 частиц, то это значит,
что м ы им еем 0,1 м оля, им ассаэтого обр аз цасоставляет 1/10 м ольной м ас-
сы, и т.д. П одчер к нем , что эти соотнош ения сп р аведливы для лю б ых ве-
щ еств в лю б ых агр егатных состояниях (а не тольк о для газов, к ак дум аю т
нек отор ыеш к ольник и, «всп ом иная» ф ам илию А вогадр о).
      М еж ду к оличеством вещ ества в м олях, его м ассой и м ольной м ассой
сущ ествует хор ош о известное соотнош ение, сп р аведливость к отор ого легк о
п р овер ить, анализир уя р азм ер ности:
                                                     m, г
                                    n, м о ль =                                   (5)
                                                M , г / м о ль
(в ш к оле к оличество вещ ества обычно обоз начается ν (ню ), но м ы здесь
п р им ем общ еуп отр ебительное обоз начение n). Э та ф ор м ула, к ак известно,
п озволяет р ассчитать лю бую из тр ех хар ак тер истик , если даны дведр угих:
m = n M, M = m / n .



     Е слиф ор м улу (5) зап исатьв виде:
                                        1
                                    n=    ⋅m ,
                                       M