определите массу метана, содержащего 30*10 в 23 степени молекул CH4

В Молях ...

Моль, молярная масса

В химических процессах участвуют мельчайшие частицы - молекулы, атомы, ионы, электроны. Число таких частиц даже в малой порции вещества очень велико. Поэтому, чтобы избежать математических операций с большими числами, для характеристики количества вещества, участвующего в химической реакции, используется специальная единица - моль.

Моль - это такое количество вещества, в котором содержится определенное число частиц (молекул, атомов, ионов), равное постоянной Авогадро (NA=6,02 • 1023 моль-1).

Постоянная Авогадро NA определяется как число атомов, содержащееся в 12 г изотопа 12 С:

Постоянная Авогадро

Таким образом, 1 моль вещества содержит 6,02 • 1023 частиц этого вещества.

Исходя из этого, любое количество вещества можно выразить определенным числом молей n (ню). Например, в образце вещества содержится 12,04 • 1023 молекул. Следовательно, количество вещества в этом образце составляет:

Количество вещества в образце

В общем виде: Формула количества вещества

где N - число частиц данного вещества;

NA - число частиц, которое содержит 1 моль вещества (постоянная Авогадро).

Молярная масса вещества (M) - масса, которую имеет 1 моль данного вещества.

Эта величина, равная отношению массы m вещества к количеству вещества n, имеет размерность кг/моль или г/моль. Молярная масса, выраженная в г/моль, численно равна относительной относительной молекулярной массе Mr (для веществ атомного строения - относительной атомной массе Ar).

Например, молярная масса метана CH4 определяется следующим образом:

Мr (CH4) = Ar (C) + 4 Ar (H) = 12+4 = 16

M (CH4) = 16 г/моль, т. е. 16 г CH4 содержат 6,02 • 1023 молекул.

Молярную массу вещества можно вычислить, если известны его масса m и количество (число молей) n, по формуле:

Молярная масса вещества

Соответственно, зная массу и молярную массу вещества, можно рассчитать число его молей:

Число молей

или найти массу вещества по числу молей и молярной массе:

m = n • M

Необходимо отметить, что значение молярной массы вещества определяется его качественным и количественным составом, т. е. зависит от Mr и Ar. Поэтому разные вещества при одинаковом количестве молей имеют различные массы m.

Пример

Вычислить массы метана CH4 и этана С2H6, взятых в количестве n = 2 моль каждого.

Решение

Молярная масса метана M (CH4) равна 16 г/моль;

молярная масса этана M (С2 Н6) = 2 • 12+6=30 г/моль.

Отсюда:

m (CH4) = 2 моль • 16 г/моль = 32 г;

m (С2 Н6) = 2 моль • 30 г/моль = 60 г.

Таким образом, моль - это порция вещества, содержащая одно и то же число частиц, но имеющая разную массу для разных веществ, т. к. частицы вещества (атомы и молекулы) не одинаковы по массе.

моль (3739 байт)

n (CH4) = n (С2 Н6), но m (CH4) < m (С2 Н6)

Вычисление n используется практически в каждой расчетной задаче.