Что такое моль в химии. Кратные и дольные единицы

Количество частиц в одном моле любого вещества постоянно и носит название числа Авогадро (N A ).

Кратные и дольные единицы

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ .

Примечание : единица измерения йоктомоль может использоваться лишь формально, так как столь малые количества вещества должны измеряться отдельными частицами (1 имоль формально равен 0,602 частицы).

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Моль (единица)" в других словарях:

Моль, единица количества вещества, т. е. величины, оцениваемой количеством содержащихся в физической системе тождественных структурных элементов (атомов, молекул, ионов и других частиц или их специфических групп). М. равен количеству вещества… … Большая советская энциклопедия

Эта статья посвящена единице измерения. См. также: насекомые моли. Моль (обозначение моль, mol) единица измерения количества вещества. Соответствует количеству вещества, содержащему столько специфицированных структурных единиц (атомов, молекул,… … Википедия

1. МОЛЬ, и; ж. Небольшая бабочка, гусеница которой является вредителем шерстяных вещей, хлебных зёрен и растений. 2. МОЛЬ, и; ж.; МОЛЬ, я; м. Спец. Лес, сплавляемый по реке брёвнами, не связанными в плот. По реке плыла м. Пробираться на лодке… … Энциклопедический словарь

Моль многозначное слово: Моль единица измерения количества вещества, Моль представитель молей (под названием «моли» объединяют в нетаксономическую группу мелких насекомых из отряда чешуекрылых). Населённые пункты Моль … … Википедия

МОЛЬ - единица количества вещества в СИ, определяемая как количество вещества, содержащее столько же формульных (структурных) единиц этого вещества (атомов, молекул, ионов, электронов и др.), сколько содержится атомов в 12 г изотопа углерода 12 (12С);… … Большая политехническая энциклопедия

МОЛЬ (Mohl) Хуго фон (1805 1872), немецкий ботаник, пионер в исследовании анатомии и физиологии КЛЕТОК растений. Сформулировал гипотезу о том, что ядро клетки окружено гранулированным коллоидным веществом, которое в 1846 г. он назвал… … Научно-технический энциклопедический словарь

МОЛЬ, единица количества вещества в СИ. Обозначение моль. В 1 моле содержится столько молекул (атомов, ионов или каких либо других структурных элементов вещества), сколько атомов содержится в 0,012 кг 12С (углерода с атомной массой 12). число… … Современная энциклопедия

Единица количества вещества СИ, обозначается моль. В 1 моле содержится столько молекул (атомов, ионов или каких либо др. структурных элементов вещества), сколько атомов содержится в 0,012 кг 12С (углерода с атомной массой 12), т. е. 6,022.1023… … Большой Энциклопедический словарь

Моль - МОЛЬ, единица количества вещества в СИ. Обозначение моль. В 1 моле содержится столько молекул (атомов, ионов или каких либо других структурных элементов вещества), сколько атомов содержится в 0,012 кг 12С (углерода с атомной массой 12). Число… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

Эта статья посвящена единице измерения. У слова «Моль» есть и другие значения: см. Моль (значения). Моль (русское обозначение: моль; международное: mol) единица измерения количества вещества в Международной системе единиц (СИ), одна из семи … Википедия

Моль (русское обозначение: моль ; международное: mol ; устаревшее название грамм-молекула (по отношению к количеству молекул) ; от лат. moles - количество, масса, счётное множество) - единица измерения количества вещества в Международной системе единиц (СИ) , одна из семи основных единиц СИ .

Моль принят в качестве основной единицы СИ XIV Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1971 году .

Пока определение моля связано с массой. Однако XXVI Генеральная конференция по мерам и весам (13-16 ноября 2018 года) одобрила новое определение моля, основанное на фиксации численного значения постоянной Авогадро . Решение вступит в силу во Всемирный день метрологии 20 мая 2019 года.

Определение [ | ]

Точное определение моля формулируется так :

Моль - количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг . При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц.

Из определения моля непосредственно следует, что молярная масса углерода-12 равна 12 г/моль точно .

Количество специфицированных структурных элементов в одном моле вещества называется постоянной Авогадро (числом Авогадро), обозначаемой обычно как N A . Таким образом, в углероде-12 массой 0,012 кг содержится N A атомов. Значение постоянной Авогадро, рекомендованное Комитетом по данным для науки и техники (CODATA) в 2014 году , равно 6,022140857(74)⋅10 23 моль −1 . Отсюда, 1 атом углерода-12 имеет массу 0,012/N A кг = 12/N A г. 1/12 массы атома углерода-12 называют атомной единицей массы (обозначение а. е. м.), и, следовательно, 1 а. е. м. = 0,001/N A кг =1/N A г. Таким образом, масса одного моля вещества (молярная масса) равна массе одной частицы вещества, атома или молекулы, выраженной в а. е. м. и умноженной на N A .
Например, масса 1 моля лития , имеющего атомарную кристаллическую решётку, будет равна
7 а. е. м. х N A =7 х 1/N A г х N A моль −1 = 7 г/моль,
а масса 1 моля кислорода , состоящего из двухатомных молекул
2 х 16 а. е. м. х N A =2 х 16 х 1/N A г х N A моль −1 =32 г/моль.
То есть, из определения а. е. м. вытекает, что молярная масса вещества, выраженная в граммах на моль, численно равна массе мельчайшей частицы (атома или молекулы) этого вещества, выраженной в атомных единицах массы.

Моль останется единицей количества вещества; но его величина будет устанавливаться фиксацией численного значения постоянной Авогадро равным в точности 6,02214X⋅10 23 , когда она выражена единицей СИ моль −1 .

Здесь Х заменяет одну или более значащих цифр, которые будут определены в дальнейшем на основании наиболее точных рекомендаций CODATA.

XXV ГКМВ, состоявшаяся в 2014 году, приняла решение продолжить работу по подготовке новой ревизии СИ, включающей переопределение моля, и наметила закончить эту работу к 2018 году с тем, чтобы заменить существующую СИ обновлённым вариантом на XXVI ГКМВ в том же году .

Кратные и дольные единицы [ | ]

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ . Причём, единица измерения «иоктомоль» может использоваться лишь формально, так как столь малые количества вещества должны измеряться отдельными частицами (1 имоль формально равен 0,602 частицы).

Праздник «День моля» [ | ]

См. также [ | ]

Примечания [ | ]

1. Термин грамм-атом применительно к молю атомов в настоящее время также мало используется.
2. Моль (единица количества вещества) // Мёзия - Моршанск. - М. : Советская энциклопедия, 1974. - (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред.

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер паропроницаемости и скорости переноса пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

1 миллимоль на литр [ммоль/л] = 0,001 моль на литр [моль/л]

Исходная величина

Преобразованная величина

моль на метр³ моль на литр моль на сантиметр³ моль на миллиметр³ киломоль на метр³ киломоль на литр киломоль на сантиметр³ киломоль на миллиметр³ миллимоль на метр³ миллимоль на литр миллимоль на сантиметр³ миллимоль на миллиметр³ моль на куб. дециметр молярный миллимолярный микромолярный наномолярный Пикомолярный Фемтомолярный Аттомолярный зептомолярный йоктомолярный

Подробнее о молярной концентрации

Общие сведения

Концентрацию раствора можно измерять разными способами, например как отношение массы растворенного вещества к общему объему раствора. В этой статье мы рассмотрим молярную концентрацию , которую измеряют как отношение между количеством вещества в молях к общему объему раствора. В нашем случае вещество - это растворимое вещество, а объем мы измеряем для всего раствора, даже если в нем растворены другие вещества. Количество вещества - это число элементарных составляющих, например атомов или молекул вещества. Так как даже в малом количестве вещества обычно большое число элементарных составляющих, то для измерения количества вещества используют специальные единицы, моли. Один моль равен числу атомов в 12 г углерода-12, то есть это приблизительно 6×10²³ атомов.

Использовать моли удобно в случае, если мы работаем с количеством вещества настолько малым, что его количество легко можно измерить домашними или промышленными приборами. Иначе пришлось бы работать с очень большими числами, что неудобно, или с очень маленьким весом или объемом, которые трудно найти без специализированного лабораторного оборудования. Чаще всего при работе с молями используют атомы, хотя возможно использовать и другие частицы, например молекулы или электроны. Следует помнить, что если используются не атомы, то необходимо это указать. Иногда молярную концентрацию также называют молярностью .

Следует не путать молярность с моляльностью . В отличии от молярности, моляльность - это отношение количества растворимого вещества к массе растворителя, а не к массе всего раствора. Когда растворитель - вода, а количество растворимого вещества по сравнению с количеством воды мало, то молярность и моляльность похожи по значению, но в остальных случаях они обычно отличаются.

Факторы, влияющие на молярную концентрацию

Молярная концентрация зависит от температуры, хотя эта зависимость сильнее для одних и слабее для других растворов, в зависимости от того, какие вещества в них растворены. Некоторые растворители при повышении температуры расширяются. В этом случае, если растворенные в этих растворителях вещества не расширяются вместе с растворителем, то молярная концентрация всего раствора понижается. С другой стороны, в некоторых случаях с повышением температуры растворитель испаряется, а количество растворимого вещества не меняется - в этом случае концентрация раствора увеличится. Иногда происходит наоборот. Иногда изменение температуры влияет на то, как растворяется растворимое вещество. Например, часть или все растворимое вещество перестает растворяться, и концентрация раствора уменьшается.

Единицы

Молярную концентрацию измеряют в молях на единицу объема, например молях на литр или молях на кубический метр. Моли на кубический метр - это единица СИ. Молярность можно также измерять, используя и другие единицы объема.

Как найти молярную концентрацию

Чтобы найти молярную концентрацию необходимо знать количество и объем вещества. Количество вещества можно вычислить, используя химическую формулу этого вещества и информацию об общей массе этого вещества в растворе. То есть, чтобы узнать количество раствора в молях, узнаем из таблицы Менделеева атомную массу каждого атома в растворе, а потом разделим общую массу вещества на общую атомную массу атомов в молекуле. Перед тем, как складывать вместе атомную массу следует убедиться, что мы умножили массу каждого атома на количество атомов в молекуле, которую мы рассматриваем.

Можно производить вычисления и в обратном порядке. Если известна молярная концентрация раствора и формула растворимого вещества, то можно узнать количество растворителя в растворе, в молях и граммах.

Примеры

Найдем молярность раствора из 20 литров воды и 3-х столовых ложек соды. В одной столовой ложке - примерно 17 грамм, а в трех - 51 грамм. Сода - это гидрокарбонат натрия, формула которого - NaHCO₃. В этом примере мы будем использовать атомы для вычисления молярности, поэтому найдем атомную массу составляющих натрия (Na), водорода (H), углерода (C) и кислорода (O).

Na: 22.989769
H: 1.00794
C: 12.0107
O: 15.9994

Так как кислород в формуле - O₃, то необходимо умножить атомную массу кислорода на 3. Получим 47,9982. Теперь сложим массы всех атомов и получим 84,006609. Атомную массу указывают в таблице Менделеева в атомных единицах массы, или а. е. м. Наши вычисления тоже в этих единицах. Одна а. е. м. равна массе одного моля вещества в граммах. То есть, в нашем примере - масса одного моля NaHCO₃ равна 84,006609 грамма. В нашей задаче - 51 грамм соды. Найдем молярную массу, разделив 51 грамм на массу одного моля, то есть на 84 грамма, и получим 0,6 моля.

Получается, что наш раствор - это 0,6 моля соды, растворенные в 20 литрах воды. Разделим это количество соды на общий объем раствора, то есть 0,6 моля / 20 л = 0.03 моль/л. Так как в растворе использовали большое количество растворителя и малое количество растворимого вещества, то его концентрация мала.

Рассмотрим другой пример. Найдем молярную концентрацию одного кусочка сахара в чашке чая. Столовый сахар состоит из сахарозы. Сначала найдем вес одного моля сахарозы, формула которой - C₁₂H₂₂O₁₁. Используя таблицу Менделеева, найдем атомные массы и определим массу одного моля сахарозы: 12×12 + 22×1 + 11×16 = 342 грамм. В одном кубике сахара 4 грамма, что дает нам 4/342 = 0,01 молей. В одной чашке около 237 миллилитров чая, значит концентрация сахара в одной чашке чая равна 0,01 моля / 237 миллилитров × 1000 (чтобы перевести миллилитры в литры) = 0,049 моля на литр.

Применение

Молярную концентрацию широко используют в вычислениях, связанных с химическими реакциями. Раздел химии, в котором рассчитывают соотношения между веществами в химических реакциях и часто работают с молями, называется стехиометрией . Молярную концентрацию можно найти по химической формуле конечного продукта, который потом становится растворимым веществом, как в примере с раствором соды, но можно также вначале найти это вещество по формулам химической реакции, во время которой оно образуется. Для этого нужно знать формулы веществ, участвующих в этой химической реакции. Решив уравнение химической реакции, узнаем формулу молекулы растворяемого вещества, а потом найдем массу молекулы и молярную концентрацию с помощью таблицы Менделеева, как в примерах выше. Конечно, можно производить вычисления и в обратном порядке, используя информацию о молярной концентрации вещества.

Рассмотрим простой пример. На этот раз смешаем соду с уксусом, чтобы увидеть интересную химическую реакцию. И уксус, и соду легко найти - наверняка они есть у вас на кухне. Как уже упоминалось выше, формула соды - NaHCO₃. Уксус - это не чистое вещество, а 5% раствор уксусной кислоты в воде. Формула уксусной кислоты - CH₃COOH. Концентрация уксусной кислоты в уксусе может быть больше или меньше 5%, в зависимости от производителя и страны, в которой она сделана, так как в разных странах концентрация уксуса разная. В этом эксперименте можно не беспокоиться о химических реакциях воды с другими веществами, так как вода не реагирует с содой. Нам важен только объем воды, когда позже мы будем вычислять концентрацию раствора.

Вначале решим уравнение для химической реакции между содой и уксусной кислотой:

NaHCO₃ + CH₃COOH → NaC₂H₃O₂ + H₂CO₃

Продукт реакции - H₂CO₃, вещество, которое из-за низкой стабильности снова вступает в химическую реакцию.

H₂CO₃ → H₂O + CO₂

В результате реакции получаем воду (H₂O), углекислый газ (CO₂) и ацетат натрия (NaC₂H₃O₂). Смешаем полученный ацетат натрия с водой и найдем молярную концентрацию этого раствора, так же, как перед этим мы находили концентрацию сахара в чае и концентрацию соды в воде. При вычислении объема воды необходимо учитывать и воду, в которой растворена уксусная кислота. Ацетат натрия - интересное вещество. Его используют в химических грелках, например в грелках для рук.

Используя стехиометрию для вычисления количества веществ, вступающих в химическую реакцию, или продуктов реакции, для которых мы позже будем находить молярную концентрацию, следует заметить, что только ограниченное количество вещества может вступать в реакцию с другими веществами. Это также влияет на количество конечного продукта. Если молярная концентрация известна, то, наоборот, можно определить количество исходных продуктов методом обратного расчета. Этот метод нередко используют на практике, при расчетах, связанных с химическими реакциями.

При использовании рецептов, будь то в кулинарии, в изготовлении лекарств, или при создании идеальной среды для аквариумных рыбок, необходимо знать концентрацию. В повседневной жизни чаще всего удобнее использовать граммы, но в фармацевтике и химии чаще используют молярную концентрацию.

В фармацевтике

При создании лекарств молярная концентрация очень важна, так как от нее зависит, как лекарство влияет на организм. Если концентрация слишком высока, то лекарства могут быть даже смертельны. С другой стороны, если концентрация слишком мала, то лекарство неэффективно. Кроме этого, концентрация важна при обмене жидкостей через клеточные мембраны в организме. При определении концентрации жидкости, которая должна либо проходить, либо, наоборот, не проходить через мембраны, используют либо молярную концентрацию, либо с ее помощью находят осмотическую концентрацию . Осмотическую концентрацию используют чаще, чем молярную. Если концентрация вещества, например лекарства, выше с одной стороны мембраны, по сравнению с концентрацией с другой стороны мембраны, например, внутри глаза, то более концентрированный раствор переместится через мембрану туда, где концентрация меньше. Такой поток раствора через мембрану нередко проблематичен. Например, если жидкость перемещается внутрь клетки, к примеру, в кровеносную клетку, то возможно, что из-за этого переполнения жидкостью мембрана будет повреждена и разорвется. Утечка жидкости из клетки тоже проблематична, так как из-за этого нарушится работоспособность клетки. Любое вызванное медикаментами течение жидкости через мембрану из клетки или в клетку желательно предотвратить, и для этого концентрацию лекарства стараются сделать похожей на концентрацию жидкости в организме, например в крови.

Стоит заметить, что в некоторых случаях молярная и осмотическая концентрация равны, но это не всегда так. Это зависит от того, распалось ли растворенное в воде вещество на ионы в процессе электролитической диссоциации . Вычисляя осмотическую концентрацию, учитывают частицы в общем, в то время как при вычислении молярной концентрации учитывают только определенные частицы, например молекулы. Поэтому если, например, мы работаем с молекулами, но вещество распалось на ионы, то молекул будет меньше общего числа частиц (включая и молекулы и ионы), и значит и молярная концентрация будет ниже осмотической. Чтобы перевести молярную концентрацию в осмотическую, нужно знать физические свойства раствора.

В изготовлении лекарственных препаратов фармацевты также учитывают тоничность раствора. Тоничность - свойство раствора, которое зависит от концентрации. В отличие от осмотической концентрации, тоничность - это концентрация веществ, которые не пропускает мембрана. Процесс осмоса заставляет растворы с большей концентрацией перемещаться в растворы с меньшей концентрацией, но если мембрана предотвращает это движение, не пропуская через себя раствор, то возникает давление на мембрану. Такое давление обычно проблематично. Если лекарство предназначено для того, чтобы проникнуть в кровь или другую жидкость в организме, то необходимо уравновесить тоничность этого лекарства с тоничностью жидкости в организме, чтобы избежать осмотического давления на мембраны в организме.

Чтобы уравновесить тоничность, лекарственные препараты нередко растворяют в изотоническом растворе . Изотонический раствор - это раствор столовой соли (NaCL) в воде с такой концентрацией, которая позволяет уравновесить тоничность жидкости в организме и тоничность смеси этого раствора и лекарства. Обычно изотонический раствор хранят в стерильных контейнерах, и вливают его внутривенно. Иногда его используют в чистом виде, а иногда - как смесь с лекарством.

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Вчера обещал объяснить это доступным языком. Вещь важная для понимания химии. Если один раз понять, то потом уже не забудешь.

Химия имеет свой язык, как и любая наука. 2H 2 + O 2 → 2H 2 O - на химическом языке запись реакции образования воды из простых веществ, водорода (H) и кислорода (O). Маленькие цифры относятся к количеству атомов (Они стоят после символа химического элемента), большие - к количеству молекул. Из уравнения видно что две молекулы водорода соединяются с одной молекулой кислорода и в результате выходит две молекулы воды. Внимание - это очень важно понять! Соединяются именно молекулы с молекулами, не «грамм с граммом», а молекула с молекулой.

Эта пропорция сохранится всегда:

Всё бы хорошо, но есть две проблемы. Первая - в реальной жизни мы не сможем отмерить один миллион молекул кислорода или водорода. Мы сможем отмерить один грамм или одну тонну реактивов. Вторая - молекулы очень маленькие. В одном стакане воды их 6,7·10 24 штук. Или, в обычной записи 6,7 триллионов триллионов (именно так - почти семь триллионов раз по триллиону молекул). Оперировать такими цифрами неудобно.

Какой же выход? Молекулы ведь тоже имеют массу, пускай очень маленькую. Мы просто берём массу одной молекулы , умножаем на количество молекул и получаем нужную нам массу. Договорились так - берём очень большое количество молекул (600 миллиардов триллионов штук) и изобретаем для этого количества специальную единицу измерения моль . Как для 12 штук чего-либо есть специальное название «дюжина» , и когда говорят о «десяти дюжинах», то имеют в виду 120 штук. 5 дюжин яиц = 60 штук. Так и с молями . 1 моль - это 600 миллиардов триллионов молекул или, в математической нотации, 6,02·10 23 молекул. То есть когда нам говорят «1 моль» водорода, мы знаем что речь идёт о 600 миллиардах триллионов молекул водорода. Когда говорят о 0,2 молях воды, то мы понимаем что речь идёт 120 миллиардах триллионов молекул воды.

Ещё раз - моль это просто такая счётная единица, только специально для молекул . Как «десяток», «дюжина» или «миллион», только гораздо больше.

Продолжая таблицу выше, можно написать:

Первую проблему мы решили, писать 1 моль или 2 моля гораздо удобнее чем 600 миллиардов триллионов молекул или 1,2 триллиона триллионов молекул. Но для одного удобства не стоило огород городить. Вторая проблема, как помним, переход от количества молекул (не считать же их поштучно!) к массе вещества , к тому что мы можем отмерить на весах. Такое количество молекул в одном моле (оно ведь немного странное, некруглое - 6,02·10 23 молекул) выбрано неспроста. Один моль молекул углерода весит ровно 12 грамм.

Понятно что все молекулы разные. Есть большие и тяжелые - в них может быть много атомов, или не очень много, но зато сами атомы тяжелые. А есть маленькие и легкие молекулы. Для каждого атома и для многих молекул есть в справочниках таблицы с их молярной массой . То есть с весом одного моля таких молекул (если нет, можно легко самим посчитать, сложив молярные массы всех атомов, из которых составлена молекула). Молярная масса измеряется в грамм/моль (сколько грамм весит один моль, то есть сколько грамм весят 6,02·10 23 молекул). Мы помним ведь что моль - просто счётная единица. Ну как если бы в справочнике писали - 1 дюжина куриных яиц весит 600 грамм, а 1 дюжина страусиных весит 19 килограмм. Дюжина - просто количество (12 штук), а сами яйца, куриное или страусиное, весят по-разному. И дюжина таких или других яиц тоже по-разному весит.

Так и с молекулами. 1 моль маленьких и лёгких молекул водорода весит 2 грамма, а 1 моль больших молекул серной кислоты - 98 грамм. 1 моль кислорода весит 32 грамма, 1 моль воды - 18 грамм. Вот картинка для примера, где видны маленькие молекулы водорода и большие молекулы кислорода. Эта картинка - графическое отображение реакции 2H 2 + O 2 → 2H 2 O.

Продолжаем заполнять таблицу:

Видите переход от количества молекул к их массе ? Видите что выполняется закон сохранения вещества? 4 грамма + 32 грамма дали 36 грамм.

Теперь мы можем решать простые задачи по химии. Вот самая примитивная: Было 100 молекул кислорода и 100 молекул водорода. Что произойдёт в результате реакции? Мы знаем что на 1 молекулу кислорода нужно 2 молекулы водорода. Поэтому прореагируют все 100 молекул водорода (и образуется 100 молекул воды), а вот кислород прореагирует не весь, ещё 50 молекул останется. Кислород в избытке.

Молекулы штуками, как я уже сказал выше, никто не считает. Вещества обычно отмеряют граммами. Теперь задача из школьного учебника: есть 10 г. водорода и 64 г. кислорода, что будет если их смешать? Мы для начала должны перевести массы в моли (то есть в количество молекул или количество вещества, как говорят химики). 10 г. водорода - это 5 моль водорода (1 моль водорода весит 2 грамма). 64 г. кислорода - это 2 моля (1 моль весит 32 грамма). Мы знаем что на 1 моль кислорода при реакции уходит 2 моля водорода. Значит, в нашем случае прореагирует весь кислород (2 моля) и 4 моля водорода из пяти. Получится 4 моля воды и ещё останется один моль водорода.

Переведём ответ снова в граммы. Прореагирует весь кислород (64 грамма) и 8 грамм водорода (4 моля * 2 г/моль). 1 моль водорода останется не прореагировавшим (это 2 грамма) и получится 72 грамма воды (4 моля * 18 г/моль). Закон сохранения вещества опять выполняется - 64 + 10 = 72 + 2.

Думаю что теперь уже всем должно быть понятно. 1 моль - просто количество молекул. Молярная масса - это масса одного моля. Она нужна для того чтобы переходить от массы вещества (с которой мы работаем в реальном мире) к количеству молекул, или количеству вещества, нужному для реакций.

Снова повторимся:

а) вещества реагирует в соотношении n молекул одного к m молекул другого. Это пропорция будет одинаковой и для 100 молекул исходного вещества, и для ста триллионов, или для ста триллионов триллионов.
б) для удобства, чтобы не считать молекулы штуками, придумали специальную счётную единицу - моль, то есть сразу 6,02·10 23 молекул. Количество этих молей называют обычном «количество вещества»
в) моль каждого вещества весит по-разному, т.к. молекулы и атомы, из которых состоит вещества, сами весят по-разному. Масса одного моля вещества называется его молярной массой. Ещё один пример - обычные и силикатные кирпичи весят по-разному. Если мы проведём аналогию, то «вес тысячи кирпичей» - это «молярная масса» (с тем отличием что молекул не 1000, а больше). Масса этой «тысячи кирпичей» разная для силикатных и обычных кирпичей.
г) весь этот огород городим для того чтобы легко можно было переходить от массы реактивов к количеству вещества (количеству молекул, количеству молей) и обратно. А переходить туда/обратно нужно потому что в реальном мире мы отмеряем реактивы граммами, а химические реакции идут пропорционально не массе, а количеству молекул.

P.S. Химикам и прочим - я здесь специально многое упрощал. Не нужно мне объяснять что 12 грамм весит не 1 моль углерода, а 1 моль молекул изотопа С 12 , или про то что вместо «молекул» нужно было бы писать «структурных единиц» (молекул, ионов, атомов...), специально не упомянул что 1 моль газа занимает одинаковый объём при одинаковых условиях и ещё про многое другое

Что мне не нравилось в учебниках - только формальное определение моля, без указания смысла этого понятия и для чего это нужно.

Урок 1.

Тема: Количество вещества. Моль

Химия – это наука о веществах. А как измерять вещества? В каких единицах? В молекулах, из которых состоят вещества, но сделать это очень сложно. В граммах, килограммах или миллиграммах, но так измеряют массу. А что если объединить массу, которую измеряют на весах и число молекул вещества, возможно ли это?

а) H-водород

А н = 1а.е.м.

1а.е.м = 1,66*10 -24 г

Возьмем 1г водорода и подсчитаем количество атомов водорода в этой массе (предложите это сделать ученикам с помощью калькулятора).

N н = 1г / (1,66*10 -24) г = 6,02*10 23

б) O-кислород

А о = 16а.е.м = 16*1.67* 10 -24 г

N o = 16г / (16 *1.66 * 10 -24) г =6,02 * 10 23

в) C-углерод

А с = 12а.е.м = 12*1.67*10 -24 г

N c = 12г / (12* 1.66*10 -24) г = 6,02*10 23

Сделаем вывод: если мы возьмем такую массу вещества, которая равна атомной массе по величине, но взята в граммах, то там будет всегда (для любого вещества) 6.02 *10 23 атомов этого вещества.

H 2 O - вода

18г / (18* 1.66*10 -24) г =6,02*10 23 молекул воды и т.д.

N а = 6,02*10 23 - число или постоянная Авогадро .

Моль - количество вещества, в котором содержится 6,02 *10 23 молекул, атомов или ионов, т.е. структурных единиц.

Бывает моль молекул, моль атомов, моль ионов.

n – число молей,(число молей часто обозначают- ню),
N - число атомов или молекул,
N а = постоянная Авогадро.

Кмоль = 10 3 моль, ммоль = 10 -3 моль.

Показать портрет Амедео Авогадро на мультимедийной установке и кратко рассказать о нем, или поручить ученику подготовить небольшой доклад о жизни учёного.

Урок 2.

Тема « Молярная масса вещества»

Чему же равна масса 1 моля вещества? (Вывод учащиеся часто могут сделать сами.)

Масса одного моля вещества равна его молекулярной массе, но выражена в граммах. Масса одного моля вещества называется молярной массой и обозначается – M.

Формулы:

М - молярная масса,
n - число молей,
m - масса вещества.

Масса моля измеряется в г/моль, масса кмоля измеряется в кг/кмоль, масса ммоля измеряется в мг/моль.

Заполнить таблицу (таблицы раздаются).

Урок 3.

Тема: Молярный объем газов

Решим задачу. Определите объем воды, масса которой при нормальных условиях 180 г.

Дано:

Т.е. объем жидких и твердых тел считаем через плотность.

Но, при расчёте объёма газов не обязательно знать плотность. Почему?

Итальянский ученый Авогадро определил, что в равных объемах различных газов при одинаковых условиях (давлении, температуре) содержится одинаковое число молекул - это утверждение называется законом Авогадро.

Т.е. если при равных условиях V(H 2) =V(O 2) , то n(H 2) =n(O 2), и наоборот если при равных условиях n(H 2) =n(O 2) то и объемы этих газов будут одинаковы. А моль вещества всегда содержит одно и тоже число молекул 6,02 *10 23 .

Делаем вывод – при одинаковых условиях моли газов должны занимать один и тот же объем.

При нормальных условиях (t=0, P=101,3 кПа. или 760 мм рт. ст.) моли любых газов занимают одинаковый объем. Этот объем называется молярным.

V m =22,4 л/моль

1кмоль занимает объём -22,4 м 3 /кмоль, 1ммоль занимает объем -22,4 мл/ммоль.

Пример 1. (Решается на доске):