Моль и молярная масса

В химии широко используется 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 (0,012 кг) изотопа ¹²С.

Понятие «моль» распространяется на любые структурные единицы: атомы, молекулы, формульные единицы, катионы, анионы, электроны и другие.

Экспериментально установлено, что в 12 г изотопа ¹²С и, следовательно, в одном моле любого вещества, содержится 6,02∙10²³ атомов. Это важная постоянная величина – постоянная Авогадро (N_А); её размерность - моль^–1.

При применении понятия «моль» надо чётко представлять себе, какие структурные единицы имеются в виду. Например, один моль атомарного водорода содержит 6,02·10²³атомов Н, один моль воды содержит 6,02·10²³молекул Н₂О, один моль растворённого в воде хлорида натрия содержит 6,02·10²³ ионов Na⁺ и 6,02·10²³ ионов Cl^–.

Количество вещества обозначается буквой n.

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

Масса m, молярная масса M и количество вещества n связаны между собойпростыми соотношениями:

1) n = (моль)2) М = (г/моль ) 3) m = n∙M (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∙10²³молекул.

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, вычисляем количество FeS:

n 0,25 моль.

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

Решение. Записываем уравнение реакции:

2Н₂ + О₂ = 2Н₂О

В уравнении реакции коэффициенты перед формулами веществ (стехиометрические коэффициенты) показывают количества взаимодействующих и образющихся веществ. Из этого уравнения видно, что из двух моль водорода (2∙2 = 4 г) образуется 2 моля (2∙18 = 36 г) воды.

На основании этого составляем пропорцию и вычисляем массу воды:

из 4 г водорода получается 36 г воды

из 8 г получается Х г

72 г.