§ 14. Кількість речовини

ДІЗНАЄТЕСЯ, ЗРОЗУМІЄТЕ, ВИКОРИСТАЄТЕ

У чому суть фізичної величини «кількість речовини»?

Кількість речовини — фізична величина, що показує число структурних частинок (атомів, молекул, йонів) у певній порції речовини.

Скільки найменших частинок речовини містить її порція в 1 моль?

В 1 моль речовини міститься $6, 02 \cdot 1 0^{23}$ структурних частинок.

Як обчислюють і для чого використовують кількість речовини?

Кількість речовини $n$ обчислюють за формулою $n = N / N_{A}$ , де $N$ — загальне число частинок, $N_{A}$ — стала Авогадро. Хімічні реакції відбуваються між частинками, але рахувати їх поштучно неможливо. Моль допомагає оперувати макроскопічними порціями, які зручно зважувати й вимірювати.

Скільки молекул міститься в 1/2 моль кисню?

Половина моля кисню містить:
$0, 5 моль \cdot 6, 02 \cdot 1 0^{23} моль^{- 1} = 3, 01 \cdot 1 0^{23} молекул$

Яке кількісне відношення моля і мілімоля?

В 1 молі міститься 1000 мілімолів ( $1 моль = 1000 ммоль$ ).

Які інші основні одиниці вимірювання міжнародної системи SІ вам відомі?

До основних одиниць системи SI, окрім моля, належать: метр (м) — довжина, кілограм (кг) — маса, секунда (с) — час, ампер (А) — сила струму, кельвін (К) — температура, кандела (кд) — сила світла.

Скільки всіх атомів міститься у воді кількістю речовини 0,1 моль?

Молекула води ( $H_{2} O$ ) має 3 атоми (2 Гідрогену і 1 Оксигену).
Кількість молекул у 0,1 моль води:
$N (H_{2} O) = 0, 1 моль \cdot 6, 02 \cdot 1 0^{23} моль^{- 1} = 6, 02 \cdot 1 0^{22} молекул$
Загальне число атомів:
$N (атомів) = 3 \cdot 6, 02 \cdot 1 0^{22} = 1, 806 \cdot 1 0^{23} атомів$

ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ

Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про кількість речовини в хімії, одиницю її вимірювання та спосіб обчислення.

Кількість речовини показує число структурних частинок у порції. Її вимірюють у молях. 1 моль містить $6, 02 \cdot 1 0^{23}$ частинок (число Авогадро). Щоб обчислити кількість речовини, загальне число частинок ділять на сталу Авогадро: $n = N / N_{A}$ .

Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам / однокласницям. Порівняйте свою і їхні відповіді та оцініть їх. Поясніть, чому ваша оцінка саме така.

Запитання: «Чому хіміки обрали саме число $6, 02 \cdot 1 0^{23}$ , а не кругле число, наприклад $1 0^{23}$ ?»
Відповідь: Це число (стала Авогадро) відповідає кількості атомів рівно у 12 г ізотопу Карбону $^{12} C$ . Воно є ланкою, що з’єднує масу окремого атома з макроскопічними грамами.

ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ

ПЕРЕВІРМО СЕБЕ

142. Назвіть одиницю вимірювання кількості речовини. Якій кількості атомів або молекул вона відповідає?

Одиницею вимірювання є моль. Він відповідає сталій Авогадро — $6, 02 \cdot 1 0^{23}$ частинок.

143. Що означають записи $N_{A}$ і Na?

$N_{A}$ — це стала Авогадро ( $6, 02 \cdot 1 0^{23} моль^{- 1}$ ), а $N a$ — символ хімічного елемента Натрію.

144. Укажіть кількості речовини атомів кожного хімічного елемента (усно): а) в 1 моль брому $B r_{2}$ ; б) у 2 моль сірководню $H_{2} S$ ; в) в 1/3 моль фосфіну $P H_{3}$ .

а) 1 моль молекул $B r_{2}$ містить 2 моль атомів Брому ( $B r$ ).
б) 2 моль молекул $H_{2} S$ містять 4 моль атомів Гідрогену ( $H$ ) і 2 моль атомів Сульфуру ( $S$ ).
в) 1/3 моль молекул $P H_{3}$ містить 1/3 моль атомів Фосфору ( $P$ ) і 1 моль атомів Гідрогену ( $H$ ).

145. Запишіть замість крапок пропущені цифри: а) у 3 моль води $H_{2} O$ міститься … моль молекул і … моль усіх атомів; б) у 0,5 моль кислоти $H_{2} S O_{4}$ міститься … моль атомів Гідрогену, … моль атомів Сульфуру, … моль атомів Оксигену.

а) У 3 моль води міститься 3 моль молекул і 9 моль усіх атомів (у молекулі 3 атоми: $3 \cdot 3 = 9$ ).
б) У 0,5 моль сульфатної кислоти міститься 1 моль атомів Гідрогену ( $0, 5 \cdot 2$ ), 0,5 моль атомів Сульфуру ( $0, 5 \cdot 1$ ) та 2 моль атомів Оксигену ( $0, 5 \cdot 4$ ).

РОЗВ’ЯЗУЙМО ЗАДАЧУ

146. Укажіть кількість речовини вуглекислого газу, у якій міститься (усно): а) $3, 01 \cdot 1 0^{23}$ молекул; б) $12, 04 \cdot 1 0^{23}$ атомів Оксигену.

а)
Дано:
$N (C O_{2}) = 3, 01 \cdot 1 0^{23}$
$N_{A} = 6, 02 \cdot 1 0^{23} моль^{- 1}$
Знайти: $n (C O_{2}) - ?$
Розв’язання:
$n (C O_{2}) = \frac{3 , 01 \cdot 1 0 ^{23}}{6 , 02 \cdot 1 0 ^{23} моль ^{- 1}} = 0, 5 моль$
Відповідь: 0,5 моль.

б)
Дано:
$N (O) = 12, 04 \cdot 1 0^{23}$
$N_{A} = 6, 02 \cdot 1 0^{23} моль^{- 1}$
Знайти: $n (C O_{2}) - ?$
Розв’язання:
$n (O) = \frac{12 , 04 \cdot 1 0 ^{23}}{6 , 02 \cdot 1 0 ^{23} моль ^{- 1}} = 2 моль$
Молекула $C O_{2}$ містить 2 атоми Оксигену, тому кількість речовини $C O_{2}$ вдвічі менша за кількість речовини атомів Оксигену:
$n (C O_{2}) = \frac{1}{2} n (O) = \frac{1}{2} \cdot 2 моль = 1 моль$ .
Відповідь: 1 моль.

147. Виконайте обчислення і заповніть таблицю (для $N (H_{3} P O_{4}) = 12, 04 \cdot 1 0^{23}$ обчисліть $n (H_{3} P O_{4})$ , $n (H)$ , $n (P)$ , $n (O)$ у молях).

Дано:
$N (H_{3} P O_{4}) = 12, 04 \cdot 1 0^{23}$
$N_{A} = 6, 02 \cdot 1 0^{23} моль^{- 1}$
Знайти: $n (H_{3} P O_{4}), n (H), n (P), n (O) - ?$
Розв’язання:
$n (H_{3} P O_{4}) = \frac{12 , 04 \cdot 1 0 ^{23}}{6 , 02 \cdot 1 0 ^{23} моль ^{- 1}} = 2 моль$
В 1 молекулі $H_{3} P O_{4}$ є 3 атоми Гідрогену, 1 атом Фосфору та 4 атоми Оксигену.
$n (H) = 3 \cdot 2 моль = 6 моль$
$n (P) = 1 \cdot 2 моль = 2 моль$
$n (O) = 4 \cdot 2 моль = 8 моль$

Показник	Значення
$N (H_{3} P O_{4})$	$12, 04 \cdot 1 0^{23}$
$n (H_{3} P O_{4})$ , моль	2
$n (H)$ , моль	6
$n (P)$ , моль	2
$n (O)$ , моль	8

РОЗВ’ЯЗУЙМО ЗАДАЧУ

148. Обчисліть кількість речовини метану $C H_{4}$ , у якій міститься стільки атомів, скільки їх: а) в 1 моль оксиду $P_{2} O_{3}$ ; б) у 0,3 моль кислоти $H N O_{3}$ .

а)
Дано: $n (P_{2} O_{3}) = 1 моль$ , $N_{ат} (C H_{4}) = N_{ат} (P_{2} O_{3})$
Знайти: $n (C H_{4}) - ?$
Розв’язання:
Молекула $P_{2} O_{3}$ містить 5 атомів. $n_{ат} (P_{2} O_{3}) = 5 \cdot 1 моль = 5 моль$ .
Молекула $C H_{4}$ також містить 5 атомів. $n (C H_{4}) = \frac{5 моль}{5} = 1 моль$ .
Відповідь: 1 моль.

б)
Дано: $n (H N O_{3}) = 0, 3 моль$ , $N_{ат} (C H_{4}) = N_{ат} (H N O_{3})$
Знайти: $n (C H_{4}) - ?$
Розв’язання:
Молекула $H N O_{3}$ містить 5 атомів. $n_{ат} (H N O_{3}) = 5 \cdot 0, 3 моль = 1, 5 моль$ .
Молекула $C H_{4}$ містить 5 атомів. $n (C H_{4}) = \frac{1 , 5 моль}{5} = 0, 3 моль$ .
Відповідь: 0,3 моль.

ПОМІРКУЙМО

149. Назвіть відношення кількостей речовини хімічних елементів у речовинах із такими формулами: СаО, $M g F_{2}$ , $H C l O_{4}$ , $F e (O H)_{3}$ .

Відношення кількостей речовини елементів відповідає їхнім індексам у формулі:

$C a O$ : $n (C a) : n (O) = 1 : 1$
$M g F_{2}$ : $n (M g) : n (F) = 1 : 2$
$H C l O_{4}$ : $n (H) : n (C l) : n (O) = 1 : 1 : 4$
$F e (O H)_{3}$ : $n (F e) : n (O) : n (H) = 1 : 3 : 3$

У КОМАНДІ

150. Прокоментуйте хімічні реакції, використавши поняття «моль»: а) $S + 2 C l_{2} = S C l_{4}$ ; б) $N_{2} + 3 H_{2} = 2 N H_{3}$ ; в) $2 H_{2} O_{2} = 2 H_{2} O + O_{2}$ .

а) 1 моль атомів сірки реагує з 2 моль молекул хлору, утворюючи 1 моль молекул сульфур(IV) хлориду.
б) 1 моль молекул азоту взаємодіє з 3 моль молекул водню, утворюючи 2 моль молекул аміаку.
в) 2 моль молекул гідроген пероксиду розкладаються на 2 моль молекул води та 1 моль молекул кисню.

ФОРМУЙМО СЛОВНИЧОК

151. Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.

Кількість речовини — Amount of substance
Моль — Mole
Стала Авогадро — Avogadro constant
Число частинок — Number of particles
Одиниця вимірювання — Unit of measurement
Молекулярна будова — Molecular structure

ОЦІНЮЙМО СВОЇ ЗНАННЯ

152. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.

Приклад таблиці самооцінювання:

Критерій оцінювання	Рівень знань (високий/достатній/середній)
Розуміння фізичного змісту поняття «моль»	Високий
Вміння застосовувати сталу Авогадро у розрахунках	Достатній
Визначення співвідношення атомів за формулою	Високий
Тлумачення рівнянь реакцій через кількість речовини	Високий

§ 14. Кількість речовини

Теги статті:

До уроку