Физические величины выражения порций вещества

 

 

Эта формула следует из опреде­ления молярной массы – массы одного моля – величин, равной отношению массы порции вещества к количеству вещества в этой порции.

 

Расчёт массы вещества, если известны его объём и плотность, производят по формуле

m = V · ρ,

 

где V – объём вещества, ρ – его плотность.

 

Эта формула следует из определения плотности – величины, определяемой для однородного вещества его массой в единице объёма.

 

Расчёт количества вещества. Физическая величина, характеризующая число структурных единиц (атомов, молекул, ионов, протонов, электронов) в порции вещества, называется количеством вещества. В Международной системе единиц1 единицей количества вещества является моль.

Применяя понятие "количество вещества", в каждом конкретном слу­чае следует указывать, о каких структурных единицах идёт речь. Например, выраже­ние "один моль водорода" не является однозначным, поскольку из него не ясно, име­ется ли в виду один моль атомов водорода Н или один моль молекул водорода Н₂.

Расчёт количества вещества, если известны его масса и молярная масса, производят по формуле

 

ν = ,

 

где m – масса вещества, М – его молярная масса.

 

Эта формула следует из определения молярной массы.

 

Расчёт количества вещества газообразного вещества, если известны его объём и молярный объём, производят по формуле

 

ν = ,

 

где V – объём газообразного вещества, V_М – его молярный объём.

 

Эта формула следует из определения молярного объ­ёма – объём одного моля – величины, равной отношению объёма порции вещества к количеству вещества в этой порции.

Объём и молярный объём газа должны быть измерены при одинаковых тем­пературе и давлении.

 

Расчёт количества вещества можно осуществить через число моле­кул:

ν = .

 

где N_А – посто­янная (число) Авогадро (6,02 ·10²³ моль^–1).

 

Расчёт объёма вещества, если известны его масса и плотность, производят по формуле

V = .

 

Эта формула следует из определения плотности.

Расчёт объём вещества в любом агрегатном состоянии если извест­ны количество этого вещества и его молярный объём, производят по формуле:

V = V_М · ν

 

Эта формула следует из определения молярного объёма.

 

Расчёт молярной массы вещества, если известны масса и количество этого вещества производят по формуле:

 

М = .

 

Расчёт молярной массы атомов элемента, а также простого или сложного вещества производят по известной массе атомных или молекулярных частиц

 

М = m_а · N_А; М = m_m · N_А,

 

где m_а – масса атома данного химического элемента (г),

m_m – масса молекулы данного вещества,

N_А – число Авогадро.

 

 

ПРИЗНАКИ И УСЛОВИЯ ТЕЧЕНИЯ

ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

 

Таблица 11 помогает научиться осуществлять и наблюдать химиче­ские реакции, выделять их признаки.

Химические реакции сопровождаются различными физическими явле­ниями (внешними признаками): изменением агрегатного состояния, цвета, выделением или поглощением теплоты, появлением звука, пузырьков газа, запаха или исчезновением запаха, выделением света, образованием осадка.

В верхней части таблицы показано изменение цвета раствора фенолфталеина в щелоч­ной среде, а также образование осадка при взаимодействии сульфата меди со щёлочью.

Появление газа, выделение или поглощение теплоты – одни из самых существен­ных признаков химических реакций.

В некоторых реакциях энергия выделяется в виде света. Например, сгорание на воздухе магния сопровождается ослепительным светом. Эта реакция является экзотермической.

В нижней части таблицы рассмотрены условия, при которых происходят хими­ческие реакции.

Первое условие – необходимо, чтобы вещества соприка­сались, и чем больше площадь их соприкосновения, тем быстрее будет идти реакция. Поэтому перед взаимодействием с концентрированной серной кислотой сахар измельчают до пудры и наблюдают его обугливание при контакте с этой кислотой.

Бесцветный сульфат меди растворяется в воде с образованием голубого раствора, содержащего гидратированные ионы меди(II), голубого цвета.

Второе важное условие – нагревание. Для экзотермических реакций оно необ­ходимо только для того, чтобы реакция началась, а для эндотермических реакций нагревание необходимо в течение всего времени реакции. Например, только после предварительного нагревания загорается фосфор. В дальнейшем его реакция с кислородом происходит без дополнительного нагревания и сопровождается выделением энергии (в виде теплоты и света).

Реакция разложения малахита требует непрерывного подвода теплоты. При этом малахит зелёного цвета превращается в оксид меди чёрного цвета и бесцветный углекислый газ. При прекращении нагревания прекращается и реакция, о чём свидетельствует прекращение выделения газа:

(CuOH)₂CО₃ CuO + СО₂↑ + Н₂О.

 

Таблица 11