По какой формуле можно определить количество вещества. Введение в общую химию. Алгоритм решения задач по химическим уравнениям

Химические формула – это изображение с помощью символов .

Знаки химических элементов

Химический знак или химический символ элемента – это первая или две первые буквы от латинского названия этого элемента.

Например: Ferrum – Fe , Cuprum – Cu , Oxygenium – O и т.д.

Таблица 1: Информация, которую дает химический знак

Сведения	На примере Cl
Название элемента	Хлор
	Неметалл, галоген
Один элемента	1 атом хлора
(Ar) данного элемента	Ar (Cl) = 35,5
Абсолютная атомная масса химического элемента m = Ar · 1,66·10 -24 г = Ar · 1,66 · 10 -27 кг	M (Cl) = 35,5 · 1,66 · 10 -24 = 58,9 · 10 -24 г

Название химического знака в большинстве случаев читается как название химического элемента. Например, К – калий , Са – кальций , Mg – магний , Mn – марганец .

Случаи, когда название химического знака читается иначе, приведены в таблице 2:

Название химического элемента	Химический знак	Название химического знака (произношение)
Азот	N	Эн
Водород	H	Аш
Железо	Fe	Феррум
Золото	Au	Аурум
Кислород	O	О
Кремний	Si	Силициум
Медь	Cu	Купрум
Олово	Sn	Станум
Ртуть	Hg	Гидраргиум
Свинец	Pb	Плюмбум
Сера	S	Эс
Серебро	Ag	Аргентум
Углерод	C	Цэ
Фосфор	P	Пэ

Химические формулы простых веществ

Химическими формулами большинства простых веществ (всех металлов и многих неметаллов) являются знаки соответствующих химических элементов.

Так вещество железо и химический элемент железо обозначаются одинаково – Fe .

Если имеет молекулярную структуру (существует в виде , то его формулой является химический знак элемента с индексом внизу справа, указывающим число атомов в молекуле: H 2 , O 2 , O 3 , N 2 , F 2 , Cl 2 , Br 2 , P 4 , S 8 .

Таблица 3: Информация, которую дает химический знак

Сведения	На примере C
Название вещества	Углерод (алмаз, графит, графен, карбин)
Принадлежность элемента к данному классу химических элементов	Неметалл
Один атом элемента	1 атом углерода
Относительная атомная масса (Ar) элемента, образующего вещество	Ar (C) = 12
Абсолютная атомная масса	M (C) = 12 · 1,66 · 10-24 = 19,93 · 10 -24 г
Один вещества	1 моль углерода, т.е. 6,02 · 10 23 атомов углерода
	M (C) = Ar (C) = 12 г/моль

Химические формулы сложных веществ

Формулу сложного вещества составляют путем записи знаков химических элементов, из которых это вещество состоит, с указанием числа атомов каждого элемента в молекуле. При этом, как правило, химические элементы записывают в порядке увеличения их электроотрицательности в соответствии со следующим практическим рядом:

Me , Si , B , Te , H , P , As , I , Se , C , S , Br , Cl , N , O , F

Например, H 2 O , CaSO 4 , Al 2 O 3 , CS 2 , OF 2 , NaH .

Исключение составляют:

некоторые соединения азота с водородом (например, аммиак NH 3 , гидразин N 2 H 4 );
соли органических кислот (например, формиат натрия HCOONa , ацетат кальция (CH 3 COO) 2 Ca) ;
углеводороды (CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 ).

Химические формулы веществ, существующих в виде димеров (NO 2 , P 2 O 3 , P2 O5 , соли одновалентной ртути, например: HgCl , HgNO 3 и др.), записывают в виде N 2 O 4 , P 4 O 6 , P 4 O 10 , Hg 2 Cl 2 , Hg 2 ( NO 3) 2 .

Число атомов химического элемента в молекуле и сложном ионе определяется на основании понятия валентности или степени окисления и записывается индексом внизу справа от знака каждого элемента (индекс 1 опускается). При этом исходят из правила:

алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в молекуле должна быть равной нулю (молекулы электронейтральны), а в сложном ионе – заряду иона.

Например:

2Al 3 + +3SO 4 2- =Al 2 (SO 4) 3

Этим же правилом пользуются при определении степени окисления химического элемента по формуле вещества или сложного . Обычно это элемент, имеющий несколько степеней окисления. Степени окисления остальных элементов, образующих молекулу или ион должны быть известны.

Заряд сложного иона – это алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов, образующих ион. Поэтому при определении степени окисления химического элемента в сложном ионе сам ион заключается в скобки, а его заряд выносится за скобки.

При составлении формул по валентности вещество представляют, как соединение, состоящее из двух частиц различного типа, валентности которых известны. Далее пользуются правилом:

в молекуле произведение валентности на число частиц одного типа должно быть равным произведению валентности на число частиц другого типа.

Например:

Цифра, стоящая перед формулой в уравнении реакции, называется коэффициентом . Она указывает либо число молекул , либо число молей вещества .

Коэффициент, стоящий перед химическим знаком , указывает число атомов данного химического элемента , а в случае, когда знак является формулой простого вещества, коэффициент указывает либо число атомов , либо число молей этого вещества.

Например:

3 Fe – три атома железа, 3 моль атомов железа,
2 H – два атома водорода, 2 моль атомов водорода,
H 2 – одна молекула водорода, 1 моль водорода.

Химические формулы многих веществ были определены опытным путем, поэтому их называют «эмпирическими» .

Таблица 4: Информация, которую дает химическая формула сложного вещества

Сведения	На примере C aCO3
Название вещества	Карбонат кальция
Принадлежность элемента к определенному классу веществ	Средняя (нормальная) соль
Одна молекула вещества	1 молекула карбоната кальция
Один моль вещества	6,02 · 10 23 молекул CaCO 3
Относительная молекулярная масса вещества (Мr)	Мr (CaCO3) = Ar (Ca) +Ar (C) +3Ar (O) =100
Молярная масса вещества (M)	М (CaCO3) = 100 г/моль
Абсолютная молекулярная масса вещества (m)	M (CaCO3) = Mr (CaCO3) · 1,66 · 10 -24 г = 1,66 · 10 -22 г
Качественный состав (какие химические элементы образуют вещество)	кальций, углерод, кислород
Количественный состав вещества:
*Число атомов каждого элемента в одной молекуле вещества:*	молекула карбоната кальция состоит из 1 атома кальция, 1 атома углерода и 3 атомов кислорода.
*Число молей каждого элемента в 1 моле вещества:*	В 1 моль СаСО 3 (6,02 ·10 23 молекулах) содержится 1 моль (6,02 ·10 23 атомов) кальция, 1 моль (6,02 ·10 23 атомов) углерода и 3 моль (3·6,02·10 23 атомов) химического элемента кислорода)
Массовый состав вещества:
*Масса каждого элемента в 1 моле вещества:*	1 моль карбоната кальция (100г) содержит химических элементов: 40г кальция , 12г углерода , 48г кислорода .
*Массовые доли химических элементов в веществе (состав вещества в процентах по массе):*	Состав карбоната кальция по массе: W (Ca) = (n (Ca) ·Ar (Ca))/Mr (CaCO3) = (1·40)/100= 0,4 (40%) W (C) = (n (Ca) ·Ar (Ca))/Mr (CaCO3) = (1·12)/100= 0,12 (12%) W (О ) = (n (Ca) ·Ar (Ca))/Mr (CaCO3) = (3·16)/100= 0,48 (48%)
Для вещества с ионной структурой (соли, кислоты, основания) – формула вещества дает информацию о числе ионов каждого вида в молекуле, их количестве и массе ионов в 1 моль вещества:	Молекула СаСО 3 состоит из иона Са 2+ и иона СО 3 2- 1 моль (6,02·10 23 молекул) СаСО 3 содержит 1 моль ионов Са 2+ и 1 моль ионов СО 3 2- ; 1 моль (100г) карбоната кальция содержит 40г ионов Са 2+ и 60г ионов СО 3 2-
*Молярный объем вещества при нормальных условиях (только для газов)*

Графические формулы

Для получения более полной информации о веществе пользуются графическими формулами , которые указывают порядок соединения атомов в молекуле и валентность каждого элемента .

Графические формулы веществ, состоящих из молекул, иногда, в той или иной степени, отражают и строение (структуру) этих молекул, в этих случаях их можно назвать структурными .

Для составления графической (структурной) формулы вещества необходимо:

Определить валентность всех химических элементов, образующих вещество.
Записать знаки всех химических элементов, образующих вещество, каждый в количестве, равном числу атомов данного элемента в молекуле.
Соединить знаки химических элементов черточками. Каждая черточка обозначает пару, осуществляющую связь между химическими элементами и поэтому одинаково принадлежит обоим элементам.
Число черточек, окружающих знак химического элемента, должно соответствовать валентности этого химического элемента.
При составлении формул кислородсодержащих кислот и их солей атомы водорода и атомы металлов связываются с кислотообразующим элементом через атом кислорода.
Атомы кислорода соединяют друг с другом только при составлении формул пероксидов.

Примеры графических формул:

Итак, количество вещества в химии обозначается греческой буквой ню.

Помню, как в 9-м классе мой учитель физики Игорь Юрьевич учил меня правильно писать букву ню. До этого она у меня получалась немного коряво.

Но поскольку на БВ не проходят греческие буквы, я буду обозначать количество вещества латинской буквой v. Латинская v очень похожа на греческую ню.

Рассмотрим следующие случаи.

1) Если нам известно количество частиц вещества, то количество вещества можно найти по формуле:

v количество вещества;

n количество частиц вещества. Это безразмерная величина, то есть это просто число. Правда, это число бывает очень большим, например, 5*(10^24).

NA постоянная Авогадро. Постоянная Авогадро представляет собой универсальную константу . NA = 6,022*(10^23) моль^(1).

2) Если нам известна масса вещества, то количество вещества находится по следующей формуле:

v количество вещества;

m масса вещества;

M молярная масса вещества находится по химической формуле вещества, при помощи периодической системы Д. И. Менделеева, путм суммирования атомных масс всех входящих в молекулу атомов с учтом имеющихся индексов.

3) Если нам известен объм газообразного вещества, то мы можем найти количество вещества газа по такой формуле:

v количество вещества;

V объм газа;

Vm молярный объм газов. Молярный объм газов это универсальная константа. Vm = 22,414 л/моль = 22414 м3/моль.

Повторюсь, что формула v = V/Vm верна только для газов !

Наконец, рассмотрим Ваш случай.

Вам по условию даны объм и объмная доля.

Я рискну предположить, что у Вас задача примерно такого рода:

Объм газовой смеси составляет 240 л. Объмная доля кислорода в смеси равна 45%. Вычислите количество вещества кислорода в смеси.

Такая задача решается в два действия.

1) Находим объм кислорода:

V (O2) = V0 * ф / 100 = 240 л * 45 / 100 = 108 л.

(Ф это объмная доля, она обозначается греческой буквой фи. Вместо не приходится писать русскую ф).

2) Находим количество вещества кислорода. Кислород это газ, значит, мы имеем право воспользоваться формулой v = V/Vm.

v (O2) = V/Vm = 108 л: 22,414 л/моль = 4,818 моль . Округление произведено до тысячных.

В химии количество вещества измеряют в молях . В одном моле количество вещества численно = постоянной Авогадро (NA = 6,022). Если число молекул N равно NA, то их вес в атомных единицах массы (а.е.м.) равен их весу в граммах. Следовательно, чтобы перевести а.е.м. в граммы, просто умножаем их на NA (6,022*а.е.м.= 1г).

Массу 1 моля вещества принято называть молярной массой (обозначается буквой M), которая определяется посредством умножения молекулярной массы на постоянную Авогадро.

Молекулярную массу находят путем сложения атомной массы атомов, которые входят в состав молекулы конкретного вещества. Классический пример молекулярной массы для молекул воды: 1*2+16=18 г/моль.

Количество вещества вычисляется по формуле : n = mM, в которой m это масса вещества.

Число молекул: N = NA*n

для газов используется такая формула: V = Vm *n, в которой Vm это молярный объем газа, при нормальных условиях равный 22,4 л/моль.

Общее соотношение таково:

Количество вещества - это химический термин, который используется и некоторых случаях для подсчета количества однотипных структурных единиц.

Еще в школе преподают подобный материал и комы было интересно запомнил это информацию и формулы.

Но если кто забыл, может освежить память:

Задачи решаем с применением формулы n = mM, где m принимаем за массу вещества.

Количество вещества - это число молекул и обозначается молями.

1 моль равняется 6,02.1023 структурных частиц вещества.

Здесь можно посмотреть, как решаются подобные задачи.

Нахождение количество вещества обычно используется в физике или химии. Есть несколько формул, по которым можно найти количество вещества, в зависимости от данных нам в условии задачи данных. Вот эти формулы:

Количество вещества можно найти, следует разделить массу на молярную массу

Частенько можно заметить, как используют такое понятие, как молярный объем - V(m). Он равняется объему одного моль вещества - имеет следующую формулу:

Еще можно использовать следствие из одного из основных законов химической науки - закон Авогардо.

Количество вещества представляет собой физическую величину, характеризующуюся однотипными структурными единицами, имеющимися в веществе. Так вот под этими структурными единицами подразумеваются любые составляющие вещество частицы (молекулы, ионы, атомы, электроны и прочее). Количество вещества измеряется в системе СИ в молях.

Вот как можно найти количество вещества:

Наибольшее распространение для поиска количества вещества получила следующая формула

Как видим, расчты необходимо строить отталкиваясь от вводных данных, то если либо от массы, либо от объма вещества.

Единица измерения количества вещества - моль. Обозначается через букву n . Общие формулы для нахождения:

В формуле могли встретиться незнакомые обозначения, надо четко знать, что:

N - число молекул;

Vm молярный объм газов (постоянная величина равная 22,414 л/моль).

Прежде всего давайте разберемся, что такое количество вещества.

Под этим понятием понимают такую величину, которая характеризует количество структурных однотипных единиц вещества. Структурными единицами могут быть как атомы, молекулы, так и электроны, ионы.

Количество вещества измеряется в молях.

Один моль содержит определенное количество вещества, которое носит название постоянная Авогадро или число Авогадро.

Это число равно NA = 6,022 141 79(30)1023 моль1.

Так вот количество вещества можно найти по следующей формуле:

n = m / M

где m - это будет масса вещества, а M - это будет молярная масса вещества.

Есть еще одна формула:

n = V / Vm

где V - это будет объем газа в нормальных условиях, а Vm - это будет молярный объем газа при нормальных условиях (он равняется 22,4 л/моль).

Стехиометрия - количественные соотношения между вступающими в реакцию веществами.

Если реагенты вступают в химическое взаимодействие в строго определенных количествах, а в результате реакции образуются вещества, количество которых можно расчитать, то такие реакции называются стехиометрическими .

Законы стехиометрии:

Коэффициенты в химических уравнениях перед формулами химических соединений называются стехиометрическими .

Все расчёты по химическим уравнениям основаны на использовании стехиометрических коэффициентов и связаны с нахождением количеств вещества (чисел молей).

Количество вещества в уравнении реакции (число молей) = коэффициенту перед соответствующей молекулой.

N A =6,02×10 23 моль -1 .

η - отношение реальной массы продукта m p к теоретически возможной m т, выраженное в долях единицы или в процентах.

Если в условии выход продуктов реакции не указан, то в расчетах его принимают равным 100% (количественный выход).

Схема расчёта по уравнениям химических реакций:

Составить уравнение химической реакции.
Над химическими формулами веществ написать известные и неизвестные величины с единицами измерения.
Под химическими формулами веществ с известными и неизвестными записать соответствующие значения этих величин, найденные по уравнению реакций.
Составить и решить пропорцию.

Пример. Вычислить массу и количество вещества оксида магния, образовавшегося при полном сгорании 24 г магния.

Дано:

m (Mg ) = 24 г

Найти:

ν ( MgO )

m ( MgO )

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции:

2Mg + O 2 = 2MgO.

2. Под формулами веществ укажем количество вещества (число молей), которое соответствует стехиометрическим коэффициентам:

2Mg + O 2 = 2MgO

2 моль 2 моль

3. Определим молярную массу магния:

Относительная атомная масса магния Ar (Mg) = 24.

Т.к. значение молярной массы равно относительной атомной или молекулярной массе, то M (Mg) = 24 г/моль.

4. По массе вещества, заданной в условии, вычислим количество вещества:

5. Над химической формулой оксида магния MgO , масса которого неизвестна, ставим x моль , над формулой магния Mg пишем его молярную массу:

1 моль x моль

2Mg + O 2 = 2MgO

2 моль 2 моль

По правилам решения пропорции:

Количество оксида магния ν (MgO) = 1 моль.

7. Вычислим молярную массу оксида магния:

М (Mg) =24 г/моль,

М (О) =16 г/моль.

M (MgO) = 24 + 16 = 40 г/моль.

Рассчитываем массу оксида магния:

m (MgO) = ν (MgO) ×M (MgO) = 1 моль×40 г/моль = 40 г.

Ответ: ν (MgO) = 1 моль; m (MgO) = 40 г.

- моль . Без конкретизации объекта рассмотрения термин «количество вещества» не используют .

Количество вещества
n {\displaystyle \ n} , ν {\displaystyle \ \nu }
Размерность	N
Единицы измерения
СИ	моль
СГС	моль

Применение

Эта физическая величина используется для измерения макроскопических количеств веществ в тех случаях, когда для численного описания изучаемых процессов необходимо принимать во внимание микроскопическое строение вещества, например, в химии , при изучении процессов электролиза , или в термодинамике , при описании уравнений состояния идеального газа .

Количество вещества обозначается латинской n {\displaystyle n} (эн) и не рекомендуется обозначать греческой буквой ν {\displaystyle \nu } (ню), поскольку этой буквой в химической термодинамике обозначается стехиометрический коэффициент вещества в реакции, а он, по определению, положителен для продуктов реакции и отрицателен для реагентов . Однако в школьном курсе широко используется именно греческая буква ν {\displaystyle \nu } (ню).

Для вычисления количества вещества на основании его массы пользуются понятием молярная масса : n = m / M {\displaystyle n=m/M} , где m - масса вещества, M - молярная масса вещества. Молярная масса - это масса, которая приходится на один моль данного вещества. Молярная масса вещества может быть получена произведением молекулярной массы этого вещества на количество молекул в 1 моле - на число Авогадро . Молярная масса (измеренная в г/моль) численно совпадает с относительной молекулярной массой.

По закону Авогадро , количество газообразного вещества можно также определить на основании его объёма : n {\displaystyle n} = V / V m , где V - объём газа при нормальных условиях , а V m - молярный объём газа при тех же условиях, равный 22,4 л/моль.

Таким образом, справедлива формула, объединяющая основные расчёты с количеством вещества:

n = m M = N N A = V V m {\displaystyle n={\frac {m}{M}}={\frac {N}{N_{A}}}={\frac {V}{V_{m}}}}

Примечания

Количество вещества (неопр.) . Большой энциклопедический политехнический словарь (2004). Проверено 31 января 2014.
Деньгуб В. М. , Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. - М. : Издательство стандартов, 1990. - С. 85. - 240 с. - ISBN 5-7050-0118-5 .
, с. 119.
Avogadro constant (англ.) . Physical Measurement Laboratory . . Проверено 7 февраля 2017.
5 B + 4 , 5 H 2 → B 5 H 9 , Δ H 298 ∘ = + 62 , 8 k J {\displaystyle {\mathsf {5B+4{,}5H_{2}\ {\xrightarrow {}}\ B_{5}H_{9}}},~\Delta H_{298}^{\circ }=+62{,}8~\mathrm {kJ} }
Когда

При описании химических реакций , количество вещества является более удобной величиной, чем масса , так как молекулы взаимодействуют независимо от их массы в количествах, кратных целым числам.

Например для реакции горения водорода (2H 2 + O 2 → 2H 2 O) требуется в два раза большее количество вещества водорода, чем кислорода . При этом масса водорода, участвующего в реакции, примерно в 8 раз меньше массы кислорода (так как атомная масса водорода примерно в 16 раз меньше атомной массы кислорода). Таким образом, использование количества вещества облегчает интерпретацию уравнений реакций: соотношение между количествами реагирующих веществ непосредственно отражается коэффициентами в уравнениях.

Так как использовать в расчётах непосредственно количество молекул неудобно, потому что это число в реальных опытах слишком велико, вместо измерения количества молекул «в штуках», их измеряют в молях . Фактическое количество единиц вещества в 1 моле называется числом Авогадро (N A = 6,022 141 79(30)·10 23 моль −1) (правильнее - постоянная Авогадро , так как в отличие от числа эта величина имеет единицы измерения).

Количество вещества обозначается латинской n (эн) и не рекомендуется обозначать греческой буквой (ню), поскольку этой буквой в химической термодинамике обозначается стехиометрический коэффициент вещества в реакции, а он, по определению, положителен для продуктов реакции и отрицателен для реагентов. Однако в школьном курсе широко используется именно греческая буква (ню).

Для вычисления количества вещества на основании его массы пользуются понятием молярная масса : , где m - масса вещества, M - молярная масса вещества. Молярная масса - это масса, которая приходится на один моль данного вещества. Молярная масса вещества может быть получена произведением молекулярной массы этого вещества на количество молекул в 1 моле - на число Авогадро . Молярная масса (измеренная в г/моль) численно совпадает с относительной молекулярной массой.

По закону Авогадро , количество газообразного вещества так же можно определить на основании его объёма : = V / V m , где V - объём газа (при нормальных условиях), V m - молярный объём газа при Н. У., равный 22,4 л/моль.

Таким образом, справедлива формула, объединяющая основные расчёты с количеством вещества:

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Количество вещества" в других словарях:

количество вещества - medžiagos kiekis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, išreiškiamas medžiagos masės ir jos molio masės dalmeniu. atitikmenys: angl. amount of substance vok. Molmenge, f; Stoffmenge, f rus. количество вещества, n;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

количество вещества - medžiagos kiekis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. amount of substance vok. Stoffmenge, f rus. количество вещества, n pranc. quantité de matière, f … Fizikos terminų žodynas

Физ. величина, определяемая числом структурных элементов (атомов, молекул, ионов и др. частиц или их групп), содержащихся в в ве (см. Моль) …

количество вещества удержанного в организме - rus содержание (с) вредного вещества в организме, количество (с) вещества удержанного в организме eng body burden fra charge (f) corporelle deu inkorporierte Noxe (f) spa carga (f) corporal … Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки

незначительное количество (вещества) - очень малое количество вещества — Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы очень малое количество вещества EN trace …

Минимальное количество единовременно находящегося в производстве вещества, которое определяет границу между технологическими процессами и технологическими процессами повышенной пожарной опасности. Источник: ГОСТ Р 12.3.047 98 EdwART. Словарь… … Словарь черезвычайных ситуаций

пороговое количество вещества - Минимальное количество единовременно находящегося в производстве вещества, которое определяет границу между технологическими процессами и технологическими процессами повышенной пожарной опасности. [ГОСТ Р 12.3.047 98] Тематики пожарная… … Справочник технического переводчика

пороговое количество вещества - 3.1.17. пороговое количество вещества: Минимальное количество единовременно находящегося в производстве вещества, которое определяет границу между технологическими процессами и технологическими процессами повышенной пожарной опасности. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Физ. величина, равная для элемента кол ву в ва, соединяющемуся с атомарным водородом или замещающему его в хим. соединениях. Единица Э, к. в. (в СИ) моль. Э. к. в. для к ты равно кол ву в ва, делённому на основность к ты (число ионов водорода),… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Количество категория, выражающая внешнее, формальное взаимоотношение предметов или их частей, а также свойств, связей: их величину, число, степень проявления того или иного свойства. Содержание 1 История понятия … Википедия

Книги

Химия. 9 класс. Учебник. ФГОС (количество томов: 2) , Жилин Д.М.. Учебник для 9 класса входит в состав УМК по химии для общеобразовательных школ. В учебнике изложены основные понятия и законы химии, а также основы общей, неорганической и органической химии.…