Часть И. ОБЩАЯ ХИМИЯ

Раздел 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ

§ 1.6. Моль. Молярная масса

В Международной системе единиц (Сl) за единицу количества вещества принято моль.

Моль - это количество вещества, содержит столько структурных единиц (молекул, атомов, ионов, электронов или других), сколько атомов содержится в 0,012 кг изотопа углерода ¹²С.

¹ Если в состав молекулы входят атомы определенного изотопа, что всегда указывается (например, Н³⁷ Сl), то при вычислении относительной молекулярной массы используется масса этого изотопа. Если же указываются лишь символы химических элементов, то во время вычисления молекулярной массы вещества используются значения А. Зная массу одного атома углерода (1,993 ∙ 10^-26кг), можно определить число атомов NA в 0,012 кг углерода:

Это число называется постоянной Авогадро (обозначается N_A, размерность - 1 /моль), показывает число структурных единиц в моле любого вещества.

Молярная масса - величина, равная отношению массы вещества к количеству вещества.

Она имеет размерность кг/моль или г/моль; обычно ее обозначают буквой М.

Молярну массу вещества легко вычислить, зная массy молекулы. Так, если масса молекулы воды равна 2,99 • 10^-26 кг, то молярная масса M(Н₂О) = 2,99 • 10^-26 кг • 6,02 • 10²³ 1/моль = 0,018 кг/моль, или 18 г/моль. В общем случае молярная масса вещества, выраженная в г/моль, численно равна относительной атомной или относительной молекулярной массе этого вещества. Например, относительные атомные и молекулярные массы С, Fe, О₂, Н₂О соответственно равны 12, 56, 32, 18, а их молярные массы составляют соответственно 12 г/моль, 56 г/моль 32 г/моль, 18 г/моль.

Молярну массу можно вычислить для веществ как в молекулярном, так и в атомарном состоянии. Например, относительная молекулярная масса водорода M_r(Н₂) = 2, а относительная атомная масса А_r(Н) = 1. Количество вещества, определяется числом структурных единиц (N_A), в обоих случаях одинакова - 1 моль. Однако молярная масса молекулярного водорода составляет 2 г/моль, а молярная масса атомарного водорода - 1 г/моль. Один моль атомов, молекул или ионов содержит такое число этих частиц, равное постоянной Авогадро. Например:

1 моль атомов ¹²С = 6,02 • 10²³ атомов ¹²С;

1 моль молекул Н2О = 6,02 • 10²³ молекул Н₂О;

1 моль ионов SO₄^2- = 6,02 • 10²³ ионов SO₄^2-.

Масса и количество вещества - понятия разные. Масса выражается в килограммах (граммах), а количество вещества-в молях. Между массой вещества (m, r), количеством вещества(n, моль) и молярною массой (М, г/моль) существуют простые соотношения:

По этим формулам легко вычислить массу определенного количества вещества, или определить число молей вещества в известной массе его, или найти молярну массу вещества (см. § 1.12 - решения типовых задач).