Кількість речовини

Кількість речовини - фізична величина. характеризує кількість однотипних структурних одиниць, що містяться в речовині. Під структурними одиницями розуміються будь-які частинки, з яких складається речовина (атоми. Молекули. Іони. Електрони або будь-які інші частинки) [1]. Одиниця виміру кількості речовини в Міжнародній системі одиниць (СІ) і в системі СГС - моль [2].

застосування

Ця фізична величина використовується для вимірювання макроскопічних кількостей речовин в тих випадках, коли для чисельного опису досліджуваних процесів необхідно брати до уваги мікроскопічну будову речовини, наприклад, в хімії. при вивченні процесів електролізу. або в термодинаміки. при описі рівнянь стану ідеального газу.

При описі хімічних реакцій. кількість речовини є більш зручною величиною, ніж маса. так як молекули взаємодіють незалежно від їх маси в кількостях, кратних цілих числах.

Наприклад для реакції горіння водню (2H2 + O2 → 2H2 O) потрібно в два рази більшу кількість речовини водню, ніж кисню. При цьому маса водню, який бере участь в реакції, приблизно в 8 разів менше маси кисню (так як атомна маса водню приблизно в 16 разів менше атомної маси кисню). Таким чином, використання кількості речовини полегшує інтерпретацію рівнянь реакцій: співвідношення між кількостями реагентів безпосередньо відбивається коефіцієнтами в рівняннях.

Так як використовувати в розрахунках безпосередньо кількість молекул незручно, тому що це число в реальних дослідах занадто велике, замість вимірювання кількості молекул «в штуках», їх вимірюють в молях. Фактична кількість одиниць речовини в 1 молі називається числом Авогадро (NA = 6,022140857 (74) х 10 23 моль -1 [3]).

Кількість речовини позначається латинською n (ен) та не рекомендується позначати грецькою буквою # X03BD; (Ню), оскільки цією літерою в хімічній термодинаміці позначається стехиометрический коефіцієнт речовини в реакції, а він, за визначенням, позитивний для продуктів реакції і негативний для реагентів [4]. Однак в шкільному курсі широко використовується саме грецька буква # X03BD; (Ню).

Для обчислення кількості речовини на підставі його маси користуються поняттям молярна маса. n = m / M. де m - маса речовини, M - молярна маса речовини. Молярна маса - це маса, яка припадає на один моль цієї речовини. Молярна маса речовини може бути отримана твором молекулярної маси цієї речовини на кількість молекул в 1 молі - на число Авогадро. Молярна маса (виміряна в г / моль) чисельно збігається з відносною молекулярною масою.

Згідно із законом Авогадро. кількість газоподібного речовини можна також визначити на підставі його обсягу. n = V / Vm. де V - об'єм газу за нормальних умов. а Vm - молярний об'єм газу за тих же умовах, що дорівнює 22,4 л / моль.

Таким чином, справедлива формула, яка об'єднує основні розрахунки з кількістю речовини: