В каком случае применяют физическую величину «количество вещества» и в каких единицах ее измеряют? Ответ поясните примерами.
Величину “количество вещества” применяют в тех случаях, когда интересует соотношение количества частиц, вступающих и/или образующихся в процессе химической реакции. Использовать количество вещества удобнее, чем массу или объем. С помощью понятия “количество вещества” можно легко рассчитать пропорции, в которых следует взять реагенты, или, определить пропорцию выхода продукта реакции по отношению к исходному реагенту.
Количество вещества измеряют в молях.
Моль – единица количества вещества, содержащее столько же структурных единиц этого вещества (молекул, атомов, ионов) сколько содержится в 12 г изотопа 12C, (6,02 × 1023 частиц).
Моль связан с массой следующим соотношением:
n = m / M,
n – количество вещества (моль);
m – масса (грамм);
M – молярная масса (г/моль).
С объемом моль связан следующим соотношением:
n = V / VM,
n – количество вещества (моль);
V – объем газа (литры);
VM – молярный объем газа (объем 1 моля газа при н.у. = 22,4 л/моль).
Зная количественные соотношения веществ можно легко вычислить массу (объем) исходных веществ или продуктов реакции.
Например, при горении метана 1 молекула метана вступает в химическое взаимодействие с 2 молекулами кислорода и образованием 2 молекул воды и 1 молекулы углекислого газа:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
Т.е. 1 моль метана и 2 моля кислорода дают 1 моль углекислого газа и 2 моля воды.
Второй пример. При горении водорода 2 молекулы водорода соединяются с 1 молекулой кислорода и образуют 2 молекулы воды:
2H2 + O2 = 2H2O
Т.е. 2 моля водорода и 1 моль кислорода дают нам 2 моля воды.
Третий пример. В реакции соединения алюминия и серы вступают 2 моля алюминия и 3 моля серы с образованием 1 моля сульфида алюминия.
2Al + 3S = Al2S3
