Хімія. Повторне видання. 8 клас. Григорович (2025)
§ 6. Кількість речовини. Молярна маса речовин
Поміркуйте
У який спосіб можна відібрати однакову кількість молекул різних речовин, наприклад, по одному мільйону молекул води та цукру?
1 моль — порція речовини
Майже все, що людина бачить навколо себе, вона намагається описати кількісними характеристиками. Так, коли ми витрачаємо воду, то обчислюємо її об’єм: скільки літрів (або кубометрів) витекло з крана. Купуючи цукерки, ми повідомляємо продавцеві потрібну масу: саме скільки грамів він має зважити. Але іноді знання маси або об’єму буде замало.
Уявіть, що у вас є купа цукерок. Як дізнатися, скільки цукерок у цій купі? Звісно, можна полічити всі цукерки по одній.
Але справа полегшується, якщо цукерки розфасовані в пакети з однаковою кількістю цукерок у пакеті. Слід помножити кількість пакетиків на кількість цукерок у кожному з них.
Як полічити атоми Карбону в купі вуглецю?
Набагато простіше, якщо атоми лічити не по одному, а також певними порціями.
Справді, науковці й науковиці не лічать поодинокі атоми або молекули, а відміряють їх порціями. Одна «еталонна» порція будь-якої речовини містить 6,02 • 1023 частинок (атомів, молекул, йонів). Це дуже багато! А порція речовини, яка містить стільки частинок, — це 1 моль.
1 моль — це така кількість речовини (порція), що містить 6,02 • 1023 структурних частинок цієї речовини (атомів, молекул, йонів тощо).
Дізнайтеся більше
Число 6,02 • 1023 називають на честь відомого італійського фізика і хіміка Амедео Авоґадро, хоча сам він і гадки не мав про це. Першим визначити кількість частинок у певній кількості речовини спробував інший науковець. Проте Авоґадро зробив настільки великий внесок у становлення молекулярної теорії, що це число назвали числом Авоґадро. Цьому числу дорівнює стала Авоґадро, але в неї є одиниця вимірювання: 6,02 • 1023 моль-1.
Поміркуйте
Числа, не кратні 10, ми використовуємо доволі часто. Приміром, доба — це порція часу тривалістю 24 години. А один світловий рік — це відстань у майже 9,5 • 1012 км. Пригадайте інші одиниці вимірювання з «незвичними» числами.
Дізнайтеся більше
В українській мові невеликий метелик, гусениця якого є шкідником вовняних виробів, — це міль, а одиниця вимірювання кількості речовини — моль. Тож не варто їх плутати. Англійською mole також співзвучне з назвою тварини mole — кріт.
Слова «моль» і «молекула» — спільнокореневі й походять від латинських слів. Слово «молекула» було трансформоване зі словосполучення молес-корпускула, тобто маленька частинка.
Моль — одиниця вимірювання кількості речовини
Моль — це одиниця вимірювання, як, приміром, кілограм, метр, секунда тощо. Якщо кілограм — одиниця вимірювання маси, то фізичну величину, яку вимірюють у молях, називають кількість речовини. Її позначають латинською літерою n.
Кількість речовини — фізична величина, що характеризує кількість однотипних частинок речовини (атомів, молекул, йонів тощо).
Кількість речовини визначає, скільки частинок речовини міститься в певному зразку.
Поняття «кількість речовини» застосовне для всіх частинок речовини. За хімічною формулою сполуки, якщо відома кількість речовини її молекул (формульних одиниць), можна визначити кількість речовини всіх атомів у її складі.
Молярна маса
На звичайних терезах виміряти маси таких маленьких частинок, як молекули, неможливо. Проте, якщо ми маємо зразок кількістю речовини 1 моль, то масу одного моля речовини виміряти цілком реально навіть на кухонних вагах. Масу одного моля речовини називають молярною масою речовини.
Молярна маса — це маса речовини кількістю 1 моль.
Молярна маса — це фізична величина, що дорівнює відношенню маси речовини до її кількості речовини. Її позначають великою літерою М та обчислюють за формулою:
Поміркуйте
За формулою для обчислення молярної маси визначте її одиницю вимірювання.
Визначення молярної маси речовини
Молярна маса М, виражена в г/моль, чисельно дорівнює відносній молекулярній масі Мr. Тому за відомою формулою речовини її обчислюють так само.
• Обчислимо молярну масу метану:
Для простих речовин атомної (і металічної) будови молярна маса чисельно дорівнює відносній атомній масі.
Різні речовини складаються з різних молекул (формульних одиниць), які мають різні маси. Якщо взяти декілька речовин у кількості речовини 1 моль, можна помітити, що ці порції різняться за масою й займають різні об’єми.
Маса одного моля цукру — 342 г, а одного моля води — лише 18 г
Очевидно, що чим більша маса однієї молекули, тим більша молярна маса речовини, що складається з таких молекул.
Дізнайтеся більше
З-поміж відомих речовин найбільшу молекулярну масу має білок тітин, молекулярна формула якого C169717H270466N45688O52238S911. Молярна маса тітину дорівнює 3 816 030 г/моль, тобто 1 моль цієї речовини важить майже 4 тонни!
Обчислення з використанням молярної маси
Приклад 1. Обчисліть молярну масу кальцинованої соди Na2CO3.
Приклад 2. Обчисліть масу кальцинованої соди кількістю речовини 0,5 моль.
Приклад 3. Обчисліть кількість речовини води масою 1 кг.
Досліджуємо, моделюємо, проєктуємо
Запропонуйте спосіб моделювання об'єктів кількістю речовини 1 моль.
Робота з інформацією
41. Обчисліть кількість речовини атомів (або йонів) кожного хімічного елемента, що міститься в 1 моль таких речовин: а) Сl2; б) H2SO4; в) Н3РО4; г) Fe2O3; д) Са(ОН)2.
42. Обчисліть молярні маси речовин: a) H2S; б) NH3; в) F2; г) СаСО3; д) SO2; е) NaOH; є) K2SO4; ж) Fe(NO3)3; з) NaAl(OH)4.
43. Обчисліть кількість речовини: а) заліза масою 7 г; б) азоту N2 масою 21 г; в) крейди СаСО3 масою 500 г; г) харчової (питної) соди NaHCO3 масою 10 кг.
44. Обчисліть масу (г): а) водню Н2 кількістю речовини 2 моль; б) кисню О2 кількістю речовини 3 моль; в) води Н2О кількістю речовини 2,5 моль; г) цукру С12Н22O11 кількістю речовини 0,75 моль; д) золота кількістю речовини 0,08 моль.
45. Визначте молярні маси та назви простих речовин, якщо маса зразка кількістю речовини: а) 7 моль дорівнює 444,5 г; б) 3,5 моль дорівнює 84 г; в) 0,25 моль дорівнює 8 г.
46. Визначте, маса якого зразка більша: а) кисню О2 кількістю речовини 3 моль чи азоту N2 кількістю речовини 2 моль; б) води Н2О кількістю речовини 5 моль чи хлору Сl2 кількістю речовини 1,4 моль; в) негашеного вапна СаО кількістю речовини 1 моль чи паленої магнезії MgO кількістю речовини 1,5 моль.
47. Обчисліть кількість речовини атомів Оксигену в: а) сірчистому газі SO2 кількістю речовини 3 моль; б) мідній ожарині СuО масою 40 г.
48. У якому зразку більше молекул: у кисні О2 чи в озоні О3 масою по 100 г?
49. Маса зразка нітратної кислоти HNO3 дорівнює 126 г. Обчисліть у цьому зразку кількість речовини: а) молекул нітратної кислоти; б) атомів Нітрогену; в) атомів Гідрогену; г) атомів Оксигену.
50. Кількість речовини в зразку сполуки Карбону з Гідрогеном масою 0,8 г дорівнює 0,05 моль. Обчисліть молярну масу цієї речовини та визначте її формулу.
Розуміння явищ природи (робота в групах)
51. Поясніть малюнок і складіть діаграму Венна, порівнявши поняття «відносна молекулярна маса» і «молярна маса».
52. Уявити, наскільки велике число Авоґадро, можна так: якщо рівномірно розсипати по всій поверхні нашої планети (і водній також) 6,02 • 1023 піщинок діаметром 1 мм, то вони утворять шар піску завтовшки близько 1 м. Запропонуйте свої аналогії, якими можна проілюструвати величезність числа Авоґадро.
