Cantitate de substanță

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 26 mai 2021; verificările necesită 9 modificări .

Cantitate de substanță
$\n$ , $\ \nu$
Dimensiune	N
Unități
SI	cârtiță
GHS	cârtiță

Cantitatea de substanță este o mărime fizică care caracterizează numărul de unități structurale de același tip conținute într-o substanță . Unitățile structurale sunt orice particule care alcătuiesc o substanță ( atomi , molecule , ioni , electroni sau orice alte particule) [1] . Unitatea de măsurare a cantității de substanță în Sistemul Internațional de Unități (SI) și în sistemul CGS este molul [2] . Fără specificație obiect de luat în considerare, termenul „cantitate de substanță” nu este utilizat [K 1] . 1 mol conține particule de Na.

Aplicație

Această mărime fizică este utilizată pentru măsurarea cantităților macroscopice de substanțe în cazurile în care, pentru o descriere numerică a proceselor studiate, este necesar să se țină cont de structura microscopică a substanței, de exemplu, în chimie , atunci când se studiază procesele de electroliză , sau în termodinamică , când se descriu ecuaţiile de stare ale unui gaz ideal .

Când descriem reacții chimice , cantitatea unei substanțe este o cantitate mai convenabilă decât masa , deoarece moleculele interacționează indiferent de masa lor în cantități care sunt multipli de numere întregi.

De exemplu, reacția de ardere a hidrogenului (2H 2 + O 2 → 2H 2 O) necesită de două ori mai multă substanță hidrogen decât oxigenul . În acest caz, masa de hidrogen implicată în reacție este de aproximativ 8 ori mai mică decât masa oxigenului (deoarece masa atomică a hidrogenului este de aproximativ 16 ori mai mică decât masa atomică a oxigenului). Astfel, utilizarea cantității de substanță facilitează interpretarea ecuațiilor de reacție: raportul dintre cantitățile de substanțe care reacţionează este reflectat direct de coeficienții din ecuații.

Deoarece este incomod să se folosească numărul de molecule direct în calcule, deoarece acest număr este prea mare în experimentele reale, în loc să se măsoare numărul de molecule în unități de „bucata”, acestea sunt măsurate în moli . Numărul real de unități „bucata” într-un mol dintr-o substanță se numește numărul lui Avogadro ( N A = 6,02214076⋅10 23 „bucata”/mol [4] ).

Cantitatea unei substanțe se notează cu latinescul (en) și nu se recomandă să fie notat cu litera greacă (nu), deoarece această literă în termodinamica chimică denotă coeficientul stoichiometric al substanței în reacție și, prin definiție, , este pozitivă pentru produșii de reacție și negativă pentru reactanți [5] . Cu toate acestea, litera greacă (nu) este utilizată pe scară largă în cursul școlar . $n$ $\nu$ $\nu$

Pentru a calcula cantitatea unei substanțe pe baza masei sale, se folosește conceptul de masă molară : , unde m este masa substanței, M este masa molară a substanței. Masa molară este masa pe mol a unei substanțe date. Masa molară a unei substanțe poate fi obținută prin înmulțirea greutății moleculare a acelei substanțe cu numărul de molecule dintr-un mol - cu numărul lui Avogadro . Masa molară (măsurată în g/mol) este numeric aceeași cu greutatea moleculară relativă. $n=m/M$

Conform legii lui Avogadro , cantitatea unei substanțe gazoase poate fi determinată și pe baza volumului său : \ u003d V / V m , unde V este volumul gazului în condiții normale și V m este volumul molar al gazului în același timp. condiții, egal cu 22,4 l/mol. $n$

Astfel, este valabilă o formulă care combină calculele de bază cu cantitatea de substanță:

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

Comentarii

↑ Putem vorbi despre cantitatea de substanță pentru molecule ( unități de formulă ) de hidrogen , putem vorbi despre numărul de moli de atomi de hidrogen , dar expresia „un mol de hidrogen” fără a preciza obiectul discuției este lipsită de sens [3] . ${\ce {H2)}$ ${\ce {H}}$

Note

↑ [dic.academic.ru/dic.nsf/polytechnic/4077/CANTITATE Cantitatea de substanță] . Marele dicționar politehnic enciclopedic (2004). Preluat: 31 ianuarie 2014. (nedefinit)
↑ Dengub V. M. , Smirnov V. G. Unități de mărime. Dicţionar de referinţă. - M . : Editura de standarde, 1990. - S. 85. - 240 p. — ISBN 5-7050-0118-5 .
↑ Press I.A. , Fundamentals of General Chemistry, 2017 , p. 119.
↑ constanta Avogadro . Laborator de Masurare Fizica . Institutul Național de Standarde și Tehnologie . Data accesului: 7 februarie 2017. Arhivat din original pe 29 iunie 2015.
↑ Când căldura de reacție este scrisă așa cum se face în această ecuație, se înțelege că ea este exprimată în kilojuli pe unitate stoechiometrică ("mol") de reacție conform ecuației scrise. În cazul în cauză, căldura de reacție este de 62,8 kJ pe mol (+62,8 kJ mol −1 ) B 5 H 9 (gazos) , dar este de numai 12,56 kJ pe mol de bor consumat (solid cristalin) sau 62,8 kJ pentru fiecare 4,5 moli de hidrogen gazos. Căldura de reacție este întotdeauna tabelată pe mol de compus format. ${\mathsf {5B+4{,}5H_{2}\ {\xrightarrow {}}\ B_{5}H_{9}}},~\Delta H_{{298}}^{\circ }=+62 {,}8~{\mathrm {kJ}}$

Literatură

Press IA [www.libgen.io/book/index.php?md5=4E765590D7E3748388362C94EC27AF3A Fundamentele chimiei generale]. - Ed. a III-a, stereotip. - Sankt Petersburg. : Himizdat, 2017. - 352 p. - ISBN 978-5-93808-286-1 . (link indisponibil)