Молі - це важливе поняття в хімії, яке є мірою кількості речовини. Коли ми говоримо про кількість речовини, ми маємо на увазі кількість молекул або атомів цієї речовини. Натуральні числа, що вказують на кількість молекул або атомів речовини, називаються також числами Авогадро.
Але як обчислити кількість молекул або атомів речовини? Для цього потрібно знати молярну масу речовини і кількість грам речовини. Молярна маса-це маса 1 моля речовини. Тобто, щоб знайти кількість молей речовини, потрібно розділити масу речовини на його молярну масу. Після цього можна знайти кількість молекул або атомів, використовуючи число Авогадро, що дорівнює приблизно 6,022 × 10^23 молекул або атомів в 1 молі речовини.
Розглянемо приклад. Припустимо, у нас є 128 грам сірчистого ангідриду (SO2). Щоб обчислити кількість молей цієї речовини, ми повинні поділити його масу на молярну масу сірчистого ангідриду. Вага сірчистого ангідриду дорівнює 64 г / моль, тому:
Кількість молей SO2 = маса SO2 / молярна маса SO2
Кількість молей SO2 = 128 г / 64 г/моль
Кількість молей SO2 = 2 молі
Тепер, щоб знайти кількість молекул SO2, ми множимо кількість молей цієї речовини на число Авогадро:
Кількість молекул SO2 = кількість молей SO2 * число Авогадро
Кількість молекул SO2 = 2 молі * 6,022 × 10^23 молекул / моль
Кількість молекул SO2 ≈ 1,204 × 10^24 молекул SO2
Аналогічно можна обчислити кількість молей і молекул натрію гідроксиду (NaOH), якщо у нас є його маса. Молярна маса NaOH - це 40 г / моль. Провівши розрахунки, ми можемо визначити, що кількість молей NaOH становить 0,2 моля, а кількість молекул NaOH близько 1,204 × 10^23 молекул.
Скільки молей і молекул в 128 г SO2 і 8 г NaOH
Для того щоб дізнатися кількість молей і молекул в заданих зразках, необхідно використовувати дані про молярну масу речовин і формули речовини. У цьому випадку ми маємо дві речовини: SO2 (діоксид сірки) і NaOH (гідроксид натрію).
1. Молярна маса SO2:
Молярна маса (M) SO2 = маса (m) SO2 / кількість речовини (n) SO2
Молярна маса (M) SO2 = 32,07 г / моль + 2 * 16,00 г/моль = 64,07 г / моль
2. Маса SO2:
Маса (m) SO2 = 128 г
3. Кількість молей SO2:
Кількість молей (n) SO2 = маса (m) SO2 / молярна маса (M) SO2
Кількість молей (n) SO2 = 128 г / 64,07 г/моль = 2 моль
4. Кількість молекул SO2:
Кількість молекул SO2 = кількість молей SO2 * Avogadro's number (NA)
Кількість молекул SO2 = 2 моль * 6,022 × 10 23 молекул / моль = 1,2044 × 10 24 молекул
5. Молярна маса NaOH:
Молярна маса (M) NaOH = маса (m) NaOH / кількість речовини (N) NaOH
Молярна маса (M) NaOH = 22,99 г / моль + 16,00 г / моль + 1,01 г/моль = 39,99 г / моль
6. Маса NaOH:
Маса (m) NaOH = 8 г
7. Кількість молей NaOH:
Кількість молей (N) NaOH = маса (m) NaOH / молярна маса (m) NaOH
Кількість молей (N) NaOH = 8 г / 39,99 г / моль = 0,2 моль
8. Кількість молекул NaOH:
Кількість молекул NaOH = кількість молей NaOH * avogadro's number (NA)
Кількість молекул NaOH = 0,2 моль * 6,022 × 10 23 молекул / моль = 1,2044 × 10 23 молекул
Отже, в 128 г SO2 міститься 2 моля і 1,2044 × 10 24 молекул.
А в 8 г NaOH міститься 0,2 моля і 1,2044 × 10 23 молекул.
Маса і кількість реактивів
Для визначення кількості реактивів в хімічній реакції необхідно знати їх масу і молярні маси відповідних речовин. Ця інформація дозволяє обчислити кількість молей речовини, яка бере участь у реакції.
Давайте розглянемо приклад реакції між SO2 та NaOH.
| Речовина | Маса, г | Молярна маса, г / моль |
|---|---|---|
| SO2 | 128 | 64.06 |
| NaOH | 8 | 39.997 |
Спочатку знайдемо кількість молей кожного реактиву:
Кількість молей SO2 = маса SO2 / молярна маса SO2 = 128 г / 64.06 г/моль = 2 моль
Кількість молей NaOH = маса NaOH / молярна маса NaOH = 8 г / 39.997 г / моль = 0.2 моль
Тепер ми знаємо, що в реакції бере участь 2 моль SO2 і 0.2 моль NaOH. Ця інформація дозволяє провести подальші розрахунки, наприклад, визначити співвідношення між реагентами або обчислити кількість продукту реакції.
Молярна маса SO2 та NaOH
Молярна маса SO2:
- Атомна маса сірки (S) = 32,06 г / моль
- Атомна маса кисню (O) = 16,00 г/моль
Молярна маса SO2 = атомна маса сірки + 2 * атомна маса кисню = 32,06 г/моль + 2 * 16,00 г/моль = 64,06 г/моль.
Молярна маса NaOH:
- Атомна маса натрію (Na) = 22,99 г/моль
- Атомна маса кисню (O) = 16,00 г/моль
- Атомна маса водню (H) = 1,01 г/моль
Молярна маса NaOH = атомна маса натрію + атомна маса кисню + атомна маса водню = 22,99 г/моль + 16,00 г/моль + 1,01 г/моль = 40,00 г/моль.
Підрахунок кількості молей
Щоб обчислити кількість молей, необхідно розділити масу речовини на його молярну масу. Підрахуємо кількість молей кожного реагенту:
Маса SO2 = 128 г
Молярна маса SO2 = 64 г / моль
Кількість молей SO2 = маса SO2 / молярна маса SO2 = 128 г / 64 г / моль = 2 моль
Маса NaOH = 8 г
Молярна маса NaOH = 40 г / моль
Кількість молей NaOH = маса NaOH / молярна маса NaOH = 8 г / 40 г / моль = 0.2 моль
Таким чином, в 128 г SO2 міститься 2 моля діоксиду сірки, а в 8 г NaOH міститься 0.2 моль гідроксиду натрію.
Кількість молекул у SO2
Для підрахунку кількості молекул в SO2 необхідно знати молярну масу цієї сполуки і використовувати формулу:
Кількість молекул = маса / молярна маса * число Авогадро
Молярна маса SO2 дорівнює 64 г/моль.
Виходячи з цієї інформації, розрахуємо кількість молекул в 128 г SO2:
Кількість молекул = 128 г / 64 г/моль * 6.022 × 10^23 молекул / моль
Результатом обчислення буде кількість молекул в 128 г SO2.
Кількість молекул в NaOH
Для розрахунку кількості молекул речовини необхідно знати його молярну масу і масу зразка. Для NaOH молярна маса становить приблизно 40 г/моль. Якщо взяти 8 г NaOH, то кількість молекул можна визначити наступним чином:
Маса зразка (г) / молярна маса речовини (г/моль) = кількість молей
8 г NaOH / 40 г / моль = 0.2 моль
Кількість молекул в одній молі речовини становить приблизно 6.022 × 10^23 молекул, так як це число називається постійною Авогадро. Отже, в 0.2 молі NaOH буде:
0.2 моль × 6.022 × 10^23 молекул / моль = 1.204 × 10^23 молекул
Таким чином, в 8 г NaOH міститься приблизно 1.204 × 10^23 молекул.
Співвідношення молей SO2 і NaOH
Для визначення співвідношення молей SO2 і NaOH в реакції необхідно спочатку виразити масу кожного реактиву в молях. Для цього використовується молярна маса кожного з речовин.
Молярна маса SO2 становить приблизно 64 г / моль, тому маса 128 г SO2 містить:
128 г SO2 *(1 моль SO2 / 64 г SO2) = 2 моль SO2
Молярна маса NaOH становить приблизно 40 г/моль, тому маса 8 г NaOH містить:
8 г NaOH *(1 моль NaOH / 40 г NaOH) = 0.2 моль NaOH
Виходячи з отриманих значень, співвідношення молей SO2 і NaOH можна записати наступним чином:
- 2 моль SO2: 0.2 моль NaOH
Таким чином, на 1 моль NaOH припадає 10 моль SO2 в даній реакції.
Надмірне і обмежує речовини
В даному контексті, надлишкове і обмежує речовини відіграють важливу роль при розрахунку кількості молей і молекул реактивів.
Обмежувальна речовина-це реагент, який повністю витрачається під час хімічної реакції. Коли обмежувальна речовина закінчується, реакція припиняється, навіть якщо інші реагенти все ще залишаються. Відрізнити обмежує речовина можна, порівнявши кількість молей даної речовини з кількістю молей інших реагентів.
Надмірна речовина-це реагент, який залишається після закінчення реакції. Маючи інформацію про кількість молей кожного реагенту, можна визначити, які реагенти є надлишковими і в якій кількості.
При розрахунку кількості молей і молекул в реакції необхідно визначити обмежуючу речовину. Для цього використовуються молярні співвідношення реагентів, зазначені в збалансованому рівнянні хімічної реакції.
Наприклад, для розрахунку кількості молей і молекул в 128 г SO2 і 8 г NaOH, необхідно встановити, яке з цих речовин є обмежуючим. Для цього переводимо маси в молі і порівнюємо співвідношення молей реагентів в рівнянні реакції.
Після визначення обмежувального речовини, можна розрахувати кількість молей і молекул для кожного з реагентів, враховуючи стехіометричні коефіцієнти в рівнянні реакції.