ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ

Частина І. ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ

Розділ 1. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ЗАКОНИ ХІМІЇ

§ 1.6. Моль. Молярна маса

У Міжнародній системі одиниць (Сl) за одиницю кількості речовини прийнято моль.

Моль — це кількість речовини, що містить стільки структурних одиниць (молекул, атомів, іонів, електронів чи інших), скільки атомів міститься в 0,012 кг ізотопу карбону¹²С.

¹ Якщо до складу молекули входять атоми певного ізотопу, що завжди зазначається (наприклад, Н³⁷ Сl), то під час обчислення відносної молекулярної маси використовується маса цього ізотопу. Якщо ж зазначаються лише символи хімічних елементів, то під час обчислення молекулярної маси речовини ви користовуються значення А. Знаючи масу одного атома карбону (1,993 ∙ 10^-26 кг), можна визначити число атомів NA в 0,012 кг карбону:

Це число називається сталою Авогадро (позначається N_A, розмірність — 1 /моль), показує число структурних одиниць у молі будь-якої речовини.

Молярна маса — величина, що дорівнює відношенню маси речовини до кількості речовини.

Вона має розмірність кг/моль або г/моль; звичайно її позначають буквою М.

Молярну масу речовини легко обчислити, знаючи масy молекули. Так, якщо маса молекули води дорівнює 2,99 • 10^-26 кг, то молярна маса M(Н₂О) = 2,99 • 10^-26 кг • 6,02 • 10²³ 1/моль = 0,018 кг/моль, або 18 г/моль. У загальному випадку молярна маса речовини, виражена в г/моль, чисельно дорівнює відносній атомній або відносній молекулярній масі цієї речовини. Наприклад, відносні атомні й молекулярні маси С, Fe, О₂, Н₂О відповідно дорівнюють 12, 56, 32, 18, а їх молярні маси становлять відповідно 12 г/моль, 56 г/моль, 32 г/моль, 18 г/моль.

Молярну масу можна обчислити для речовин як у молекулярному, так і в атомарному стані. Наприклад, відносна молекулярна маса водню M_r (Н₂) = 2, а відносна атомна маса А_r(Н) = 1. Кількість речовини, що визначається числом структурних одиниць (N_A ), в обох випадках однакова — 1 моль. Проте молярна маса молекулярного водню становить 2 г/моль, а молярна маса атомарного водню — 1 г/моль. Один моль атомів, молекул або іонів містить таке число цих частинок, що дорівнює сталій Авогадро. Наприклад:

1 моль атомів¹²С = 6,02 • 10²³ атомів¹²С;

1 моль молекул Н2О = 6,02 • 10²³ молекул Н₂О;

1 моль іонів SO₄^2- = 6,02 • 10²³ іонів SO₄^2-.

Маса і кількість речовини — поняття різні. Маса виражається в кілограмах (грамах), а кількість речовини—в молях. Між масою речовини (m, r), кількістю речовини(n, моль) і молярною масою (М, г/моль) існують прості співвідношення:

За цими формулами легко обчислити масу певної кількості речовини, або визначити число молів речовини у відомій масі його, або знайти молярну масу речовини (див. § 1.12 — розв’язування типових задач).