Используемые при решении задач

ВВЕДЕНИЕ

 

Химия является основой промышленных производств, требующих расчетов материального баланса: расхода сырья и энергии, количества продукции, потерь в процессе производства и т.д. Владение приемами расчетов химических процессов является важным для планирования и проведения их как в лабораторных, так и в заводских условиях. Поэтому при изучении химии большое внимание уделяется методам решения расчетных задач. Решение задач способствует также лучшему усвоению теории химических процессов.

В данном методическом руководстве рассмотрены химические законы, необходимые для решения задач, разобраны основные типы задач, методика и примеры их решения. Приведены контрольные задачи для самостоятельной учебной работы.

hotlog_js="1.0";hotlog_d=document; hotlog_n=navigator;hotlog_rn=Math.random(); hotlog_n_n=(hotlog_n.appName.substring(0,3)=="Mic")?0:1; hotlog_r=""+hotlog_rn+"&s=40106&im=102&r="+escape(hotlog_d.referrer)+"&pg="+ escape(window.location.href); hotlog_d.cookie="hotlog=1"; hotlog_r+="&c="+(hotlog_d.cookie?"Y":"N"); hotlog_d.cookie="hotlog=1; expires=Thu, 01-Jan-70 00:00:01 GMT" hotlog_js="1.1";hotlog_r+="&j="+(navigator.javaEnabled()?"Y":"N") hotlog_js="1.2";hotlog_s=screen; hotlog_r+="&wh="+hotlog_s.width+'x'+hotlog_s.height+"&px="+((hotlog_n_n==0)? hotlog_s.colorDepth:hotlog_s.pixelDepth) hotlog_js="1.3" hotlog_r+="&js="+hotlog_js; hotlog_d.write("")

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ,

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ

 

Для решения задач необходимо знание основных физических характеристик веществ (масса, объем, плотность) и параметров состояния реагирующей системы (температура, давление, концентрация веществ), а также единиц измерения этих величин.

Выполнение расчетов основано на умении использовать взаимосвязи между физическими характеристиками и параметрами состояния, которые отражены в основных законах химии:

• закон постоянства состава
• закон сохранения массы и энергии
• закон Авогадро и т.д.

Для успешного решения задач необходимо владение навыками математических операций: составление и решение уравнений, неравенств, действия с числами и т.п.

 

Масса атомов и молекул

 

Для измерения масс атомов и молекул в физике и химии принята единая система измерения. Массы атомов и молекул измеряются в относительных единицах – атомных единицах массы.

 

Атомная единица массы (а.е.м.) равна 1/12 массы m атома углерода ¹²С (m одного атома ¹²С равна 1,993*10^{-26 кг).}

 

Относительная атомная масса элемента (A_r) – это безразмерная величина, равная отношению средней массы атома элемента к 1/12 массы атома ¹²С. При расчете относительной атомной массы учитывается изотопный состав элемента. Величины A_r определяют по таблице Менделеева.

 

Абсолютная масса атома (m) равна относительной атомной массе, умноженной на 1 а.е.м. Например, для атома водорода абсолютная масса определяется следующим образом: m (H) = 1,008*1,661*10^{-27 кг = 1,674*10-27 кг}

Относительная молекулярная масса соединения (M_r) – это безразмерная величина, равная отношению массы m молекулы вещества к 1/12 массы атома ¹²С:

 

Относительная молекулярная масса равна сумме относительных масс атомов, входящих в состав молекулы. Например:

М _r (C₂H₆) = 2* A _r (C) + 6* A _r (H) = 2*12 + 6 = 30.

Абсолютная масса молекулы равна относительной молекулярной массе, умноженной на 1 а.е.м.

m (C₂H₆) = M_r (C₂H₆)*1,661*10^{-27 кг} = 49,82*10^{-27 кг}.

Моль, молярная масса

 

В химических процессах участвуют мельчайшие частицы – молекулы, атомы, ионы, электроны. Число таких частиц даже в малой порции вещества очень велико. Поэтому, чтобы избежать математических операций с большими числами, для характеристики количества вещества, участвующего в химической реакции, используется специальная единица – моль.

 

Моль это такое количество вещества, в котором содержится определенное число частиц (молекул, атомов, ионов), равное числу Авогадро (N_A= 6,02*10²³ моль^-1).

 

Число Авогадро N_A определяется как число атомов, содержащееся в 12 г изотопа ¹²С:

 

 

Таким образом, 1 моль вещества содержит 6,02 * 10²³ частиц этого вещества.

Исходя из этого, любое количество вещества можно выразить определенным числом молей ν (ню). Например, в образце вещества содержится 12,04*10²³ молекул. Следовательно, количество вещества в этом образце составляет:

 

 

В общем виде:    

 

где N - число частиц данного вещества; N_A - число частиц в одном моле вещества (постоянная Авогадро).

Молярная масса вещества (M) – масса одного моля этого вещества. По величине она равна относительной молекулярной массе M_r (для веществ атомного строения – относительной атомной массе A_r). Молярная масса имеет размерность г/моль. Например, молярная масса метана CH₄ определяется следующим образом:

 

М_r(CH₄) = A_r(C) + 4 A_r(H) = 12+4 =16

M(CH₄)=16 г/моль, т.е. 16 г CH₄ содержат 6,02*10²³ молекул. Молярную массу вещества можно вычислить, если известны его масса m и количество (число молей) ν, по формуле:

 

 

Соответственно, зная массу и молярную массу вещества, можно рассчитать число его молей:

 

 

или найти массу вещества по числу молей и молярной массе:

m = ν* M.

 

Необходимо отметить, что значение молярной массы вещества определяется его качественным и количественным составом, т.е. зависит от M_r и A_r. Поэтому разные вещества при одинаковом количестве молей имеют различные массы m.

Пример

 

Вычислить массы метана CH₄ и этана С₂H₆, взятых в количестве ν = 2 моль каждого.

Решение

 

Молярная масса метана равна 16 г/моль, а этана С₂Н₆ – 30 г/моль. Отсюда:

m (CH₄) = 2 моль * 16 г/моль = 32 г; m (С₂Н₆) = 2 моль * 30 г/моль = 60 г.

 

Таким образом, моль - это порция вещества, содержащая одно и то же число частиц, но имеющая разную массу для разных веществ, т.к. частицы вещества (атомы и молекулы) не одинаковы по массе.

 

ν(CH₄) = ν(С₂Н₆), но m (CH₄) < m (С₂Н₆)

 

Вычисление ν используется практически в каждой расчетной задаче.

Концентрация вещества

Концентрация – величина, характеризующая содержание вещества в единице массы или объема смеси.

 

Содержание вещества может быть выражено в единицах массы, количества вещества и объема. Наиболее распространенными способами выражения концентрации вещества являются массовая доля (ω), мольная и объемная доли (φ) и молярная концентрация (С_m).

 

2.4. Закон постоянства состава (Ж. Пруст, 1808)

Состав соединений молекулярного строения, то есть состоящих из молекул, является постоянным независимо от способа получения. Состав же соединений с немолекулярной структурой (с атомной, ионной и металлической решеткой) не является постоянным и зависит от условий получения.

2.5. Закон сохранения массы (М.В. Ломоносов, 1748)

Алгоритм решения задач

 

Чтобы решить химическую задачу рекомендуется следующий порядок действий.

1. Изучите внимательно условия задачи: определите, с какими величинами предстоит проводить вычисления, обозначьте их буквами, установите единицы их измерения (табл. 3.1), числовые значения, определите, какая величина является искомой. Запишите данные задачи в виде кратких условий.
2. Если в условиях задачи идет речь о взаимодействии веществ, запишите уравнение реакции (реакций) и уравняйте его (их) коэффициентами.
3. Выясните количественные соотношения между данными задачи и искомой величиной. Для этого расчлените свои действия на этапы, начав с вопроса задачи, выяснения закономерности, с помощью которой можно определить искомую величину на последнем этапе вычислений. Если в исходных данных не хватает каких-либо величин, подумайте, как их можно вычислить, т.е. определите предварительные этапы расчета. Этих этапов может быть несколько.
4. Определите последовательность всех этапов решения задачи, запишите необходимые формулы расчетов.
5. Подставьте соответствующие числовые значения величин, проверьте их размерности, произведите вычисления.

Таблица 3.1.

 

Решение

 

1. Находим количество вещества метана, вступившего в реакцию:

 

2. Количество углекислого газа согласно уравнению реакции равно количеству метана:

 

ν(CO₂) = ν (CH₄) = 0,2 моль

 

3. Определяем массу CO₂:

 

m(CO₂) = ν (CO₂) * M(CO₂) = 0,2 моль * 44 г/моль = 8,8 г

Ответ: m(CO₂) = 8,8 г

Вывод формул соединений

 

Этот вид расчетов чрезвычайно важен для химической практики, т.к. позволяет на основании экспериментальных данных определить формулу вещества (простейшую и молекулярную). На основании данных качественного и количественного анализов химик находит сначала соотношение атомов в молекуле (или другой структурной единице вещества), т.е. его простейшую формулу. Например, анализ показал, что вещество является углеводородом C_xH_y, в котором массовые доли углерода и водорода соответственно равны 0,8 и 0,2 (80% и 20%). Чтобы определить соотношение атомов элементов, достаточно определить их количества вещества (число молей):

 

 

Целые числа (1 и 3) получены делением числа 0,2 на число 0,0666. Число 0,0666 примем за 1. Число 0,2 в 3 раза больше, чем число 0,0666. Таким образом, CH₃ является простейшей формулой данного вещества.

Соотношению атомов C и H, равному 1:3, соответствует бесчисленное количество формул: C₂H₆, C₃H₉, C₄H₁₂ и т.д., но из этого ряда только одна формула является молекулярной для данного вещества, т.е. отражающей истинное количество атомов в его молекуле. Чтобы вычислить молекулярную формулу, кроме количественного состава вещества, необходимо знать его молекулярную массу. Для определения этой величины часто используется значение относительной плотности газа D.

Так, для вышеприведенного случая D_H2 = 15. Тогда M(C_xH_y) = 15 M(H₂) = 15*2 г/моль = 30 г/моль. Поскольку M(CH₃) = 15, то для соответствия с истинной молекулярной массой необходимо удвоить индексы в формуле. Следовательно, молекулярная формула вещества: C₂H₆.

Определение формулы вещества зависит от точности математических вычислений. При нахождении значения ν элемента следует учитывать хотя бы два – а лучше три! - знака после запятой и аккуратно производить округление чисел. Например, 0,8878 ~ 0,89 но не 1.

Соотношение атомов в молекуле не всегда определяется простым делением полученных чисел на меньшее число. Рассмотрим этот случай на следующем примере.

Задача 1. Установите формулу вещества, которое состоит из углерода (ω=25%) и алюминия (ω=75%).

 

 

Разделим 2,08 на 2. Полученное число 1,04 не укладывается целое число раз в числе 2,78 (2,78:1,04 = 2,67:1). Теперь разделим 2,08 на 3. При этом получается число 0,69, которое укладывается ровно 4 раза в числе 2,78 и 3 раза в числе 2,08. Следовательно, индексы x и y в формуле вещества Al_xC_y равны 4 и 3, соответственно.

Ответ: Al₄C₃ (карбид алюминия).

 

Более сложным вариантом задач на вывод формул соединений является случай, когда состав вещества задается через продукты сгорания этих соединений.

Задача 2. При сжигании углеводорода массой 8,316 г образовалось 26,4 г CO₂. Плотность вещества при нормальных условиях равна 1,875 г/мл. Найдите его молекулярную формулу.

 

 

3.6.2. Расчет массы (объема, количества) продуктов реакции при условии, что одно из реагирующих веществ взято в избытке

Задача. Какой объем метана (н.у.) выделится при взаимодействии 10 г карбида алюминия (Al₄C₃) с 10 г воды?

 

Краткие условия:

 

Решение

 

1. Находим количества вступивших в реакцию веществ:

2.

 

Так как на 1 моль Al₄C₃ требуется в 12 раз большее количество вещества воды, то на 0,069 моль Al₄C₃ необходимо 0,828 моль воды. Следовательно, 0,55 моль воды недостаточно для реакции с 0,069 моль Al₄C₃, который взят в избытке и прореагирует не полностью.

2. Определим ν (CH₄) по веществу, взятому в недостатке:

 

 

3. Рассчитаем объем метана, образовавшегося в реакции:

 

V(CH₄) = ν (CH₄)* V_m = 0,137 моль * 22,4 л/моль = 3,07 л

Ответ: V(CH₄) = 3,07 л

 

Задачи повышенной трудности

 

На олимпиадах предлагаются более сложные задачи, чем рассмотренные ранее. Обычно в них сочетаются различные типы расчетов – как по формулам веществ, так и по уравнениям реакций. Решение таких задач требует не только глубоких знаний химии, но и развитого логического мышления, владения алгебраическим аппаратом (системы уравнений с несколькими неизвестными, неравенства, степенные и логарифмические функции и т.п.).

Рассмотрим решение одной из олимпиадных задач.

Задача. При дегидрировании смеси циклогексана и циклогексена в бензол выделился водород массой, достаточной для полного восстановления 36,9 г нитробензола в анилин. Найти %-ный (по массе) состав исходной смеси, если известно, что такая же масса этой смеси может обесцветить 480 г 10%-ного раствора брома в CCl₄.

 

 

1. Определим m(Br₂) в растворе СCl₄:

 

m(Br₂) = m(раствора) *ω(Br₂) = 480 г * 0,1 = 48 г

 

2. Из углеводородов исходной смеси с Br₂ реагирует только циклогексен С₆Н₁₀, являющийся ненасыщенным соединением.

По уравнению этой реакции рассчитаем массу С₆Н₁₀.

 

 

ν (С₆Н₁₀) = ν (Br₂) = 0,3 моль

m(C₆Н₁₀) = ν (С₆ Н₁₀) * M(С₆ Н₁₀) = 0,3 моль * 82 г/ моль = 24,6 г

 

1. Рассчитаем количество вещества Н₂, использованного на восстановление нитробензола:

ν (Н₂) = 3*ν (С₆Н₅NO₂) = 0,9 моль

 

1. Массу циклогексана рассчитаем из уравнений реакций дегидрирования углеводородов.

 

 

Из уравнения (2) следует, что x = ν (H₂) = 0,6 моль.

Тогда количество водорода, выделившегося в реакции (1) равно:

 

ν (Н₂) = 0,9 моль – 0,6 моль = 0,3 моль.

 

 

m(C₆H₁₂) = ν (C₆H₁₂) * M(C₆H₁₂) = 0,1 моль * 84 г/моль = 8,4 г

 

5. Определим массу исходной смеси углеводоров:

 

m(смеси) = m(C₆H₁₂) + m(C₆H₁₀) = 8,4 г + 24,6 г = 33,0 г

1. Рассчитаем массовые доли углеводородов в исходной смеси:

 

Ответ: ω (С₆Н₁₀) = 0,745 (74,5%) ω (С₆Н₁₂) = 0,255 (25,5%)

 

1. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

Примечание: знаком * отмечены задачи повышенной трудности

 

1. Какое количество вещества составляет 92 г этанола С₂Н₅ОН?

2. Определите массу глюкозы, содержащей 0,6 моль атомного углерода.

3. Определите массовую долю кислорода (в %) в метиловом спирте, состав которого выражен формулой СН₃ОН.

4. Какой объем водорода (н.у.) может присоединить смесь газов массой 15,4 г, которая содержит этилен (ω = 54,5%),  пропилен (ω = 27,3%) и бутилен (ω = 18,2%).

5. Природный газ одного из месторождений содержит метан (ω = 92%), этан (ω = 3%), пропан (ω = 1,6%), бутан (ω = 0,4%), азот (ω = 2%), другие газы (ω = 1%). Определите массу органических веществ, входящих в состав 20 л (н.у.) природного газа.

6. При сгорании алкана массой 3,6 г образуется оксид углерода (IV) объемом 5,6 л (н.у). Плотность алкана по водороду равна 36. Установите молекулярную формулу алкана.

7. Вывести молекулярную формулу вещества, если оно содержит С (ω = 39,97%), Н (ω = 6,73%) и О (ω = 53,3%) и 300 мл паров этого вещества (н.у.) имеют массу, равную 2,41 г.

8. Сколько г хлора потребуется для превращения 19 г бензола С₆Н₆ в гексахлоран С₆Н₆Сl₆?

9. При нагревании иодметана СH₃I массой 2,84 г с металлическим натрием массой 0,69 г получили этан С₂Н₆ объемом 179,2 мл при н.у. Определите объемную долю выхода продукта реакции.

10. Сколько граммов 80% - го технического карбида кальция CaC₂ потребуется для получения 2,8 л ацетилена при н.у.?

11. Сколько граммов толуола С₇Н₈ потребуется для получения 113,5 г тринитротолуола С₇Н₅(NO₂)₃, если массовая доля выхода продукта составляет 80% от теоретически возможного?

12. Какую массу бромной воды с массовой доле брома 1,6% может обесцветить пропилен объемом 1,12 л (н.у.)?  

13. Какой объем воздуха потребуется для сжигания 30 л ацетилена С₂Н₂ (н.у.), содержащего 5% негорючих примесей? Содержание кислорода в воздухе считать равным 20% по объему.

14. Сколько л водорода (н.у.) выделится при каталитическом дегидрировании 49 г метилциклогексана в толуол, если объемная доля выхода продукта равна 75% от теоретически возможного?

15*. При сгорании 13,44 л (н.у.) смеси монооксида углерода, метана и ацетилена образовалось 17,99 л СО₂ (н.у.) и 9 г Н₂О. Сколько литров каждого газа содержится в смеси?

16*. При взаимодействии 11,2 г алкена с бромоводородом получено 27,4 г вещества. Напишите формулы всех возможных изомеров алкена.

17*. Анализ смеси метана и ацетилена показал, что общее содержание углерода в смеси по массе равно 88, 46%. Определите состав смеси в % по массе.

18*. При сгорании 14,6 г хлорсодержащего органического вещества было получено 13,44 л СО₂ и 3,6 г Н₂О. Весь хлор, содержавшийся в навеске, вдвое меньшей, чем исходная, переведен в AgCl массой 14,3 г. Плотность по водороду исследуемого хлорорганического вещества равна 74. Определите молекулярную формулу этого вещества.

19*. Какой объем хлороводорода может прореагировать с 15 г смеси, состоящей из равных массовых долей триметиламина, пропиламина и метилэтиламина?

20*. При окислении одноатомного спирта массой 11,2 г кислородом воздуха в присутствии катализатора при 500°С образовалась кислота, на нейтрализацию которой потребовалось 59,4 мл 20% раствора КОН (d=1,18 г/мл). Какова формула исходного спирта?

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Химия является основой промышленных производств, требующих расчетов материального баланса: расхода сырья и энергии, количества продукции, потерь в процессе производства и т.д. Владение приемами расчетов химических процессов является важным для планирования и проведения их как в лабораторных, так и в заводских условиях. Поэтому при изучении химии большое внимание уделяется методам решения расчетных задач. Решение задач способствует также лучшему усвоению теории химических процессов.

В данном методическом руководстве рассмотрены химические законы, необходимые для решения задач, разобраны основные типы задач, методика и примеры их решения. Приведены контрольные задачи для самостоятельной учебной работы.

hotlog_js="1.0";hotlog_d=document; hotlog_n=navigator;hotlog_rn=Math.random(); hotlog_n_n=(hotlog_n.appName.substring(0,3)=="Mic")?0:1; hotlog_r=""+hotlog_rn+"&s=40106&im=102&r="+escape(hotlog_d.referrer)+"&pg="+ escape(window.location.href); hotlog_d.cookie="hotlog=1"; hotlog_r+="&c="+(hotlog_d.cookie?"Y":"N"); hotlog_d.cookie="hotlog=1; expires=Thu, 01-Jan-70 00:00:01 GMT" hotlog_js="1.1";hotlog_r+="&j="+(navigator.javaEnabled()?"Y":"N") hotlog_js="1.2";hotlog_s=screen; hotlog_r+="&wh="+hotlog_s.width+'x'+hotlog_s.height+"&px="+((hotlog_n_n==0)? hotlog_s.colorDepth:hotlog_s.pixelDepth) hotlog_js="1.3" hotlog_r+="&js="+hotlog_js; hotlog_d.write("")

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ,

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ

 

Для решения задач необходимо знание основных физических характеристик веществ (масса, объем, плотность) и параметров состояния реагирующей системы (температура, давление, концентрация веществ), а также единиц измерения этих величин.

Выполнение расчетов основано на умении использовать взаимосвязи между физическими характеристиками и параметрами состояния, которые отражены в основных законах химии:

• закон постоянства состава
• закон сохранения массы и энергии
• закон Авогадро и т.д.

Для успешного решения задач необходимо владение навыками математических операций: составление и решение уравнений, неравенств, действия с числами и т.п.

 

Масса атомов и молекул

 

Для измерения масс атомов и молекул в физике и химии принята единая система измерения. Массы атомов и молекул измеряются в относительных единицах – атомных единицах массы.

 

Атомная единица массы (а.е.м.) равна 1/12 массы m атома углерода ¹²С (m одного атома ¹²С равна 1,993*10^{-26 кг).}

 

Относительная атомная масса элемента (A_r) – это безразмерная величина, равная отношению средней массы атома элемента к 1/12 массы атома ¹²С. При расчете относительной атомной массы учитывается изотопный состав элемента. Величины A_r определяют по таблице Менделеева.

 

Абсолютная масса атома (m) равна относительной атомной массе, умноженной на 1 а.е.м. Например, для атома водорода абсолютная масса определяется следующим образом: m (H) = 1,008*1,661*10^{-27 кг = 1,674*10-27 кг}

Относительная молекулярная масса соединения (M_r) – это безразмерная величина, равная отношению массы m молекулы вещества к 1/12 массы атома ¹²С:

 

Относительная молекулярная масса равна сумме относительных масс атомов, входящих в состав молекулы. Например:

М _r (C₂H₆) = 2* A _r (C) + 6* A _r (H) = 2*12 + 6 = 30.

Абсолютная масса молекулы равна относительной молекулярной массе, умноженной на 1 а.е.м.

m (C₂H₆) = M_r (C₂H₆)*1,661*10^{-27 кг} = 49,82*10^{-27 кг}.

Моль, молярная масса

 

В химических процессах участвуют мельчайшие частицы – молекулы, атомы, ионы, электроны. Число таких частиц даже в малой порции вещества очень велико. Поэтому, чтобы избежать математических операций с большими числами, для характеристики количества вещества, участвующего в химической реакции, используется специальная единица – моль.

 

Моль это такое количество вещества, в котором содержится определенное число частиц (молекул, атомов, ионов), равное числу Авогадро (N_A= 6,02*10²³ моль^-1).

 

Число Авогадро N_A определяется как число атомов, содержащееся в 12 г изотопа ¹²С:

 

 

Таким образом, 1 моль вещества содержит 6,02 * 10²³ частиц этого вещества.

Исходя из этого, любое количество вещества можно выразить определенным числом молей ν (ню). Например, в образце вещества содержится 12,04*10²³ молекул. Следовательно, количество вещества в этом образце составляет:

 

 

В общем виде:    

 

где N - число частиц данного вещества; N_A - число частиц в одном моле вещества (постоянная Авогадро).

Молярная масса вещества (M) – масса одного моля этого вещества. По величине она равна относительной молекулярной массе M_r (для веществ атомного строения – относительной атомной массе A_r). Молярная масса имеет размерность г/моль. Например, молярная масса метана CH₄ определяется следующим образом:

 

М_r(CH₄) = A_r(C) + 4 A_r(H) = 12+4 =16

M(CH₄)=16 г/моль, т.е. 16 г CH₄ содержат 6,02*10²³ молекул. Молярную массу вещества можно вычислить, если известны его масса m и количество (число молей) ν, по формуле:

 

 

Соответственно, зная массу и молярную массу вещества, можно рассчитать число его молей:

 

 

или найти массу вещества по числу молей и молярной массе:

m = ν* M.

 

Необходимо отметить, что значение молярной массы вещества определяется его качественным и количественным составом, т.е. зависит от M_r и A_r. Поэтому разные вещества при одинаковом количестве молей имеют различные массы m.

Пример

 

Вычислить массы метана CH₄ и этана С₂H₆, взятых в количестве ν = 2 моль каждого.

Решение

 

Молярная масса метана равна 16 г/моль, а этана С₂Н₆ – 30 г/моль. Отсюда:

m (CH₄) = 2 моль * 16 г/моль = 32 г; m (С₂Н₆) = 2 моль * 30 г/моль = 60 г.

 

Таким образом, моль - это порция вещества, содержащая одно и то же число частиц, но имеющая разную массу для разных веществ, т.к. частицы вещества (атомы и молекулы) не одинаковы по массе.

 

ν(CH₄) = ν(С₂Н₆), но m (CH₄) < m (С₂Н₆)

 

Вычисление ν используется практически в каждой расчетной задаче.

Концентрация вещества

Концентрация – величина, характеризующая содержание вещества в единице массы или объема смеси.

 

Содержание вещества может быть выражено в единицах массы, количества вещества и объема. Наиболее распространенными способами выражения концентрации вещества являются массовая доля (ω), мольная и объемная доли (φ) и молярная концентрация (С_m).

 

2.4. Закон постоянства состава (Ж. Пруст, 1808)