чему равна относительная масса азота

Содержание

Молярная масса азота

Молярная масса азота

Молярную массу обычно выражают в г/моль, реже в кг/кмоль. Поскольку в одном моле любого вещества содержится одинаковое число структурных единиц, то молярная масса вещества пропорциональная массе соответствующей структурной единицы, т.е. относительной атомной массе данного вещества (Mr):

где κ – коэффициент пропорциональности, одинаковый для всех веществ. Относительная молекулярная масса – величина безразмерная. Её вычисляют, используя относительные атомные массы химических элементов, указанных в Периодической системе Д.И. Менделеева.

Относительная атомная масса атомарного азота равна 14,0067 а.е.м. Его относительная молекулярная масса будет равна 14,0064, а молярная масса:

M(N) = Mr (N) × 1 моль = 14,0067 г/моль.

Известно, что молекула азота двухатомна – N2, тогда, относительная атомная масса молекулы азота будет равна:

Относительная молекулярная масса молекулы азота будет равна 28,0134, а молярная масса:

M(N2) = Mr (N2) × 1 моль = 28,0134 г/моль или просто 28 г/моль.

Азот представляет собой бесцветный газ, не обладающий ни запахом, ни вкусом (схема строения атома представлена на рис. 1), плохо растворимый в воде и других растворителях с очень низкими значениями температур плавления (-210 o C) и кипения (-195,8 o C).

pic2890

Рис. 1. Строение атома азота.

Известно, что в природе азот может находиться в виде двух изотопов 14 N (99,635%) и 15 N (0,365%). Эти изотопы характеризуются различным содержанием нейтронов в ядре атома, а значит и молярной массой. В первом случае она будет равна 14 г/моль, а во втором – 15 г/моль.

Молекулярную массу вещества в газообразном состоянии можно определить, используя понятие о его молярном объеме. Для этого находят объем, занимаемый при нормальных условиях определенной массой данного вещества, а затем вычисляют массу 22,4 л этого вещества при тех же условиях.

Для достижения данной цели (вычисление молярной массы) возможно использование уравнения состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона):

где p – давление газа (Па), V – объем газа (м 3 ), m – масса вещества (г), M – молярная масса вещества (г/моль), Т – абсолютная температура (К), R – универсальная газовая постоянная равная 8,314 Дж/(моль×К).

Примеры решения задач

Определите, какой объем газа, приведенный к нормальным условиям, образуется при разложении нитрита аммония массой 16 г.

Решение Запишем уравнение реакции:

Рассчитаем количество вещества нитрита аммония (молярная масса равна – 64,06 г/моль):

Согласно уравнению реакции n(NH4NO2) :n(N2) = 1:1, т.е. n(NH4NO2) = n(N2) = 0,25 моль. Рассчитаем объем выделившегося азота:

Ответ Объем азота равен 5,6 л.
Задание Вычислите объем азота (нормальные условия), который может прореагировать с магнием массой 36 г.
Решение Запишем уравнение реакции химического взаимодействия магния с азотом:

Найдем количество вещества магния, вступившего в реакцию (молярная масса равна 24 г/моль):

Источник

Молярная масса азота

Молярная масса азота.

tablitsa mendeleevae%60konomikazolotoserebroUSDAUDUSDCHFUSDGBPUSDCADUSDJPYBrent i WTI

Молярная масса азота:

Молярная масса – это характеристика вещества, отношение массы вещества к его количеству.

В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения молярной массы является килограмм на моль (русское обозначение: кг/моль; международное: kg/mol). Исторически сложилось, что молярную массу, как правило, выражают в г/моль.

Молярная масса численно равна массе одного моля вещества, то есть массе вещества, содержащего число частиц, равное числу Авогадро (NA = 6,022 140 76⋅10 23 моль −1 ).

Молярная масса, выраженная в г/моль, численно совпадает с молекулярной массой (абсолютной молекулярной массой), выраженной в а. е. м., и относительной молекулярной массой.

В свою очередь, молекулярная масса – масса молекулы. Различают абсолютную молекулярную массу (обычно выражается в атомных единицах массы, а. е. м.) и относительную молекулярную массу – безразмерную величину, равную отношению массы молекулы к 1/12 массы атома углерода 12 C.

Молярную массу обозначают M.

Молекула азота двухатомна – N2.

Молярная масса азота (M (N)) составляет 14,00643-14,00728 г/моль.

Молярная масса молекулы азота (M (N2)) составляет 28,01286-28,01456 г/моль.

Необходимо иметь в виду, что молярные массы химических элементов и простых веществ, которые они образуют – не одно и то же. Например, молярная масса кислорода как химического элемента (атома) ≈ 16 г/моль, а вещества (O2) ≈ 32 г/моль.

Источник

Относительная атомная масса и молекулярная масса веществ и элементов в таблице (химия, 8 класс)

Для измерения массы атома используется относительная атомная масса, которая выражается в атомных единицах массы (а. е. м.). Относительная молекулярная масса складывается из относительных атомных масс веществ.

17184676a458f446c43d75da8997bcba

Понятия

Для осознания, что такое относительная атомная масса в химии, следует понимать, что абсолютная масса атома слишком мала, чтобы выражать её в граммах, а тем более в килограммах. Поэтому в современной химии за атомную единицу массы (а. е. м.) взята 1/12 часть массы углерода. Относительная атомная масса равна отношению абсолютной массы к 1/12 абсолютной массы углерода. Другими словами относительная масса отражает, во сколько раз масса атома конкретного вещества превышает 1/12 массы атома углерода. Например, относительная масса азота – 14, т.е. атом азота содержит 14 а. е. м. или в 14 раз больше, чем 1/12 часть атома углерода.

a937c044d0ca6599ea58b4a24f83a1be

Рис. 1. Атомы и молекулы.

Среди всех элементов водород самый лёгкий, его масса равна 1 единице. Самые тяжёлые атомы имеют массу в 300 а. е. м.

Молекулярная масса – значение, показывающее, во сколько раз масса молекулы превышает 1/12 часть массы углерода. Также выражается в а. е. м. Масса молекулы складывается из массы атомов, поэтому для вычисления относительной молекулярной массы необходимо сложить значения масс атомов вещества. Например, относительная молекулярная масса воды равна 18. Это значение складывается из относительных атомных масс двух атомов водорода (2) и одного атома кислорода (16).

cbfb20f30b9ae4212ba8d84ab31653ba

Рис. 2. Углерод в периодической таблице.

Как видно, эти два понятия имеют несколько общих характеристик:

Молярная и молекулярная массы совпадают численно, но отличаются по размерности. Молярная масса – это отношение массы вещества к количеству молей. Она отражает массу одного моля, который равен числу Авогадро, т.е. 6,02 ⋅ 1023. Например, 1 моль воды весит 18 г/моль, а Mr(Н2О) = 18 а. е. м. (тяжелее в 18 раз одной атомной единицы массы).

Как рассчитать

Чтобы выразить относительную атомную массу математически, следует определить, что 1/2 часть углерода или одна атомная единица массы равна 1,66⋅10−24 г. Следовательно, формула относительной атомной массы имеет следующий вид:

где ma – абсолютная атомная масса вещества.

Относительная атомная масса химических элементов указана в периодической таблице Менделеева, поэтому её не нужно рассчитывать самостоятельно при решении задач. Относительные атомные массы принято округлять до целых. Исключение составляет хлор. Масса его атомов равна 35,5.

Следует обратить внимание, что при расчёте относительной атомной массы элементов, имеющих изотопы, учитывается их среднее значение. Атомная масса в этом случае высчитывается следующим образом:

где Ar,i – относительная атомная масса изотопов, ni – содержание изотопов в природных смесях.

Например, кислород имеет три изотопа – 16О,17О, 18О. Их относительная масса равна 15,995, 16,999, 17,999, а их содержание в природных смесях – 99,759 %, 0,037 %, 0,204 % соответственно. Поделив проценты на 100 и подставив значения, получим:

Ar = 15,995 ∙ 0,99759 + 16,999 ∙ 0,00037 + 17,999 ∙ 0,00204 = 15,999 а.е.м.

Обратившись к периодической таблице, легко найти это значение в клетке кислорода.

c7a6d7dc5159bec8d75157b46ed4b14d

Рис. 3. Таблица Менделеева.

Относительная молекулярная масса – сумма масс атомов вещества:

При определении значения относительной молекулярной массы учитываются индексы символов. Например, вычисление массы H2CO3 выглядит следующим образом:

Mr = 1 ∙ 2 + 12 + 16 ∙ 3 = 62 а. е. м.

Зная относительную молекулярную массу, можно вычислить относительную плотность одного газа по второму, т.е. определить, во сколько раз одно газообразное вещество тяжелее второго. Для этого используется уравнение D(y)x = Mr(х) / Mr(y).

Что мы узнали?

Из урока 8 класса узнали об относительной атомной и молекулярной массе. За единицу относительной атомной массы принята 1/12 часть массы углерода, равная 1,66⋅10−24 г. Для вычисления массы необходимо абсолютную атомную массу вещества разделить на атомную единицу массы (а. е. м.). Значение относительной атомной массы указано в периодической системе Менделеева в каждой клетке элемента. Молекулярная масса вещества складывается из суммы относительных атомных масс элементов.

Источник

Чему равна атомная масса азота?

answer avatar

Атомная масса азота (то есть масса одного атома) равна 2,325 * 10^-23 грамм, относительная атомная масса азота равна 14,007. Относительная молекулярная масса азота равна 28,014. Относительная масса берется относительно 1/12 массы изотопа углерода-12.

answer avatar

Относительная атомная масса азота равна 14 а.е.м.

answer avatar

В переводе с греческого слово «хлор» означает «зеленый». Впервые этот элемент был получен в 1774 году. В природе он встречается в минералах, в солях морских вод, в организмах животных и человека, где он играет важную роль в нервной системе.

Хлор широко применяется в производстве поливинилхлорида, который нужен для изготовления обуви, линолеума, упаковочного и строительного материала, также в отбеливателях, как боевое отравляющее вещество, для обеззараживания воды и в других бытовых нуждах.

answer avatar

Азот в переводе с греческого «безжизненный». Является химическим элементом под номером 7 в таблице Менделеева. Азот бесцветный газ,не имеет ни запаха,ни вкуса. Обозначается символом N. Из азота состоит три четверти земной атмосферы. Азот входит в состав белков, необходим для существования растений и животных. Соединения азота очень широко используются в индустрии, взрывчатых веществах, удобрениях, красителях,медикаментах и др.

Атмосферный азот инертен, чтобы оказывать непосредственное влияние на организм человека, и млекопитающих. Однако, при повышенном давлении он вызывает наркоз,удушье или опьянение при недостатке кислорода; а при быстром снижении давления азот вызывает кессонную болезнь. Кстати известно,что многие соединения азота нередко токсичны и очень активны.

answer avatar

Перед тем, как ответить на данный вопрос «какая валентность у азота», нужно дать ясное определение самому понятию «валентность». В целом и в общем виде, под валентностью имеют ввиду умение атома (как химического элемента) присоединять или замещать некое число атомов другого элемента. Другими словами, валентность равна числу химических соеденений, которые атом одного химического элемента умеет образовывать с другими атомами.

Валентность любого химического элемента можно узнать благодаря Периодической таблицы Д.И. Менделеева, правда только высшее и низшее значения, так как бывают элементы, для которых нормально проявление нескольких промежуточных валентностей. Самая высокая валентность атома равна числу группы, в которой он находится, а самая низкая – разнице между числом восемь и номером группы.

Азот – имеет второй период 4 группы, следовательно, валентность для него будет самая высокая V, а самая низкая – III. Так же могут бть валентности I, II и IV, потому, что он относится к элементам с переменной валентностью.

В своих соединениях азот может показывать такие степени окисления:

answer avatar

Рекордсменом, по-видимому, является тетраазидоборат пентазадииния N5[B(N3)4] в котором 95,6% азота. Из более доступных веществ солями с высоким содержанием азота являются азиды аммония и гидразиния (по 93,3% азота).

answer avatar

Источник

Молярная масса азота (n), формула и примеры

Предложенная еще древнегреческим философом Демокритом гипотеза о существовании неделимых элементарных частиц, из которых образована вся материя, была признана учеными через полторы тысячи лет. Понятие молярной массы химического вещества окончательно оформилось лишь в начале XX века. В данной статье рассмотрим это понятие, акцентируя внимание на молярной массе азота и водорода.

Амедео Авогадро и его закон

2ee989f65c8dab4f53039aa914530042

В начале XIX века наукой уже было установлено, что все вещества состоят из крохотных частиц. Эти частицы называли атомами или молекулами. При этом оба термина использовались в качестве синонимов.

В это время известный итальянский адвокат, физик и математик Амедео Авогадро проводил ряд опытов с различными газами, включая воздух.

Ученый пришел к удивительному выводу, который в настоящее время носит название закона Авогадро для газов.

Сформулировать его можно так: при одинаковых условиях равные объемы газов содержат равное количество образующих их частиц. Под равными условиями понимают температуру и давление.

Заметим, что сам Авогадро не смог оценить количество указанных им частиц в газе для реальных объемов. Однако ценность этого закона огромна, поскольку он говорит о том, что независимо от химической природы атомов или молекул, газы ведут себя одинаковым образом.

Работы Авогадро не были восприняты всерьез известными в то время учеными Европы. Понадобилось несколько десятков лет, чтобы о них вспомнили снова.

Опыты Иоганна Лошмидта и Жана Перрена

В 1865 году австриец Иоганн Лошмидт провел ряд экспериментов, в результате которых получил средний диаметр молекул воздуха. Зная эту величину, он смог определить число молекул в единице объема. Опыты Лошмидта считаются первыми в истории по измерению количества молекул в газовых смесях.

В 1909 году француз Жан Перрен провел эксперименты, в результате которых определил количество молекул в разных газах для разных объемов. В 1926 году за эти эксперименты ему была присуждена Нобелевская премия по физике.

757b31bb9007f5c05a6d3422c5e3fbf4

Перрен предложил за базовую единицу для любых химических расчетов взять количество атомов, которое содержится в 1 грамме атомарного водорода. Впоследствии это количество было им переопределено для 1/12 грамма углерода-12. Именно Перрен предложил назвать это значение — числом Авогадро.

Постоянная Авогадро и единица количества вещества

Измеренное Перреном число Авогадро оказалось равным NA = 6,022*1023. Это означает, что всего 1 грамм атомарного водорода (H) или 2 грамма молекулярного водорода (H2) содержат NA частиц.

Понятно, что с такими числами на практике работать неудобно.

Поэтому во второй половине XX века на одном из заседаний Международной палаты мер и весов было принято включить число Авогадро в качестве одной из 7 базовых единиц измерения в СИ. Эта единица получила название моль.

Таким образом, 1 моль — это такое количество составляющих частиц вещества (молекул, атомов и т. д.), которое равно числу NA.

b4e1ce6ffa6d35aad26e6ebd803df1a6

Понятие о молярной массе

Молярная масса азота или любого другого химического вещества — это физическая величина, равная массе одного моля частиц. Обозначается эта величина обычно символом Ms, где индекс показывает, какой субстанции соответствует величина. Молярная масса выражается в системе СИ в килограммах на моль. Однако, на практике эти единицы редко применяются. Чаще используют граммы на моль (г/моль).

Приведем пример. Выше было сказано, что в 2 граммах газа H2 содержится NA молекул. Тогда получаем:

Поскольку NA по определению — это 1 моль, тогда молярная масса молекулярного водорода равна 2 грамма.

Понятие о молекулярной массе

Исходя из названия, понятно, что молекулярная масса — это масса одной молекулы некоторого химического вещества. В отличие от молярной массы, эта величина выражается в СИ в килограммах (а.е.м. на практике).

Используя пример выше с молекулярным водородом, можно легко рассчитать массу молекулы H2. Поскольку масса NA молекул равна 2 грамма, тогда для одной молекулы получаем:

MH2 = m(H2)/NA = 2*10-3 [кг]/ 6,022*1023 = 3,321*10-27 кг.

Для атомарного водорода, который имеет в два раза меньшую массу, найденная величина будет также в два раза меньше, то есть:

MH = MH2/2 = 1,66*10-27 кг.

Как видно, типичные массы атомов и молекул очень малы. С ними так же неудобно проводить вычисления, как и с большими числами. Поэтому была введена новая единица измерения, которая называется атомной единицей массы, или сокращенно а. е. м. Одна а. е. м. соответствует массе протона, то есть MH.

Благодаря такому определению молярная и молекулярная массы совпадают друг с другом численно, хотя единицы их измерения разные. Например, для того же водорода получаем, что молярная масса равна 2 г/моль, а молекулярная — 2 а.е.м.

Отметим, что эти величины для каждого химического элемента измерены и приведены в таблице Менделеева.

Изотопы и их влияние на молярную и молекулярную массы

ca8c358856feec8d4458ff01e5a7ee2b

Приведенные в предыдущих пунктах статьи теоретические сведения и расчеты говорят, что молярная масса атома водорода равна 1 г/моль (атомарная — 1 а.е.м.). Если обратиться к таблице Менделеева, то вместо цифры 1 для H стоит значение 1,00794. Почему появляется расхождение с полученным нами числом?

Ответ на этот вопрос связан с существованием в природе изотопов — атомов, которые содержат одно и то же число протонов (электронов), но разное количество нейтронов.

Поскольку массы протона и нейтрона приблизительно равны, то получаем, что массы изотопов химического элемента будут отличаться друг от друга.

Например, дейтерий — водород, состоящий из нейтрона, протона и электрона, уже имеет атомарную массу 2 а.е.м.

Атомная масса, приведенная в периодической таблице под каждым элементом, это некоторая средняя величина M¯ по всем изотопам, встречающимся в природе. Ее можно рассчитать по формуле:

Здесь xi — относительное количество изотопа i в смеси, Mi — его атомная масса. Заметим, что эту формулу можно использовать для определения средней молярной массы газовой смеси.

Молярная и молекулярная масса азота

24131a96f5e37786ce2eeb25ce6f1c16

Для определения рассмотренных масс азота сначала следует вспомнить его химическую формулу. Символ азота в таблице Менделеева соответствует латинской букве N (номер 7). Под ним можно видеть, что атомная масса азота равна 14,0067 а.е.м.

Молекула азота состоит из двух атомов и является достаточно устойчивой (вступает в химическую реакцию при экстремальных условиях, например, при разряде молнии в атмосфере). Тогда получаем, что молярная масса азота равна:

MN2 = 2*MN = 14,0067*2 = 28,0134 г/моль.

Для химических расчетов часто используют значение 28 г/моль.

Что касается молекулярной массы азота, то определить ее можно, если вспомнить, что в 1 моле любой субстанции содержится NA частиц. Так как 1 моль N2 имеет массу 28,0134 грамма, тогда масса одной его молекулы равна:

MN2 = 28,0134*10-3 [кг]/6,022*1023 = 4,652*10-26 кг.

Молярная масса воздушной смеси

887b35ae8900a2b4a88113458d13348c

Покажем, как можно определять молярные массы совершенно любых газовых смесей. Для этого необходимо знать следующие данные:

Средний состав воздуха на нашей планете следующий (в атомных процентах):

Сначала вычислим молярную массу каждого соединения, пользуясь таблицей Менделеева. Молярную массу азота мы уже знаем, она равна 28,0134 г/моль. Для остальных компонентов имеем:

Пользуясь формулой для средней массы по всем изотопам, которая также применима в этом случае, получаем:

M¯ = ∑i(xi*Mi) = 0,7809*28,0134 + 0,2095*31,9988 + 0,0093*39,948 + 0,0004*44,0095 = 28,9685 г/моль.

Часто полученное значение округляют до 29 г/моль.

Таким образом, воздух в среднем легче, чем все его составляющие компоненты, кроме азота. Близость полученной молекулярной массы к таковой для N2 связана с тем, что почти на 80% воздух состоит из этого газа.

Какая молярная масса у азота?

Азот представляет собой газообразное химическое вещество, имеющее 2 стабильных изотопа, не обладающих цветом либо запахом. Этот газ в большом количестве содержится в атмосфере; кроме того, он нередко применяется людьми в различных областях промышленности.

Общая характеристика азота

В периодической таблице азот располагается под 7 номером. Обозначают его латинской буквой N от слова nitrogenium. Располагается во втором периоде, в группе V(A). Заряд равняется 7. Данный неметалл чаще всего встречается в свободном состоянии. Он на 78,2% составляет атмосферу Земли. Высоко его содержание также в атмосферах Плутона, Титана, Тритона. Добывают чаще всего из воздуха.

932477b9245b8aa5c77c35c2cb02bedf

Небольшое его количество находится в почве в виде солей азотной кислоты. Органические соединения часто содержат азот в составе.

Он присутствует во многих белках и нуклеиновых кислотах, входящих в состав любого живого организма.

В виде простого вещества имеет такие характерные свойства, как газообразное состояние, отсутствие запаха, вкуса или цвета. Этот газ имеет меньшую массу, чем воздух: 1 л весит всего 1,25 г.

Азот редко оказывает негативное воздействие на состояние человека либо животных из-за своей инертности. В слишком большой концентрации он, однако, может навредить: стать причиной появления удушья, опьянения, в тяжелых случаях — кессонной болезни. Соединения этого вещества могут быть токсичны для живых организмов.

Свойства

Плотность вещества в газообразном состоянии составляет 1,25 кг/м³. У жидкой формы значение показателя равняется 808 кг/м³.

Газовая постоянная азота — 297. Температура кипения составляет 195,8 градусов по шкале Цельсия.

Диссоциация в нормальных условиях почти отсутствует. Даже при сильном нагревании она остается низкой: при 3000 градусах по Цельсию составляет лишь 1%.

Молярная масса азота составляет 14 г/моль. Существует также стабильный изотоп, для которого значение показателя равняется 15.

Имеются и искусственно созданные изотопы, для которых молярная масса может составлять от 13 до 25, но они нестабильны; самый длительный период полураспада для этих веществ составляет 10 минут.

Молекулярная масса составляет примерно 28 г/моль; близкими показателями обладают метиловый спирт и сероводород.

Удельная теплоемкость газа составляет 1,042 кДж/(кг*К) при температуре 27 градусов Цельсия. В различных температурных условиях значения данного показателя могут различаться.

Область применения при сварке

Применение азота при сварке распространено не слишком широко: его характеристика хуже, чем у ряда других газообразных веществ.

Используют его чаще из-за преимуществ в цене: добыть данный газ нетрудно, благодаря чему удается приобрести его по более низкой стоимости, чем многие другие.

Азот, однако, активно вступает в реакции с большим количеством металлов, из-за чего швы могут получаться менее надежными и крепкими. Чтобы снизить негативное воздействие на шов, предотвратить его старение, нужно дополнительно использовать кислород, бор.

Чаще всего применяют азот при необходимости произвести сварку медных изделий. С этим металлом газ не образует никаких соединений, не вступает во взаимодействие.

Хотя расход вещества будет больше примерно на 1/3 в сравнении с аргонодуговой сваркой, стоимость окажется ниже, поскольку цены на азот не такие высокие, как на аргон.

Другие металлы профессионалы сваривают чаще с использованием инертных газов.

Азот востребован не только в сварке: применяют его и в ряде других сфер. В автомобильной промышленности газом нередко наполняют шины, чтобы продлить срок их эксплуатации. Поскольку азот вытесняет кислород, его применяют для продува трубопроводов.

Возможно с его помощью тушить пожары (особенно часто так делают в шахтах и на крайнем Севере, где использование других средств затруднено). Кроме того, он применяется для производства ряда продуктов питания (например, консервации), медикаментов.

В сельском хозяйстве содержащие азот вещества используют как удобрение.

Преимущества

Жидкий азот безопаснее, чем фреон. Последний, являющийся смесью метана и этана с замещенными атомами водорода атомами хлора и фтора, выделяет ядовитые вещества при сильном повышении температуры, из-за чего может становиться токсичным для работающих с ним людей. Плюсами являются также взрывная и пожарная безопасность.

Газ распространен в природе, что делает простой его добычу. Не приходится прилагать большое количество усилий, использовать слишком дорогую технику. По этой причине стоимость азота не слишком велика. Дешевле обойдутся и работы с его применением.

Хранить данный газ, транспортировать его нетрудно. При перевозке либо переноске требуется лишь избегать падения баллонов, исключать удары содержащих азот емкостей друг о друга и не допускать резких колебаний температурного режима (это может привести к изменению давления в баллоне).

В промышленности можно использовать не только газообразный, но и жидкий вариант. Транспортируют его в черных баллонах, выдерживающих не менее 150 атмосфер: под таким давлением вещество хранится. Его чаще всего используют как хладагент; возможно применять в криотерапии, в пищевой промышленности для создания добавки Е941, в производстве кокса.

Молярная масса. Молярный объём. Решение задач. Видеоурок. Химия 8 Класс

Данный урок посвящен решению расчетных задач с использованием формул для вычисления количества вещества. В ходе урока учитель объяснит, что такое молярная масса и молярный объем вещества и как использовать эти понятия при решении расчетных задач.

В процессе химических реакций атомы (или молекулы) вещества друг с другом взаимодействуют, образуя новые молекулы.

Но определить количество атомов, молекул и других частиц на практике невозможно – они слишком малы и не видны невооруженным глазом.

Для определения числа структурных частиц вещества в химии применяют особую величину – количество вещества (n – «эн»).

Единицей количества вещества является моль (от слова «молекула»).

1 моль любого вещества содержит 6,02·1023 частиц (например, молекул). Это число называют числом Авогадро.

Постоянная Авогадро: Nа = 6,02·1023 1/моль.

Используя постоянную Авогадро, можно находить количество вещества, если известно число молекул в нем, и наоборот. Количество вещества равно отношению общего числа его молекул к постоянной Авогадро.

В равных количествах веществ содержится равное число их структурных частиц (например, молекул).

Установлено, что масса одного моля вещества численно равна его относительной молекулярной массе. Такая величина называется молярной массой вещества, М. Молярная масса измеряется в г/моль. Например, молярная масса азота N2 равна 28 г/моль.

Количество вещества можно вычислить, разделив массу порции вещества на молярную массу этого вещества: n=m/М.

Условие. Какое количество оксида кальция содержится в 112 г этого вещества?

Условие. Вычислите массу порции воды, в которой содержится столько же молекул, сколько их в 22 г углекислого газа.

Зная массу углекислого газа, рассчитывают его количество. Затем находят количество воды (оно будет равно количеству углекислого газа). А потом, зная количество воды, вычисляют ее массу:

В 1811 году итальянский ученый Амедео Авогадро (рис. 1) сформулировал основной газовый закон, который назвали его именем. Закон Авогадро звучит так:

В равных объемах газов при одинаковых условиях содержится равное число молекул.

Следовательно, при одинаковых условиях равные количества различных газов занимают равные объемы.

При нормальных условиях (при температуре 0 °С и давлении 1 атм.) 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л. Эта физическая постоянная – молярный объем газа при н. у.:

Vm = 22,4 л/моль при нормальных условиях.

Количество газообразного вещества равно отношению объема порции газа к молярному объему газа при данных условиях.

7a27f6cec7516f064179245808c7e2d2

Рис. 1. Амедео Авогадро (1776–1856)

Условие. Вычислите массу метана СН4, объем которого при н. у. составляет 67,2 л.

1. Оржековский П.А. Химия: 8 класс: учеб для общеобр. учрежд. / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013. (§15)

2. Рудзитис Г.Е. Химия: неорган. химия. Орган. химия: учеб. для 9 кл. / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (§17)

3. Хомченко И.Д. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2008. (с.10)

4. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет-сайт hemi.nsu.ru (Источник)

2. Интернет-сайт hemi.nsu.ru (Источник)

3. Интернет-сайт alhimikov.net (Источник)

4. Интернет-сайт cde.osu.ru (Источник)

Домашнее задание

1. с. 86 №№ 3–5 из учебника П.А. Оржековского «Химия: 8 класс» / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013.

2. Какой объем при н. у. займут 5 моль кислорода О2?

3. Какая масса соответствует 3,36 л (н. у.) хлора Cl2?

Молярный объём и молярная масса: задачи

Молярный объём и молярная масса необходимы для решения задач по химии. Давайте вспомним, что

молярный объём показывает, какой объём в литрах занимает 1 моль любого газа.

В нормальных условиях (температура 0 градусов Цельсия и давление 1 атмосфера) молярный объём равен 22,4 литра. То есть 1 моль любого газа в нормальных условиях занимает объём 22,4 литра.

Молярная показывает, сколько весит в граммах 1 моль вещества.

Если молярный объём для всех газов одинаков, то молярная масса для всех веществ разная и рассчитывается она по данным из таблицы Менделеева. Попрактикуемся?

Пример 1.

Укажите молярную массу и молярный объём (н.у.) оксида азота (V).

Формула оксида азота (V) N2O5. Определяем молярную массу. Для это смотрим в периодической таблице атомные массы азота и кислорода и вспоминаем, что молярная масса совпадает с молекулярной. Таблица нам говорит, что атомная масса азота 14, атомная масса кислорода 16. Отсюда молекулярная масса оксида азота (V): 2*14+5*16=118, это же значение имеет и молярная масса – 118 г/моль.

А вот молярный объём оксида азота (V) в нормальных условиях равен 22,4 л/моль, потому что молярный объём любого газа в нормальных условиях равен 22,4 л/моль.

Ответ: молярная масса оксида азота (V) 118 г/моль, молярный объём оксида азота (V) 22,4 л/моль.

Пример 2

Произошла реакция между оксидом кальция и углекислым газом с образованием карбоната кальция. Известно, что в результате реакции образовалось 130 г карбоната кальция. Определите, сколько вступило в реакцию оксида кальция (в граммах) и углекислого газа (в литрах).

Далее вернёмся к условию и посмотрим, что нам известно. А известно нам, что получилось 130 г карбоната кальция. Посчитаем молярную массу СаСО3 (воспользуемся данными из таблицы Менделеева): 40+12+3*16= 100 г/моль. Это означает, что 100 г вести 1 моль СаСО3. Тогда мы можем составить пропорцию:

100 г весит 1 моль СаСО3

130 г вести Х моль СаСО3

Отсюда следует, что Х=130 г*1 моль/100 г=1,3 моль. Таким образом, в результате нашей реакции образовалось 1,3 моль карбоната кальция. Вспомним, что мы писали выше.

Отсюда очевидно, что в реакции приняло участие 1,3 моль СаО и 1,3 моль СО2. Но ответ нам нужен в граммах (для СаО) и литрах (для СО2). Поэтому рассчитаем молярную массу оксида кальция (из периодической таблицы): 40+16=56 г/моль. То есть 56 г весит 1 моль СаО. А у нас 1,3 моль СаО (мы это рассчитали ранее). Переведём это количество вещества в граммы: 56 г/моль*1,3 моль=72,8 г.

С объёмом углекислого газа всё проще. 1 моль углекислого газа в н.у. занимает 22,4 л. Отсюда 1,3 моль углекислого газа занимают 22,4л/моль*1,3 моль=29,12 л.

Ответ: в реакцию вступило 72,8 г оксида кальция и 29,12 л углекислого газа.

Пример 3.

Фосфор сгорел с образованием оксида фосфора (V). Известно, что фосфора взяли 15,5 г. Определите, сколько потребовалось для проведения реакции литров кислорода (н.у.) и сколько образовалось оксида фосфора (V).

4 моль Р + 5 моль О2 = 2 моль Р2О5. Отметим это.

Далее посчитаем, какое количество фосфора вступило в реакцию. Молярная масса фосфора 31 г/моль (из таблицы Менделеева). В условиях сказано, что в реакцию вступило 15,5 /моль. Тогда:

1 моль Р весит 31 г

Х моль Р весит 1,5 г

Отсюда Х=1 моль*15,5 г/31 г=0,5 моль. То есть в нашей реакции поучаствовало всего 0,5 моль фосфора.

Х=0,5 моль*5 моль/4 моль=0,625 моль. То есть в нашей реакции приняло участие 0,625 моль кислорода. Кислород — это газ, в нормальных условиях 1 моль любого газа занимает 22,4 л. Тогда 0,625 моль газа займут 0,625 моль*22,4 л/моль=14 л. Это одна часть ответа.

Отсюда Y=0,5 моль*2 моль/4 моль=0,25 моль. То есть в нашей реакции образуется 0,25 моль оксида фосфора. Чтобы перевести это в граммы, найдём молярную массу оксида Р2О5 (из периодической таблицы): 2*31+5*16=152 г/моль. Отсюда масса образовавшегося оксида фосфора 0,25 моль*152 г/моль=38 г. Это вторая часть ответа.

Ответ: для проведения реакции понадобилось 14 л кислорода, в результате реакции образовалось 38 г оксида фосфора (V).

Пишите, пожалуйста, в х, что осталось непонятным, и я обязательно дам дополнительные пояснения. Жалуйтесь на сложности в изучении школьного курса и говорите, что вас испугало в учебнике химии. И тогда следующая статья будет рассказывать именно об этой проблеме

Физические свойства азота

Азот — инертный двухатомный газ без цвета и запаха, химическая формула двухатомной молекулы N2, молярная масса 28,01 кг/кмоль, самый распространённый элемент на Земле. Содержание азота в атмосферном воздухе составляет около 78,09% по объёму.

Применяется в технологических процессах в качестве инертной затворной среды, например, для сухих газовых торцовых уплотнений и уплотнительных комплексов, в химической промышленности для синтеза аммиака.

Жидкий азот используется как хладагент, в машиностроении для сборки неразъемных соединений с натягом [охлаждение охватываемой детали].

Азот находит применение в специальных технологических процессах для нанесения на поверхности стальных деталей тонкого слоя износостойкого покрытия — нитрида титана; в соединении с кремнием образует износостойкий перспективный керамический материал нитрид кремния Si3N4.

Плотность азота при нормальном атмосферном давлении 101,325 кПа (1 атм) и различной температуре

Температура азота Плотность азота, ρ
оС кг/м3
-23 1,3488
27 1,1233
77 0,9625
127 0,8425
177 0,7485
227 0,6739
277 0,6124

Динамическая и кинематическая вязкость азота при нормальном атмосферном давлении и различной температуре

Температура Динамическая вязкость азота, μ Кинематическая вязкость азота, ν
оС (Н • c / м2) x 10-7 (м2 / с) x 10-6
-73 129,2 7,65
-23 154,9 11,48
27 178,2 15,86
77 200,0 20,78
127 220,4 26,16
177 239,6 32,01
227 257,7 38,24

Основные физические свойства азота при различной температуре

Температура Плотность, ρ Удельная теплоёмкость, Cp Теплопроводность, λ Кинематическая вязкость, ν Число Прандтля, Pr
K кг/м3 Дж / (кг • К) Вт / (м • К) (м2 / с) x 10-6
200 1,6883 1043 0,0183 7,65 0,736
300 1,1233 1041 0,0259 15,86 0,716
400 0,8425 1045 0,0327 26,16 0,704
500 0,6739 1056 0,0389 38,24 0,700
600 0,5615 1075 0,0446 51,79 0,701
700 0,4812 1098 0,0499 66,71 0,706

* Табличные данные подготовлены по материалам зарубежных справочников

Формулы физических свойств азота

При выполнении инженерных расчетов удобнее использовать приближённые формулы для оценки физических свойств азота N2⋆:

⋆ Приближённые формулы физических свойств азота получены авторами настоящего сайта.

Размерность величин: температура — градусы Цельсия. Формула плотности азота приведена для атмосферного давления.

Молярная масса азота

Азот относится к 15-й группе (по старой классификации – к главной подгруппе 5-ой группы), 2-го периода под 7 атомным номером в периодической системе химических элементов и обозначен символом N. Молярная масса азота равна 14 кг/моль.

Азот как простое вещество представляет собой в нормальных условиях инертный двухатомный газ, не имеющий ни цвета, ни вкуса, ни запаха. Из этого газа частично состоит атмосфера Земли. Молекулярная масса азота равна 28. Слово «азот» в переводе с греческого языка означает «безжизненный».

В природе молекулы газа состоят из стабильных изотопов, в которых молярная масса азота составляет 14кг/моль (99.635%) и 15кг/моль (0.365%). За пределами земной атмосферы он обнаружен в составе газовых туманностей, в атмосфере Солнца, межзвездном пространстве, на планетах Нептун, Уран и так далее.

Он является четвертым в Солнечной системе по распространению после таких элементов, как водород, гелий, кислород. Искусственно получены радиоактивные изотопы, в которых молярная масса азота – от 10кг/моль и до 13кг/моль, а также от 16кг/моль и до 25кг/моль. Они все относятся к короткоживущим элементам.

Самый стабильный из изотопов, в котором молярная масса азота составляет 13кг/моль, имеет десятиминутный период полураспада.

Биологическая роль этого газа огромна, ведь он является одним из основных элементов, из которых складываются нуклеиновые кислоты, белки, нуклеопротеиды, хлорофилл, гемоглобин и другие важные вещества. Оба стабильных изотопа и молярная масса азота в 14кг/моль и в 15кг/моль участвует в азотном обмене.

Азот из атмосферы способны связать и превратить в усваиваемые формы, например, соединения аммония, около 160 видов микроорганизмов, в основном состоящие в симбиотической связи с высшими растениями, обеспечивая их азотными удобрениями, и дальше по пищевой цепочке попадает к травоядным организмам и хищникам.

В лабораторных условиях азот получают при помощи реакции разложения аммония нитрита. В результате получают смесь газа с аммиаком, кислорода и оксида азота (I).

Его очистку производят, пропуская полученную смесь вначале через раствор серной кислоты, потом сульфата железа (II), а потом над раскаленной медью.

Другой способ получения его в лаборатории заключается в пропускании над оксидом меди (II) аммиака при температуре около 700 градусов Цельсия.

В промышленных масштабах азот получают, пропуская воздух над раскаленным коксом, но образуется не чистый продукт, а опять-таки смесь, но уже с благородными газами и углекислым газом, так называемый «воздушный» или «генераторный» газ.

Он является сырьем для химического синтеза и топливом. Также из «генераторного» газа можно выделять азот, для этого проводят поглощение оксида углерода. Второй способ получения азота в промышленности – фракционная перегонка жидкого воздуха.

Есть также такие методы, как мембранное и адсорбционное газоразделение. Возможно получение атомарного азота, он намного активнее, чем молекулярный, способен, к примеру, реагировать при обычных условиях с фосфором, серой, мышьяком, металлами.

В электронике им обдувают сборки, в которых недопустимо малейшее окисление кислородом, который содержится в воздухе.

Источник

admin
Делаю сам
Adblock
detector