Кількість речовини. Молярна маса. Молярний об’єм

Урок 6. Кількість речовини. Молярна маса. Молярний об’єм

---

Мета уроку: пригадати поняття кількості речовини, молярної маси та молярного об’єму, навчитися обчислювати кількість речовини за відомими масою або об’ємом (для газу), розв’язувати задачі на визначення маси або об’єму газуватої речовини (або суміші газів) за відомим об’ємом або масою відповідно

Очікувані результати для вчителя:

Очікувані результати для учнівства:

План уроку

1. Мотивація (3 хв.).
2. Кількість речовини. Обчислення числа структурних частинок, маси та об’єму (для газів) за відомою кількості речовини (20 хв.).
3. Практикуємось (20 хв.).
4. Рефлексія (2 хв.).

---

Дружня порада для вчителя

Тривалість: до 3 хв.

У магазині, купуючи курячі яйця, до кошику кладуть їх не по штучно, не зважують 100 г або 1 кг, а беруть їх десятками. У кулінарному рецепті окремі інгрідієнти нерідко додають порціями: чайна ложка лимонного соку, столова ложка цукру, склянка молока тощо. У побуті ми часто користуємося різними мірами. У хімії необхідність такої міри деякої порції речовини ще й обумовлена дуже маленькими розмірами структурних частинок речовин – молекул, атомів або йонів.

Ілюстративні малюнки з мережі Інтернет: десяток курячих яєць (зліва) та інгрідієнти для приготування великодньої паски (праворуч).

Серед традиційних фізичних величин міри порції речовини в хімії – маси, об’єму – важливим поняттям є фізична величина кількість речовини та її одиниця розмірності моль.

Завдання 1.

Прочитайте фрагмент тексту про поняття «моль». Виділіть у кожному абзаці ключові слова (словосполучення). Поділіться результатом своєї роботи із однокласником / однокласницею.

«Моль» — одиниця кількості речовини в SI (The International System of Units). Позначається моль. Довгий час поняття «моль» визначали, як кількість речовини, яка містить стільки реальних або умовних частинок, скільки атомів містить порція 0,012 кг ізотопу Карбону-12. Таким чином, це фізична величина, яка характеризує число структурних елементів у певній речовині як системі. Тому, якщо користуються поняттям «моль», необхідно вказувати, які саме реальні чи умовні частинки мають на увазі.

Число молей частинок речовини позначають через n – «ен» – і називають кількістю речовини (не ототожнювати з масою речовини). Моль є однією з семи основних одиниць SI.

1 (один) моль — це кількість речовини, що містить 6,02214076×10²³ (число Авогадро) структурних частинок речовини: атомів, молекул, іонів, електронів або інших частинок чи певних груп частинок. Це значення було підібрано таким чином, щоб маса отриманого числа частинок (молекул або атомів, що залежить від природи частинок речовини) у грамах була рівна середній масі частинки у а. о. м.

Позначення «моль» (нім. «mole») увів у 1893-му Вільгельм Оствальд, як похідне від слова «молекула» (нім. «molekűle»). Як базову одиницю SI моль затвердила 1971 року 14-а Генеральна конференція мір і ваг.

1. ___________________________________________________________________________________________________
2. ___________________________________________________________________________________________________
3. ___________________________________________________________________________________________________

---

Дружня порада для вчителя

Тривалість: до 20 хв.

Якщо відоме число структурних одиниць зразка речовини, то кількість речовини обчислюють за формулою:

\n=\frac{N}{N_{A}}

• де n — кількість речовини, моль;
• N — кількість структурних одиниць;
• N_A — стала Авогадро, 6,022∙10²³ моль^–1

Завдання 2. Розв’яжіть задачі

• 2.1. Обчисліть кількість речовини метану в газовому балоні, що містить 1,807∙10²⁴ молекул цього газу.

• 2.2. Обчисліть кількість атомів Купруму, що міститься в міді кількістю речовини 1,5 моль.

• 2.3. Розрахуйте число атомів, що міститься в зразку води кількістю речовини 0,5 моль.

Пригадайте! У хімічних формулах індекси показують також кількість речовини атомів кожного хімічного елемента в 1 моль речовини

Завдання 3.

Речовина Х утворена елементами А та Б. Ядро атома елемента А містить 9 протонів, а елемента Б – на один менше. Складіть формулу цієї речовини, якщо ступінь окиснення елемента Б у цій сполуці становить +2. Обчисліть кількість речовини молекул Х, в якій міститься 2,71∙10²⁴ атомів.

Якщо відома маса зразка речовини, то кількість речовини обчислюють за формулою:

\n=\frac{m}{M}

• n — кількість речовини, моль;
• m — маса речовини, г;
• M — молярна маса, г/моль.

Молярна маса — маса 1 моль речовини — чисельно дорівнює:

• для простих речовин атомної будови — відносній атомній масі;
• для речовин молекулярної будови — відносній молекулярній масі;
• для речовин немолекулярної будови — відносній формульній масі.

Завдання 4.

Послуговуючись Періодичною таблицею, обчисліть молярні маси (г/моль) речовин: води, сульфатної кислоти, карбон(IV) оксиду, амоніаку, кальцій гідроксиду, калій карбонату, етанолу, глюкози, мідного купоросу (купрум(ІІ) сульфату пентагідрату).

Завдання 5. Розв’яжіть задачі.

• 5.1. Обчисліть масу купрум(ІІ) оксиду кількістю речовини 0,2 моль.

• 5.2. Обчисліть кількість речовини вуглекислого газу, якщо його маса становить 4,4 г.

• 5.3. Маса зразка простої речовини Х, утвореної двохатомними молекулами, кількістю речовини 3 моль становить 84 г. Обчисліть молярну масу невідомої речовини Х. Атомами якого хімічного елемента утворені молекули цієї речовини?

Якщо відомий об’єм газу, виміряний за нормальних умов (Т = 0 °С, р = 100 кПа), то кількість речовини обчислюють за формулою:

\n=\frac{V}{V_{m}}

• n — кількість речовини, моль;
• V — об’єм газу, л або дм³;
• V_m — молярний об’єм, л/моль або дм³/моль.

Молярний об’єм газу – об’єм 1 моль газу – за нормальних умов становить 22,4 л/моль (або дм³/моль).

Завдання 6. Розв’яжіть задачі.

• 6.1. Визначте об’єм (н. у.) сульфур(IV) оксиду кількістю речовини 0,1 моль.

• 6.2. Обчисліть кількість речовини нітроген(І) оксиду об’ємом 6,72 л (н. у.).

---

Дружня порада для вчителя

Тривалість: до 20 хв.

Виконуємо вправи і завдання. 

• 3.1. Обчисліть масу та кількість молекул гідроген сульфіду (сірководню) об’ємом 1120 мл (н. у).

• 3.2. Виконайте необхідні обчислення та заповніть таблицю:

Формула речовини	Назва речовини	Кількість речовини, моль	Маса, г	Об’єм, л
О2		0,4
	озон			0,56
PH3	фосфін		6,80
C2H4				89,6
	амоніак		0,85
	нітроген(ІІ) оксид	5,0

• 3.3. Обчисліть кількість речовини амоніаку масою 0,1 кг. Визначте кількість молекул амоніаку та атомів Нітрогену й Гідрогену, що містяться в такій порції речовини.

• 4.4. Об’єм невеликого дирижабля 2 500 м³ . Визначте масу газу (н. у.) такого об’єму, якщо дирижабль заповнений:
  • а) гелієм;
  • б) воднем.

Обчисліть кількість молекул кожного газу, що містяться в цьому об’ємі.

Подумайте, застосування якого газу для наповнення дирижабля є більш безпечним. Коротко поясніть.

---

Дружня порада для вчителя

Тривалість: до 2 хв.

Прийом має на меті повторити всі поняття і терміни, які вивчалися на уроці. 

Учні по черзі ланцюжком підсумовують вивчене одним словом, яке запам’ятали із сьогоднішнього уроку. Слово не має повторюватися. 

Урок 6. Кількість речовини. Молярна маса. Молярний об’єм

Робочий аркуш учнівства

---

Мета уроку: пригадати поняття кількості речовини, молярної маси та молярного об’єму, навчитися обчислювати кількість речовини за відомими масою або об’ємом (для газу), розв’язувати задачі на визначення маси або об’єму газуватої речовини (або суміші газів) за відомим об’ємом або масою відповідно

Очікувані результати для учнівства:

План уроку

1. Мотивація (3 хв.).
2. Кількість речовини. Обчислення числа структурних частинок, маси та об’єму (для газів) за відомою кількості речовини (20 хв.).
3. Практикуємось (20 хв.).
4. Рефлексія (2 хв.).

---

У магазині, купуючи курячі яйця, до кошику кладуть їх не по штучно, не зважують 100 г або 1 кг, а беруть їх десятками. У кулінарному рецепті окремі інгрідієнти нерідко додають порціями: чайна ложка лимонного соку, столова ложка цукру, склянка молока тощо. У побуті ми часто користуємося різними мірами. У хімії необхідність такої міри деякої порції речовини ще й обумовлена дуже маленькими розмірами структурних частинок речовин – молекул, атомів або йонів.

Ілюстративні малюнки з мережі Інтернет: десяток курячих яєць (зліва) та інгрідієнти для приготування великодньої паски (праворуч).

Серед традиційних фізичних величин міри порції речовини в хімії – маси, об’єму – важливим поняттям є фізична величина кількість речовини та її одиниця розмірності моль.

Завдання 1.

Прочитайте фрагмент тексту про поняття «моль». Виділіть у кожному абзаці ключові слова (словосполучення). Поділіться результатом своєї роботи із однокласником / однокласницею.

«Моль» — одиниця кількості речовини в SI (The International System of Units). Позначається моль. Довгий час поняття «моль» визначали, як кількість речовини, яка містить стільки реальних або умовних частинок, скільки атомів містить порція 0,012 кг ізотопу Карбону-12. Таким чином, це фізична величина, яка характеризує число структурних елементів у певній речовині як системі. Тому, якщо користуються поняттям «моль», необхідно вказувати, які саме реальні чи умовні частинки мають на увазі.

Число молей частинок речовини позначають через n – «ен» – і називають кількістю речовини (не ототожнювати з масою речовини). Моль є однією з семи основних одиниць SI.

1 (один) моль — це кількість речовини, що містить 6,02214076×10²³ (число Авогадро) структурних частинок речовини: атомів, молекул, іонів, електронів або інших частинок чи певних груп частинок. Це значення було підібрано таким чином, щоб маса отриманого числа частинок (молекул або атомів, що залежить від природи частинок речовини) у грамах була рівна середній масі частинки у а. о. м.

Позначення «моль» (нім. «mole») увів у 1893-му Вільгельм Оствальд, як похідне від слова «молекула» (нім. «molekűle»). Як базову одиницю SI моль затвердила 1971 року 14-а Генеральна конференція мір і ваг.

1. ___________________________________________________________________________________________________
2. ___________________________________________________________________________________________________
3. ___________________________________________________________________________________________________

---

Якщо відоме число структурних одиниць зразка речовини, то кількість речовини обчислюють за формулою:

\n=\frac{N}{N_{A}}

• де n — кількість речовини, моль;
• N — кількість структурних одиниць;
• N_A — стала Авогадро, 6,022∙10²³ моль^–1

Завдання 2. Розв’яжіть задачі

• 2.1. Обчисліть кількість речовини метану в газовому балоні, що містить 1,807∙10²⁴ молекул цього газу.

• 2.2. Обчисліть кількість атомів Купруму, що міститься в міді кількістю речовини 1,5 моль.

• 2.3. Розрахуйте число атомів, що міститься в зразку води кількістю речовини 0,5 моль.

Пригадайте! У хімічних формулах індекси показують також кількість речовини атомів кожного хімічного елемента в 1 моль речовини

Завдання 3.

Речовина Х утворена елементами А та Б. Ядро атома елемента А містить 9 протонів, а елемента Б – на один менше. Складіть формулу цієї речовини, якщо ступінь окиснення елемента Б у цій сполуці становить +2. Обчисліть кількість речовини молекул Х, в якій міститься 2,71∙10²⁴ атомів.

Якщо відома маса зразка речовини, то кількість речовини обчислюють за формулою:

\n=\frac{m}{M}

• n — кількість речовини, моль;
• m — маса речовини, г;
• M — молярна маса, г/моль.

Молярна маса — маса 1 моль речовини — чисельно дорівнює:

• для простих речовин атомної будови — відносній атомній масі;
• для речовин молекулярної будови — відносній молекулярній масі;
• для речовин немолекулярної будови — відносній формульній масі.

Завдання 4.

Послуговуючись Періодичною таблицею, обчисліть молярні маси (г/моль) речовин: води, сульфатної кислоти, карбон(IV) оксиду, амоніаку, кальцій гідроксиду, калій карбонату, етанолу, глюкози, мідного купоросу (купрум(ІІ) сульфату пентагідрату).

Завдання 5. Розв’яжіть задачі.

• 5.1. Обчисліть масу купрум(ІІ) оксиду кількістю речовини 0,2 моль.

• 5.2. Обчисліть кількість речовини вуглекислого газу, якщо його маса становить 4,4 г.

• 5.3. Маса зразка простої речовини Х, утвореної двохатомними молекулами, кількістю речовини 3 моль становить 84 г. Обчисліть молярну масу невідомої речовини Х. Атомами якого хімічного елемента утворені молекули цієї речовини?

Якщо відомий об’єм газу, виміряний за нормальних умов (Т = 0 °С, р = 100 кПа), то кількість речовини обчислюють за формулою:

\n=\frac{V}{V_{m}}

• n — кількість речовини, моль;
• V — об’єм газу, л або дм³;
• V_m — молярний об’єм, л/моль або дм³/моль.

Молярний об’єм газу – об’єм 1 моль газу – за нормальних умов становить 22,4 л/моль (або дм³/моль).

Завдання 6. Розв’яжіть задачі.

• 6.1. Визначте об’єм (н. у.) сульфур(IV) оксиду кількістю речовини 0,1 моль.

• 6.2. Обчисліть кількість речовини нітроген(І) оксиду об’ємом 6,72 л (н. у.).

---

• 3.1. Обчисліть масу та кількість молекул гідроген сульфіду (сірководню) об’ємом 1120 мл (н. у).

• 3.2. Виконайте необхідні обчислення та заповніть таблицю:

Формула речовини	Назва речовини	Кількість речовини, моль	Маса, г	Об’єм, л
О2		0,4
	озон			0,56
PH3	фосфін		6,80
C2H4				89,6
	амоніак		0,85
	нітроген(ІІ) оксид	5,0

• 3.3. Обчисліть кількість речовини амоніаку масою 0,1 кг. Визначте кількість молекул амоніаку та атомів Нітрогену й Гідрогену, що містяться в такій порції речовини.

• 4.4. Об’єм невеликого дирижабля 2 500 м³ . Визначте масу газу (н. у.) такого об’єму, якщо дирижабль заповнений:
  • а) гелієм;
  • б) воднем.

Обчисліть кількість молекул кожного газу, що містяться в цьому об’ємі.

Подумайте, застосування якого газу для наповнення дирижабля є більш безпечним. Коротко поясніть.

---

Учні по черзі ланцюжком підсумовують вивчене одним словом, яке запам’ятали із сьогоднішнього уроку. Слово не має повторюватися. 

---

1. За нормальних умов (н. у.) — температури 0 °С (273,15 K) та атмосферного тиску 100 кПа — 1 моль будь-якого газу займає об’єм приблизно 22,4 л. Це стосується не лише газів, що складаються з молекул, але й атомарних інертних газів. Подумайте, а як зміниться значення молярного об’єму газів, якщо а) підвищити / знизити температуру; б) підвищити / знизити тиск.
2. Розуміючи важливість для науки фізичної величини «кількість речовини», наукова спільнота запровадила День Моля. А яку дату могли б запропонувати ви для відзначення цього Дня? Звірте зроблене вами припущення із загальноприйнятою в світі датою.
3. Серед відомих речовин найбільшу молекулярну масу має білок тітин, молекулярна формула якого C₁₆₉₇₁₇H₂₇₀₄₆₆N₄₅₆₈₈O₅₂₂₃₈S₉₁₁. Розрахуйте масу (кг) 1 моль цієї речовини.
4. Складіть діаграму Венна, порівнявши поняття «відносної молекулярної маси» та «молярної маси».
5. Визначте молярні маси та назви простих речовин, якщо маса зразка кількістю речовини: а) 7 моль дорівнює 444,5 г; б) 3,5 моль дорівнює 84 г; в) 0,25 моль дорівнює 8 г.