МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ ТА ПРОДОВОЛЬСТВА УКРАЇНИ

ТЕХНОЛОГІЧНИЙ КОЛЕДЖ ДНІПРОПЕТРОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО АГРАРНОГО УНІВЕРСИТЕТУ

це фізична величина, яка визначається кількістю частинок речовини у її певній порції.

Потрібно пам’ятати, що :

кількість речовини позначають грецькою буквою ν (нью);

одиниця вимірювання кількості речовини – моль;

1 моль будь-якої речовини містить 6,02 ∙ 1023 частинок;

число 6,02 ∙ 1023 назвали сталою Авогадро на честь італійського ученого Амедео Авогадро (NA = 6,02 ∙ 1023 моль-1);

зв’язок між кількістю речовини і сталою Авогадровиражається хімічною формулою:

Nν = -------- ;

NA

де N - кількість частинок речовини;

NA – стала Авогадро.

Кількість речовини-

Задача 1. У стратосфері на висоті 20-30 км знаходиться озоновий шар, що захищає Землю від ультрафіолетового випромінювання Сонця. Якби не «озоновий екран » в атмосфері, то фотони з великою енергією досягали б поверхні Землі і знищували на ній все живе. Підраховано, що в середньому на кожного жителя Дніпропетровської області у повітряному просторі припадає по150 моль озону О3. Скільки молекул О3 припадає в середньому на одного жителя Дніпропетровщини?

Дано:

ν(О3) = 150 моль

NA = 6,02 ∙ 1023 моль-1

____________________

Знайти:

N(О3) - ?

Розв’язання:

У задачі використаємо формулу, що відображає зв’язок між кількістю частинок N у даній порції

речовини ν і сталою Авогадро NA: N

ν = -------- ;NA

звідси: N = ν ∙ NA;

N(O3) = ν(О3) ∙ NA ;

N(O3) = 150 моль ∙ 6,02 ∙ 1023 моль-1 = 903 . 1023

Відповідь: на кожного жителя Дніпропетровської

області у середньому припадає

903 . 1023 молекул озону.

Молярна маса -це маса 1 моль речовини.

Потрібно пам’ятати, що:

Молярну масу позначають латинською буквою М;

Одиниці вимірювання молярної маси – г/моль;

Молярна маса чисельно дорівнює відносній атомній або відносній молекулярній масі;

Зв’язок між кількістю речовини і молярною масою виражається хімічною формулою:

mν = -----

M де ν- кількість речовини;m – маса речовини.

Задача 2. У хімічній лабораторії пролили на підлогу невелику кількість соляної кислоти,і до кінця заняття вона повністю випарувалася. Хоча хлороводень дуже токсичний і під час вдихання подразнює слизові оболонки, студенти не відчули жодного стороннього запаху. Чи багато молекул НСl опинилося у повітрі, якщо маса хлороводню, який випарувався, дорівнює 1 г?

Дано:

m(НСl) = 1 г

М(НСl) = 36,5 г/моль

NА = 6,02 ∙ 1023 моль-1

___________________

Знайти:

N(HCl) - ?

Для допитливих:

Алхіміки середньовіччяназивали хлороводень«Солоне повітря». Чому?

Розв’язання:

У задачі використаємо формулу:N

ν = --------; звідси: N = ν ∙ NA.NA

Щоб знайти кількість хлороводню пригадаємо

інше співвідношення:m

ν = -----M

Виведемо кінцеву формулу:m

N = ----- ∙ NA; М

N(HCl) = (1г ∙ 6,02 ∙ 1023 моль-1) : 36,5г/моль = 1,65 ∙ 1022

Відповідь: у повітрі опинилося 1,65 ∙ 1022 молекул HCl.

в однакових об’ємах різних газів за однакових умов міститься однакова

кількість молекулN(H2)=N(O2)=N(CO2)

Наслідок із закону – якщо взяти 1 моль, тобто 6,02 ∙ 1023 молекул будь-якого газу, то вони займатимуть однаковий об’єм.

Закон Авогадро -

Амедео Авогадро, італійський

учений

Молярний об’єм -це об’єм 1 моль речовини. Потрібно пам’ятати, що:

молярний об’єм позначається - Vm ;одиниці вимірювання молярного об’єму - л/моль; 1 моль будь-якого газу за нормальних умов (н.у.) займає

об’єм 22,4 л, а Vm = 22,4 л/моль;Нормальні умови - температура Т = 273⁰К (о⁰С),

тиск Р = 101,3 кПа (1 атм., 760 мм рт.ст.);Зв’язок між кількістю речовини і молярним об’ємом

виражається хімічною формулою: V

ν = -----Vm де ν – кількість речовини;

V – об’єм речовини.

Задача 3. Карбон(ІІ) оксид (чадний газ) - небезпечний забруднювач атмосфери. Він знижує здатність гемоглобіну крові до перенесення кисню, викликаєхвороби серцево-судинної системи, знижує активність роботи мозку. Щорічно на Землі утворюється 5 ∙ 10⁸т СО, через неповне згорання природного палива. Визначте, який об’єм (при н. у.) займе чадний газ, що утворюється на нашій планеті з цієї причини.

Дано:

m(СО) = 5 ∙ 10⁸ т = 5 . 1014 г

М(СО) = 28 г/моль

Vm = 22,4 л/моль (н. у.)

_______________________

Знайти:

V(СО2) - ?

З довідника:

1 т = 106 г

1 км3 = 1012 л

Розв’язання:

У задачі використовуємо дві формули:m V

1) ν = -----; 2) ν = -----M Vm

Прирівнюємо праві частини формул:

m V m ∙ Vm

----- = -----; звідси V = -----------; M Vm M

5 . 1014 г ∙ 22,4 л/мольV(CO2) = ---------------------------- = 4 . 1014 л = 400 км3

28г/моль

Відповідь: V(CO2) = 400 км3

Масова частка елемента у сполуці-це відношення маси елемента до відповідної маси сполуки:

m(E)ω = -----------------

m(сполуки)

Потрібно пам’ятати, що:

Масова частка елемента позначається латинською літерою ω (омега);

Масова частка не має розмірності, її часто виражають у відсотках;

Масова частка елемента – це частка від одиниці або від 100%;

У складних сполуках масова частка елемента завжди менша одиниці або 100%. Наприклад у воді ω(Н)=0,11(11%), ω(О)=0,89(89%);

Сума масових часток елементів, що входять до складу сполуки завжди дорівнює одиниці або 100%;

Масову частку елемента у сполуці можна обчислити використавши її хімічну формулу:

n(E) ∙ Ar(E)ω = -----------------

Mr(сполуки)

де n(E) – кількість атомів елемента у сполуці,Ar(E) – відносна атомна маса елемента,Mr(сполуки)- відносна молекулярна маса сполуки.

Задача 4. Перша стадія добування сульфатної кислоти у промисловості, під час якої утворюється найбільша кількість шкідливих викидів у атмосферу, - випалювання піриту, мінералу, що відповідає формулі FeS2. Визначте масові частки (у %) заліза і сірки у піриті.

Дано:

Мr(FeS2) = 120

Аr(Fе) = 56

_____________

Знайти:

ω (Fe) - ?

ω (S) - ?

Розв’язання:

У задачі використаємо формулу:

n(E) ∙ Ar(E)ω = ----------------- ∙ 100%;

Mr(сполуки)

n(Fe) ∙ Ar(Fe)ω (Fe) = ----------------- ∙ 100%;

Mr(FeS2)

1 ∙ 56ω (Fe) = ---------- ∙ 100 = 46,7%

120

ω (S) = 100 - ω (Fe) = 100 – 46,7% = 53,3%

Відповідь: ω (Fe) = 46,7%; ω (S) = 53,3%

Задачі для самостійного розв’язуванняЗадача 1. У 1811 р. французьким хіміком Бернаром Куртуа був відкритий йод . Розповідають, що одного разу у лабораторії кішка, яка завжди спокійно сиділа на плечі Куртуа, раптово зістрибнула на стіл, де стояли колби з реактивами. Вони розбилися, і у повітря піднялися клуби фіолетового «диму» -пари йоду. У людському організмі міститься близько 25 мг йоду (він входить до складу різних сполук), причому половина всієї маси йоду знаходиться у щитовидній залозі. Обчисліть, скільки атомів йоду знаходиться:

а) у щитовидній залозі,

б) у людському організмі в цілому.

Відповідь: а) 2,96 ∙ 1019 атомів йоду,

б) 5,92 ∙ 1019 атомів йоду

Задача 2. Цілющі властивості срібла і «срібних» препаратів відомі з давніх часів. Перський цар Кір II Великий (558-529 рр. до н. е.) користувався срібним посудом для зберігання питної води під час військових походів. Добре відомий і найпростіший спосіб знезараження питної води –занурення у неї срібла. При цьому у розчин поступово переходить невелика кількість іонів Аg+

(не більше 0,001 мг на 1 л води),

і цього вже достатньо, щоб

вбити хвороботворні бактерії.

Визначте число йонів срібла

у 50 мл знезараженої води.

(Відповідь: N(Аg+) = 2,8 ∙ 1014)

Задача 3. Знамениті красуні, якими захоплювалися сучасники в усі часи - прекрасна Єлена, через яку спалахнула Троянська війна, легендарна Нефертіті, дивна Клеопатра, - славилися розкішним кучерявим волоссям. Ось чому з незапам'ятних часів удосконалювалися способи завивки і укладання волосся. Проте хімічні процеси, що лежать в основі перукарського мистецтва, люди зрозуміли порівняно недавно. «Будівельний матеріал» волосся - це білок кератин, що складається з довгих ланцюжків молекул амінокислоти цистеїну НS-СН2-СН(NН2)СООН. Довгі ороговілі клітини волокнистого шару волосся складаються з білкових молекул, які зв’язані між собою за допомогою дисульфідних «містків» S-S іміжмолекулярних водневих зв'язків. Саме ці містки та зв'язки визначають кучерявість волосся. Обчисліть масову частку елементів: а) сульфуру; б) нітрогену; в) оксигену в цистеїні.Відповідь: ω(S) = 26,47%; ω(N) = 11,56%; ω(O) = 26,41%.

Задача 4. Лікарі вважають, що причина лупи -хвороботворні мікроорганізми. Найпоширеніші шампуні від лупи містять сульсен - дисульфід селену SеS2, а також саліцилову кислоту і сульфо-вмісні сполуки цинку. Лікувальні шампуні можуть містити й інші антисептичні засоби. Обчисліть масову частку: а) селену, б) сульфуру

у дисульфіді селену.Відповідь:

а) ω (Sе) = 55,18%;

б) ω(S) = 44,82%.

Задача 5. Потреба людини у хлорі зазвичай задовольняється за рахунок кухонної солі NаСl. Хлор, в організмі необхідний для синтезу соляної кислоти НСl, яка постійно утворюється у шлунку. Оскільки натрій хлорид виводиться із організму з потом, очевидно, що потреба у кухонній солі у працюючих в жаркому кліматі або у гарячих цехах більша. Вона зростає до 25 г на добу. Яка кількість (моль) кухонної солі потрібна людині, яка працює у гарячому цеху:

а) на тиждень; б) на рік?

Відповідь: а) 3 моль;

6) 156 моль.

Задача 6. Добре відомо, що легковий автомобіль забруднює повітря шкідливими викидами: на кожні 10 км шляху з його вихлопними газами ватмосферу потрапляє 7 моль карбон(ІІ)оксиду СО і 1 моль нітроген(ІІ)оксиду NО. Яка маса цих шкідливих речовин потрапить в атмосферу при автомобільній поїздці на дачу, яка розташована на відстані 80 км від дому?

Відповідь: 1568 г СО і 240 г NО

Задача 7. Такі види риб, як форель і харіус, дуже чутливі до чистоти води. Якщо в 1 л природної води міститься всього 3 ∙ 10-6 моль сульфатної кислоти (яка може потрапляти у річки з промисловими стоками або за рахунок «кислотних дощів»), то мальки цих риб гинуть. Обчисліть ту масу сульфатної кислоти в 1 л води, яка представляє собою смертельну дозу для мальків форелі і харіуса.

Відповідь: 0,294 мг.

Задача 8. Для знезараження води її часто хлорують. Розрахуйте об'єм (при н. у.) хлору, який іде на знезараження 10 м3 води, якщо на кожен літр води витрачається 0,002 мг хлору.

Відповідь: 6,3 мл

Задача 9. Графітові деталі не можна спаяти, але на практиці бувають випадки, коли їх потрібно міцно з'єднати. Для цього придумали дотепний спосіб: у графітовий шов поміщають прокладку з алюмінію, деталі здавлюють і нагрівають місце стику до температури 1800⁰С, при якій графіт починає реагувати з алюмінієм. Утворюється алюміній карбід, який зрощує місце стику. Потім температуру підвищують іще на 500⁰С, і алюміній карбід розпадається. Але справу зроблено: графітові деталі міцно з'єднані. Визначте формулу алюміній карбіду, якщо відомо, що він містить 75% алюмінію і 25% карбону.

Відповідь: Аl4Сз.

Задача 10. Хлор - надзвичайно отруйний газ. Досить сказати, що цей газ застосували, як бойову отруйну речовину під час Першої світової війни. 22 квітня 1915р. о п'ятій годині вечора вартові Алжирського полку французької армії помітили дивну зелену хмару. Французи знали, що німці починають бойові дії з димової завіси, і незвичайний колір хмари порахували якимось німецьким нововведенням. Останнє, що встигли помітити французи - мокрі білі хустки на обличчях атакуючих. Алжирський полк французьких військ був зни-щений без єдиного пострілу. Жертвами цієї безшумної атаки стали 15 тисяч отруєних, 5 тисяч з них загинуло. У якому об’ємі газоподібного хлору (н. у.) кількість молекул дорівнює

1 ∙ 1025? Визначте їхню масу?

Відповідь: 372 л і 1,179 кг хлору.