1.6. Количество вещества

Единица количества вещества – моль содержит такое же число частиц, как и 12 граммов углерода ¹²С. Это число частиц, равное 6,0210²³, называется числом Авогадро (N_A).

,

(1.5)

где  – количество вещества,

М – молярная масса (масса одного моля),

V_m – молярный объем.

Для железа M = 56 г/моль, для воды M = 18 г/моль.

Молярные объемы твердых и жидких веществ зависят от их плотности:

.

V_m(H₂O) = 18 мл/моль, т.к. плотность воды () равна 1 г/мл.

1.7. Закон Авогадро

Молярные объемы газов при одинаковых условиях постоянны, и при нормальных условиях близки к 22,4 л/моль. Это следствие из закона Авогадро (1811 г.): в равных объемах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул.

Относительная плотность газов

Из закона Авогадро следует, что плотности различных газов будут относиться друг к другу, как молярные массы.

1.8. Закон простых объемных отношений Гей-Люссака

А.Авогадро впервые сделал вывод о двухатомности простых газов, таких как кислород, азот, хлор. В результате стало возможно объяснить закон простых объемных отношений Гей-Люссака: объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу, а также к объемам получающихся газов, как простые целые числа.

Так с позиций закона Авогадро стало понятно, почему из 1 л водорода и 1 л хлора получается 2 л хлороводорода, а не один, как следовало бы из ошибочных представлений об одноатомности молекул простых газов:

H₂ + Cl₂ = 2HCl.

1.9. Закон эквивалентов

Закон эквивалентов и понятие об эквиваленте было введено в химию одновременно с открытием закона постоянства состава. Согласно закону эквивалентов вещества взаимодействуют друг с другом в строго эквивалентных количествах: эквивалент с эквивалентом.

Эквивалентом называют условную или реальную частицу, равноценную в реакциях обмена одному атому или иону водорода или в окислительно-восстановительных реакциях одному электрону. Эквивалент может быть равен 1 или быть меньше 1. Указывает на то, какая часть атома или молекулы является эквивалентом, фактор эквивалентности, который для элементов есть величина обратная проявляемой ими валентности в данном соединении:

,

(1.9)

где n_Э – число атомов элемента в химической формуле, В_Э – валентность элемента.

Например, кальций проявляет в соединениях валентность равную 2, поэтому фактор эквивалентности для кальция: . Для азота N₂ .

Многие элементы могут проявлять различную валентность, поэтому фактор эквивалентности может менять значения.

Для сложных веществ, таких как кислоты, основания, соли фактор эквивалентности рассчитывается соответственно:

,

(1.10)

где – число ионов водорода, участвующих в реакции. Так в реакциях:

NaOH + H₂SO₄ = NaHSO₄ + H₂O,

2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O.

фактор эквивалентности серной кислоты равен 1 и 1/2 соответственно, поскольку в первой реакции участвует один ион водорода, а во второй – два.

	,	(1.11)
	,	(1.12)

где n_Me – число атомов металла в химической формуле, В_Me – валентность металла.