Однойиз основных единиц в Международнойсистеме единиц (СИ) является единицаколичества вещества – моль.
Моль– это такое количествовещества, которое содержит столькоструктурных единиц данного вещества(молекул, атомов, ионов и др.), сколькоатомов углерода содержится в 0,012 кг (12г) изотопа углерода 12 С.
Учитывая,что значение абсолютной атомной массыдля углерода равно m(C)= 1,99 · 10 26кг, можно рассчитать число атомовуглерода N А ,содержащееся в 0,012 кг углерода.
Мольлюбого вещества содержит одно и то жечисло частиц этого вещества (структурныхединиц). Число структурныхединиц, содержащихся в веществеколичеством один моль равно 6,02·10 23 и называется числомАвогадро (N А ).
Например,один моль меди содержит 6,02·10 23атомов меди (Cu), а одинмоль водорода (H 2)– 6,02·10 23 молекулводорода.
Молярноймассой (M)называется массавещества, взятого в количестве 1 моль.
Молярная массаобозначается буквой М и имеет размерность[г/моль]. В физике пользуются размерностью[кг/кмоль].
В общемслучае численное значение молярноймассы вещества численно совпадает созначением его относительной молекулярной(относительной атомной) массы.
Например,относительная молекулярная масса водыравна:
Мr(Н 2 О)= 2Аr (Н) + Аr(O) = 2∙1 + 16 = 18 а.е.м.
Молярнаямасса воды имеет ту же величину, новыражена в г/моль:
М (Н 2 О)=18 г/моль.
Такимобразом, моль воды, содержащий 6,02·10 23 молекул воды(соответственно 2·6,02·10 23 атомов водорода и6,02·10 23 атомовкислорода), имеет массу 18 граммов. Вводе, количеством вещества 1 моль,содержится 2 моль атомов водорода и одинмоль атомов кислорода.
1.3.4. Связь между массой вещества и его количеством
Знаямассу вещества и его химическую формулу,а значит и значение его молярной массы,можно определить количество веществаи, наоборот, зная количество вещества,можно определить его массу. Для подобныхрасчетов следует пользоваться формулами:
гдеν – количество вещества,[моль];m– масса вещества, [г] или [кг]; М – молярнаямасса вещества, [г/моль] или [кг/кмоль].
Например,для нахождения массы сульфата натрия(Na 2 SO 4)количеством 5 моль найдем:
1)значение относительной молекулярноймассы Na 2 SO 4 ,представляющую собой сумму округленныхзначений относительных атомных масс:
Мr(Na 2 SO 4)= 2Аr(Na) + Аr(S)+ 4Аr(O) = 142,
2)численно равное ей значение молярноймассы вещества:
М(Na 2 SO 4)=142 г/моль,
3) и,наконец, массу 5 моль сульфата натрия:
m = ν · M=5 моль · 142 г/моль = 710г.
Ответ:710.
1.3.5. Связь между объемом вещества и его количеством
Принормальных условиях (н.у.), т.е. придавлении р,равном 101325 Па (760 мм. рт. ст.), и температуреТ,равной273,15 К (0 С),один моль различных газов и паровзанимает один и тот же объем, равный22,4 л.
Объем,занимаемый 1 моль газа или пара при н.у.,называетсямолярнымобъемом газа и имеетразмерность литр на моль.
V мол =22,4 л/моль.
Знаяколичество газообразного вещества (ν)изначение молярногообъема (V мол)можно рассчитать егообъем (V) при нормальныхусловиях:
V = ν · V мол,
гдеν – количество вещества[моль];V– объем газообразного вещества [л]; V мол= 22,4 л/моль.
И,наоборот, зная объем (V)газообразного вещества при нормальныхусловиях, можно рассчитать его количество(ν):
Газы являются наиболее простым объектом для исследования, поэтому их свойства и реакции между газообразными веществами изучены наиболее полно. Для того, чтобы нам было легче разобрать правила решения расчетных задач,исходя из уравнений химических реакций, целесообразно рассмотреть эти законы в самом начале систематического изучения общей химии
Французский ученый Ж.Л. Гей-Люссак установил законобъемный отношений:
Например, 1 л хлорасоединяется с 1 л водорода, образуя 2 л хлороводорода; 2 л оксида серы (IV) соединяются с 1 л кислорода, образуя 1 л оксида серы (VI).
Этот закон позволил итальянскому ученому предположить, что молекулы простых газов (водорода, кислорода, азота, хлора и др.) состоят из двух одинаковых атомов. При соединении водорода с хлором их молекулы распадаются на атомы, а последние образуют молекулы хлороводорода. Но поскольку из одной молекулы водорода и одной молекулы хлора образуются две молекулы хлороводорода, объем последнего должен быть равен сумме объемов исходных газов.Таким образом, объемные отношения легко объясняются, если исходить из представления о двухатомности молекул простых газов (Н2, Сl2, O2, N2 и др.)- Это служит, в свою очередь, доказательством двухатомности молекул этих веществ.Изучение свойств газов позволило А. Авогадро высказать гипотезу, которая впоследствии была подтверждена опытными данными, а потому стала называться законом Авогадро:
Из закона Авогадро вытекает важное следствие: при одинаковых условиях 1 моль любого газа занимает одинаковый объем.
Этот объем можно вычислить, если известна масса 1 л газа. При нормальных условиях, (н.у.) т. е. температуре 273К (О°С) и давлении 101 325 Па (760 мм рт. ст.), масса 1 л водорода равна 0,09 г, молярная масса его равна 1,008 2 = 2,016 г/моль. Тогда объем, занимаемый 1 моль водорода при нормальных условиях, равен 22,4 л
При тех же условиях масса 1лкислорода 1,492г; молярная32г/моль. Тогда объем кислорода при (н.у.), тоже равен 22,4 моль.
Следовательно:
Молярным объем газа — это отношение объема вещества к количеству этого вещества:
гдеV m — молярный объем газа (размерностьл/моль); V — объем вещества системы;n— количество вещества системы. Пример записи:V m газа(н.у.)=22,4 л/моль.
На основании закона Авогадро определяют молярные массы газообразных веществ. Чем больше масса молекул газа, тем больше масса одного и того же объема газа. В равных объемах газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул, а следовательно, и молей газов. Отношение масс равных объемов газов равно отношению их молярных масс:
гдеm 1 — масса определенного объема первого газа; m 2— масса такого же объема второго газа; M 1и M 2 — молярные массы первого и второго газов.
Обычно плотность газа определяют по отношению к самому легкому газу — водороду (обозначаютD H2). Молярная масса водорода равна 2г/моль. Поэтому получаем.
Молекулярная масса вещества в газообразном состоянии равна его удвоенной плотности по водороду.
Часто плотность газа определяют по отношению к воздуху (D B). Хотя воздух является смесью газов, все же говорят о его средней молярной массе. Она равна 29г/моль. В этом случае молярная масс определяется выражением М = 29D B.
Определение молекулярных масс показало, что молекулы простых газов состоят из двух атомов(Н2, F2,Cl2, O2 N2), а молекулы инертных газов — из одного атома(He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). Для благородных газов «молекула» и «атом» равнозначны.
Закон Бойля — Мариотта: при постоянной температуре объем данного количества газа обратно пропорционален давлению, под которым он находится.ОтсюдаpV = const, гдер— давление, V — объем газа.
Закон Гей-Люссака: при постоянном давлении и изменение объема газа прямо пропорционально температуре, т.е.V/T = const, гдеТ— температура по шкале К (кельвина)
Объединенный газовый закон Бойля — Мариотта и Гей-Люссака: pV/T = const. Эта формула обычно употребляется для вычисления объема газа при данных условиях, если известен его объем при других условиях. Если осуществляется переход от нормальных условий (или к нормальным условиям), то эту формулу записывают следующим образом: pV/T = p 0V 0/T 0, где р 0,V 0,T 0 -давление, объем газа и температура при нормальных условиях (р 0 = 101 325 Па , Т 0= 273 КV 0=22,4л/моль).
Если известны масса и количество газа, а надо вычислить его объем, или наоборот, используют уравнение Менделеева-Клайперона:
гдеn — количество вещества газа, моль;m— масса, г; М — молярная масса газа, г/иоль; R— универсальная газовая постоянная. R = 8,31 Дж/(моль*К)
Объем 1 моль вещества называют Молярным объемом Молярная масса 1 моль воды = 18 г/моль 18 г воды занимают объём 18 мл. Значит молярный объем воды равен 18 мл. 18 г воды занимают объем равный 18 мл, т.к. плотность воды равна 1 г/мл ВЫВОД: Молярный объем зависит от плотности вещества (для жидкостей и твердых веществ). 
1 моль любого газа при нормальных условиях занимает один и тот же объем равный 22,4 л. Нормальные условия и их обозначения н.у. (0 0 С и 760 мм.рт.ст.; 1 атм.; 101,3 к Па). Объем газа количеством вещества 1 моль называют молярным объемом и обозначают – V m 
Решение задач Задача 1 Дано: V(NH 3) н.у. = 33,6 м 3 Найти: m — ? Решение: 1. Рассчитываем молярную массу аммиака: М(NH 3) = = 17 кг/кмоль 
ВЫВОДЫ 1. Объем 1 моль вещества называется молярным объемом V m 2. У жидких и твердых веществ молярный объем зависит от их плотности 3. V m = 22,4 л/моль 4. Нормальные условия (н.у.): и давление 760 мм.рт.ст., или 101,3 к Па 5. Молярный объем газообразных веществ выражается в л/моль, мл/ммоль, 
Молярный объем газа равен отношению объема газа к количеству вещества этого газа, т.е.
V m = V(X) / n(X),
где V m — молярный объем газа — постоянная величина для любого газа при данных условиях;
V(X) – объем газа Х;
n(X) – количество вещества газа Х.
Молярный объем газов при нормальных условиях (нормальном давлении р н = 101 325 Па ≈ 101,3 кПа и температуре Т н =273,15 К ≈ 273 К) составляет V m = 22,4 л/моль.
Законы идеальных газов
В расчетах, связанных с газами, часто приходится переходить от данных условий к нормальным или наоборот. При этом удобно пользоваться формулой, следующей из объединенного газового закона Бойля-Мариотта и Гей-Люссака:
pV / Т = p н V н / Т н
Где p -давление; V — объем; Т- температура вшкале Кельвина; индекс «н» указывает на нормальные условия.
Объемная доля
Состав газовых смесей часто выражают при помощи объемной доли — отношения объема данного компонента к общему объему системы, т.е.
φ(Х) = V(X) / V
где φ(Х) — объемная доля компонента Х;
V(X) — объем компонента Х;
V — объем системы.
Объемная доля — безразмерная величина, её выражают в долях от единицы или в процентах.
Пример 1. Какой объем займет при температуре 20°С и давлении 250 кПа аммиак массой 51 г?
1. Определяем количество вещества аммиака:
n(NH 3) = m(NH 3) / М(NH 3) = 51 / 17 = 3 моль.
2. Объем аммиака при нормальных условиях составляет:
V(NH 3) = V m · n(NH 3) = 22,4 · 3 = 67,2 л.
3. Используя формулу (3), приводим объем аммиака к данным условиям (температура Т = (273 + 20) К = 293 К):
V(NH 3) = p н V н (NH 3) / pТ н = 101,3 · 293 · 67,2 / 250 · 273 = 29,2 л.
Ответ: V(NH 3) = 29,2 л.
Пример 2. Определите объем, который займет при нормальных условиях газовая смесь, содержащая водород, массой 1,4 г и азот, массой 5,6 г.
1. Находим количества вещества водорода и азота:
n(N 2) = m(N 2) / М(N 2) = 5,6 / 28 = 0,2 моль
n(H 2) = m(H 2) / М(H 2) = 1,4 / 2 = 0,7 моль
2. Так как при нормальных условиях эти газы не взаимодействуют между собой, то объем газовой смеси будет равен сумме объемов газов, т.е.
V(смеси) = V(N 2) + V(H 2) = V m · n(N 2) + V m · n(H2) = 22,4 · 0,2 + 22,4 · 0,7 = 20,16 л.
Ответ: V(смеси) = 20,16 л.
Закон объемных отношений
Как решить задачу с использованием «Закона объемных отношений»?
Закон объемных отношений: объемы газов, участвующих в реакции, относятся друг к другу как небольшие целые числа, равные коэффициентам в уравнении реакции.
Коэффициенты в уравнениях реакций показывают числа объемов реагирующих и образовавшихся газообразных веществ.
Пример. Вычислите объем воздуха, необходимый для сгорания 112 л ацетилена.
1. Составляем уравнение реакции:
2. На основании закона объемных отношений вычисляем объем кислорода:
112 / 2 = Х / 5, откуда Х = 112 · 5 / 2 = 280л
3. Определяем объм воздуха:
V(возд) = V(O 2) / φ(O 2)
V(возд) = 280 / 0,2 = 1400 л.