Química de secundaria, ¿cuál es la cantidad de materia?

1. Comprender la unidad de cantidad de materia: mol.

2.Comprender el significado de masa molar, volumen molar de gas y concentración de sustancia.

3. Se puede calcular en base a la relación entre la cantidad de material y el número de partículas.

4. Conocer el método de preparación y aplicación de la solución concentradora de una determinada sustancia.

Puntos clave: La unidad de cantidad de una sustancia - mol, el volumen molar de un gas, el concepto de cantidad y concentración de una sustancia, la relación entre la cantidad y la masa molar de una sustancia y la cantidad y concentración de una sustancia, la preparación de una solución con una determinada cantidad y concentración de una sustancia Uno de los métodos.

Dificultad: La unidad de cantidad de una sustancia - mol, y el método de preparación de una solución con una determinada cantidad y concentración de una sustancia. Punto de conocimiento 1: Cantidad de sustancia y su unidad (mol)

Interpretación de puntos clave: En experimentos químicos, los medicamentos que se toman, ya sean sustancias simples o compuestos, se pueden pesar con recipientes. Las reacciones químicas entre sustancias se producen según una determinada relación cuantitativa entre átomos, iones o moléculas. Estas sustancias no sólo no podemos verlas directamente a simple vista, sino que además son difíciles de pesar. Científicos internacionales han propuesto que la "cantidad de materia" es el peso de la materia asociada a un determinado número de átomos, iones o moléculas y otras partículas microscópicas.

1. Cantidad de materia:

Es una cantidad física básica, es decir, un conjunto que contiene un determinado número de partículas, de símbolo n.

2. Mol:

La unidad de cantidad de una sustancia es el mol, o mol, y su símbolo es mol. La relación entre el número de partículas en 1 mol de agregados de partículas y el número de átomos de carbono en 0,012 kilogramos de 12C es aproximadamente 6,02×1023.

La relación entre el número de partículas en un agregado de partículas y el número de átomos de carbono en 0,012 kilogramos de 12C La relación del número de átomos es aproximadamente 6,02×1023,6,02×1023.

Constante de Avogadro:

Es una cantidad física. que se puede definir como una cantidad unitaria El número de partículas contenidas en una sustancia.

El símbolo es NA, la unidad es mol-1, que se puede expresar como NA=6,02×1023 mol-1.

4. Existe la siguiente relación entre la cantidad de sustancia (n), la constante de Avogadro (NA) y el número de partículas (N).

5. Nota:

(1) La cantidad de materia es una cantidad física básica. Estas cuatro palabras son un todo y no se pueden entender por separado ni se pueden comprimir en ". material" "Cantidad", también se puede utilizar "masa de sustancia" o "cantidad de sustancia".

(2) La cantidad de materia sólo se aplica a partículas microscópicas. Es decir, átomos, moléculas, iones, electrones y otras partículas, o combinaciones específicas de estas partículas.

(3) Cuando se utiliza el mol como unidad, se deben especificar las partículas a las que se hace referencia y el tipo de partículas debe expresarse mediante una fórmula química.

Por ejemplo: 2 mol H, 1 mol H2, 1,5 mol NaOH, 1 mol OH-, 1 mol e-, etc.

(4) La constante de Avogadro es una cantidad física cuyo valor es igual al número de átomos de carbono contenidos en 0,012 kg de 12C,

y 6,02 × 1023 mol-1 es un valor aproximado .

Punto de conocimiento 2: Masa molar

Explicación: 1 mol de sustancias diferentes contiene el mismo número de partículas, pero 1 mol de sustancias diferentes tiene masas diferentes. Esto se debe a las masas de. diferentes partículas son diferentes.

1. Masa molar:

La masa de una unidad de cantidad de una sustancia se llama masa molar. El símbolo es M y la unidad común es g/mol (o g-mol-1).

2. Nota:

(1) Cuando la masa molar se expresa en g-mol-1, es numéricamente igual a la masa molecular relativa o la masa atómica relativa de la sustancia.

Se puede deducir de la siguiente manera:

,

Según la definición de la constante de Avogadro, sabemos que M(12C) = 12 g-mol- 1, por lo tanto la unidad de M (X) también es g-mol-1, que es numéricamente igual a su masa atómica relativa.

(2) Para las sustancias puras, su masa molar es fija, mientras que la masa de una sustancia cambia con el contenido de la sustancia.

Por ejemplo, 1 mol de O2 tiene una masa de 32 g, 2 mol de O2 tiene una masa de 64 gy la masa molar de O2 permanece sin cambios en 32 g-mol-1.

3.Existe la siguiente relación entre la cantidad (n), masa (m) y masa molar (M) de una sustancia:

Por ejemplo, la masa molar de H2SO4. es 98 g -mol -1, luego 24,5 g H2SO4:

Además, con la ayuda de fórmulas y el número de partículas de sustancias microscópicas que no se pueden ver a simple vista, se puede relacionar con la masa de sustancias que pueden pesarse macroscópicamente. Por tanto, la cantidad de materia es como un puente. Podemos convertir el número de partículas y la masa de materia entre sí.

Como en la pregunta anterior, la cantidad de sustancia n (H2SO4)=0,25 mol en 24,5 g H2SO4,

El número de partículas N (H2SO4)=n (H2SO4)× NA=0,25 mol× 6,02×1023 mol-1=1,505×1023.

Punto de conocimiento 3: Volumen molar de gas

Interpretación de los puntos de prueba: Para sustancias gaseosas, medir el volumen es más conveniente que pesar la masa. El volumen de una sustancia depende de tres factores: el número de partículas que componen la sustancia, el tamaño de las partículas y la distancia entre las partículas. 1 mol de una sustancia sólida o líquida contiene la misma cantidad de partículas y la distancia entre las partículas es muy pequeña, por lo que el volumen de la sustancia sólida o líquida está determinado principalmente por el tamaño de las partículas. Sin embargo, debido a que los tamaños de las partículas son diferentes, los volúmenes de 1 mol de diferentes sustancias sólidas o líquidas también son diferentes.

En el caso de los gases, la distancia entre partículas es mucho mayor que el diámetro de las propias partículas, por lo que el volumen de 1 mol de gas está determinado principalmente por la distancia entre las partículas del gas. Y a la misma temperatura y presión, la distancia entre cualquier partícula de gas se puede considerar igual, por lo que el volumen de 1 mol de gas es el mismo.

1. Volumen molar del gas:

El volumen que ocupa una unidad de cantidad de gas se llama volumen molar del gas, el símbolo es Vm y la unidad común es L/ mol o (L-mol -1) y m3/mol (o m3-mol-1).

2. Nota:

(1) El volumen molar del gas es diferente a diferentes temperaturas y presiones.

(2) En condiciones estándar (0°, 101 kPa), el volumen molar del gas Vm = 22,4 L-mol-1.

3. La relación entre el volumen de gas (V), el volumen molar de gas (Vm) y la cantidad de gas (n) es:

El número de moléculas de gas. y el número de moléculas de gas. Los volúmenes macroscópicos se pueden representar mediante relaciones de conexión. Por ejemplo, en condiciones estándar, 11,2 L de H2 contienen la cantidad de moléculas.

La masa molar del gas se puede calcular utilizando la densidad y el volumen molar del gas en determinadas condiciones: M=Vm; por ejemplo, en condiciones estándar,

(O2 )=1,429 g-L-1, Entonces M(O2)=Vm-(O2)=22,4 L-mol-1×1,429 g-L -1=32 g-mol-1.

Punto de conocimiento 4: Ley de Avogadro

Análisis de puntos clave: A la misma temperatura y presión, el mismo volumen de cualquier gas contiene el mismo número de moléculas. Esta ley se llama ley de Avogadro.

1. Nota:

(1) La ley de Avogadro sólo se aplica a gases, no a sustancias sólidas y líquidas.

(2) Sólo los gases con la misma temperatura, presión y volumen tienen el mismo número de moléculas.

(3) El volumen molar de un gas es la expresión específica de la ley de Avogadro.

2. Varias inferencias importantes

Existe la siguiente relación entre la temperatura, presión, volumen, masa y masa molar de un gas: De esto se pueden derivar las siguientes inferencias importantes :

p>

(1) A la misma temperatura y presión, la relación de las masas de cualquier gas del mismo volumen es igual a la relación de sus masas moleculares relativas. Es decir

(2) Bajo la misma temperatura y presión, la relación de los volúmenes de cualquier gas es igual a la relación de las cantidades de sus sustancias. Es decir:

(3) A la misma temperatura y presión, la relación de volumen de gases con la misma masa es igual al recíproco de sus masas moleculares relativas.

Es decir,

(4) Bajo la misma temperatura y presión, la relación de las densidades de cualquier gas es igual a la relación de sus masas moleculares relativas. Es decir:

(5) Bajo la misma temperatura y presión, la relación de las presiones de los gases es igual a la relación de las cantidades de sus sustancias. Es decir:

Punto de conocimiento 5: Concentración de una sustancia

Interpretación de los puntos de prueba: Para soluciones, podemos usar la fracción de masa de soluto para expresar la composición de la solución. Al tomar una solución, normalmente se mide el volumen, no la masa. Es mucho más fácil saber la cantidad de soluto en un volumen determinado de solución.

1. Concentración de una sustancia:

La cantidad física de una solución compuesta por la cantidad de la sustancia que contiene soluto B en una unidad de volumen de la solución se expresa como la concentración de la sustancia llamada soluto B. El símbolo es c (B) y la unidad es mol/L (o mol-l-1), etc.

2. Nota:

(1) El volumen de la solución no puede ser igual al volumen del disolvente, sino que debe ser el volumen real del soluto disuelto en el disolvente.

(2) Un soluto puede ser una sustancia, molécula o ion.

(3) La solución es homogénea, es decir, si se extrae cualquier volumen de una sustancia de una solución de cierta concentración, la concentración de la sustancia permanece sin cambios. /p>

3. Tres expresiones relacionales: la cantidad de soluto (n), la concentración de la sustancia en la solución y el volumen de la solución:

(1) La cantidad, concentración de la sustancia y el soluto. Conversión de la fracción de masa (w es la fracción de masa del soluto).

(2) Regla de dilución de la solución: es decir, la cantidad de material de soluto permanece sin cambios antes y después. dilución, luego: c1V1=c2V2

Punto de conocimiento 6: Prepare una solución de cierta concentración

1. Hay dos formas de preparar una solución de una determinada concentración:

Preparar una solución a partir de un sólido (es necesario medir la masa del soluto) y preparar una solución diluida a partir de una solución concentrada (el volumen de es necesario medir la solución concentrada). Todo el proceso se puede dividir en ocho pasos: contar, pesar, disolver o diluir, transferir, lavar, transferir, determinar el volumen y agitar.

2. Los instrumentos suelen incluir:

Matraz aforado (tenga en cuenta las especificaciones), balanza de plato (utilizada para preparar soluciones sólidas) o bureta (utilizada para preparar soluciones diluidas a partir de soluciones concentradas), y probetas medidoras (para medir disolventes), vasos de precipitados (para disolver), varillas de vidrio (para agitar y cebar), buretas con puntas de goma (para determinar el volumen), cucharas medicinales (para cuando el soluto es sólido).

3. Un matraz aforado es un recipiente de vidrio con forma de pera, de cuello estrecho y tapón de vidrio esmerilado.

El matraz aforado está marcado con escala, temperatura aplicable y capacidad. Antes de usar, asegúrese de verificar si el matraz volumétrico tiene fugas. El método es: agregue una cierta cantidad de agua a la botella, tape el corcho, use el dedo índice de su mano izquierda para sostener el corcho y sostenga el fondo. el frasco con la mano derecha. Voltee el matraz aforado para ver si hay fugas. Si no hay fugas de agua, gire el tapón 180° y repita la operación anterior. Ambos matraces volumétricos estarán listos para su uso sin fugas de agua.

4. Análisis de errores:

Generalmente el juicio se basa en fórmulas, es decir, se analiza el impacto de las operaciones experimentales sobre las variables n y V. En otras circunstancias normales, si cualquier factor aumenta m o n, hará que c se haga más grande, y viceversa, hará que c sea más pequeño. Cualquier factor que aumente V hará que c sea más pequeño; de lo contrario, hará que c sea más grande. Por ejemplo, si el vaso de precipitados y la varilla de vidrio no se lavan después de transferir la solución, el soluto se perderá, por lo que c será menor después de agitar a volumen constante, se descubre que el nivel del líquido es inferior a la línea de escala; Se agrega una pequeña cantidad de agua destilada, lo que aumentará el volumen total de la solución. También hará que c sea menor.

5. Notas:

(1) Generalmente se usa una balanza de paletas para pesar y un cilindro graduado para medir. El cilindro graduado solo puede tener una precisión de un decimal. lugar (0,1 g o 0,1 ml), por lo que la masa o volumen del soluto utilizado debe calcularse con una cifra decimal.

(2) Al pesar, coloque los medicamentos higroscópicos y corrosivos en el vaso de precipitados y péselos rápidamente después de que el líquido medido con la probeta se vierta en el vaso de precipitados, con el soluto adherido a la pared interior del vaso; el cilindro medidor no se puede verter en el vaso de precipitados.

(3) La disolución generalmente se realiza agregando primero el soluto al vaso de precipitados y luego agregando el solvente. Al diluir ácido sulfúrico concentrado, debe prestar atención a verter lentamente ácido sulfúrico concentrado en agua a lo largo de la pared interna del vaso y revolver con una varilla de vidrio mientras agrega.

(4) Al preparar una solución de una sustancia con una determinada concentración, se debe colocar una determinada masa o volumen de soluto en el matraz aforado seleccionado según el volumen de la solución, por lo que no es necesario para calcular la cantidad de agua en absoluto.

(5) No se puede preparar ningún volumen de solución porque el volumen se establece utilizando un matraz volumétrico durante el proceso de preparación, y las especificaciones del matraz volumétrico tienen valores específicos. Los matraces volumétricos de uso común incluyen 100 ml, 250 ml, 500 ml, 1000 ml, etc.

(6) No utilizar matraces volumétricos para disolver, diluir o almacenar soluciones (especialmente soluciones alcalinas), y mucho menos reacciones químicas en matraces volumétricos. Después de preparar la solución, viértala en una botella de reactivo limpia y seca.

(7) Antes de inyectar la solución en el matraz volumétrico, la temperatura del matraz volumétrico debe volver a la temperatura ambiente. Esto se debe a que la transferencia de la solución caliente al matraz volumétrico aumentará el volumen. la solución preparada es más pequeña (el coeficiente de expansión del vidrio es menor que el coeficiente de expansión del líquido), la concentración de la solución preparada aumenta.

(8) Después de transferir la solución al matraz volumétrico, escurrirla con una varilla de vidrio, lavar el vaso y la varilla de vidrio con agua destilada (se adjunta una pequeña cantidad de soluto a la varilla de vidrio) 2 a 3 veces y luego lavar. Transferir la solución a un matraz aforado.

(9) Cuando el nivel del líquido en el matraz volumétrico aumenta de 1 a 2 cm desde la línea de escala, use una bureta con punta de goma para agregar agua destilada para evitar que el nivel del líquido exceda la línea de escala. Al agregar agua para fijar el volumen, si excede la marca, se debe preparar nuevamente.

(10) La solución debe agitarse repetidamente. Si encuentra que el nivel del líquido es ligeramente inferior a la marca de la escala después de reposar, no agregue agua destilada, de lo contrario el resultado será bajo. Si después de agitar se escapan algunas gotas, la concentración de la solución permanece sin cambios.