Каталог файлів

Тема 1: Кількість речовини. Моль – одиниця кількості речовини. Число Авогадро

Мета: Сформувати уявлення учнів про хімічне поняття «кількість речовини»; показати сутність фізичної величини кількості речовини; ознайомити з одиницею вимірювання кількості речовини; увести поняття «моль», «стала Авогадро».

Тип уроку: Вивчення нового матеріалу.

Форми роботи: Розповідь учителя, бесіда.

Обладнання: Періодична система хімічних елементів Д.І.Менделєєва.

ХІД УРОКУ

І. Організація класу

ІІ. Перевірка домашнього завдання

Один учень на дошці відтворює домашнє завдання (впр.6, стор. 12)

Яку масу заліза можна добути з ферум (ІІІ) оксиду масою 100 кг, якщо масова частка Феруму в оксиді становить 70%?

Дано: m(Fe₂O₃) = 100 кг                     Ẁ (Fe)= m(Fe)/m(Fe₂O₃)

W(Fe) = 70%                                          m(Fe) = Ẁ (Fe) × m(Fe₂O₃)

13. (Fe) - ?                                           m(Fe) = 0,7 × 100 кг = 70 кг

Відповідь: з ферум (ІІІ) оксиду масою 100 кг можна добути 70 кг заліза

• сі учні пишуть хімічний диктант

1. Актуалізація опорних знань

Фронтальна бесіда

• Із яких частинок складаються всі речовини Землі? (з атомів, молекул, йонів)
• Наведіть приклади речовин молекулярної та не молекулярної будови. (N_2, O_2, NaCl, алмаз)
• В яких одиницях вимірюються розміри атомів? (нм, тобто 10^-9м, r_а = 10^-14 см (якщо атом збільшити до розмірів друкарської крапки, то пропорційно збільшена людина досягла б зросту близько 7 км))
• Якою є маса атома? (це маленька частинка, реальна маса якої оцінюється величиною порядку 10^-27 – 10^-26 кг)
• Скільки молекул води міститься в краплі води? (багато, порядку 10²³ молекул)
• А скільки атомів Карбону міститься в діаманті вагою 1 карат (0,4 грама)? Розв’язати цю задачу нам допоможе величина, з якою ми познайомимося на сьогоднішньому уроці

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

Майже все, що людина зустрічає навколо себе, вона намагається описати кількісними характеристиками. Так, говорячи про воду у побуті, ми обчислюємо, скільки літрів (або кубометрів) її витекло з крану. Купуючи фрукти, ми вказуємо продавцеві, скільки кілограмів треба зважити. Але у певних випадках знання маси або об’єму зовсім недостатньо. Наприклад, нам треба купити стільки яблук, щоб вистачило на всіх учнів у школі. Для того, щоб перелічити кілька сотень яблук при покупці, знадобиться досить багато часу. Значно простіше, якщо ми знаємо, скільки яблук міститься в одному ящику, полічити кількість ящиків з яблуками. Тобто в даному випадку ми лічимо не окремі частинки, а число груп чи порцій частинок.

Аналогічним принципом користуються і в хімії. Не завжди важливо знати масу чи об’єм речовини. Часто набагато важливіше для визначення кількості речовини знати число окремих атомів чи молекул.

Ще у XVIII столітті  для хімічних обчислень водночас із масою й  об’ємом було введено фізичну речовину, яка дозволяла розрахувати кількість структурних частинок (атомів, молекул, йонів) у певній порції речовини. Ця величина одержала назву «кількість речовини».

Кількість речовини – це фізична величина, що визначається числом структурних частинок (атомів, молекул, йонів) у певній порції речовини.

Для речовин молекулярної будови такими частинками є молекули, в інших випадках структурна одиниця відповідає хімічній формулі, наприклад для кварцу – SiO₂, кухонної солі – NaCl, заліза – Fe. Кількість речовини позначається латинською літерою n (ен) або грецькою ν (ню), оскільки літерою n (ен) позначається також і число атомів.

Атоми і молекули, з яких складається речовина, дуже малі, тому не дивно, що їхня кількість у навколишньому середовищі є величезною. Навіть у найменшому кристалі цукру кількість молекул перевищує мільярд мільярдів. Тому досить важко перелічити окремі молекули. Для вимірювання кількості речовини використовують спеціальну одиницю – моль.

Відомий італійський учений Амедео Авогадро вивчив і виміряв кількість речовини для різних речовин. З допомогою спеціальних розрахунків А.Авогадро  підрахував, що у     12 г вуглецю (це використовують як стандарт для визначення атомної одиниці маси) міститься 6, 02 × 10²³ атомів.

Відомо, що один атом Карбону ¹²С має масу 1,9993 × 10^-23 г. отже в 12 грамах такого вуглецю число атомів Карбону дорівнює: 12 г/1,9993 × 10^-23 г = 6, 02 × 10²³.

Таку кількість речовини взяли за 1 моль.

Подібні розрахунки показали, що:

• У 32 г сірки міститься 6, 02 × 10²³ атомів;
• У 18 г води міститься 6, 02 × 10²³ молекул;

Ця величина одержала назву «стала Авогадро». Позначається вона N_A = 6, 02 × 10²³ частинок/моль, або моль^-1. Ця величина не залежить від агрегатного стану речовини.

Отже, 1 моль – це кількість речовини, що містить стільки ж частинок (атомів, молекул, йонів), скільки атомів міститься у 12 г вуглецю, тобто 6, 02 × 10²³ частинок.

Повідомлення учня про італійського вченого Амедео Авогадро (портрет Амедео Авогадро на стор.15 підручника)

Стала Авогадро – це настільки велике число, що через силу піддається уяві. Проте спробуємо уявити всю грандіозність цього числа. (підручник стор. 16) Учень зачитує текст

Якби ми спромоглися виміряти всю воду Світового океану склянками, то дістали б майже 7×10¹⁴ склянок. Хоча це число саме по собі величезне, але воно становить лише одну мільярдну частину сталої Авогадро!

Інший приклад. Число макових зерняток, що дорівнює 6, 02 × 10²³ , має масу 10²³ т. цією масою макових зерняток можна було б покрити всю поверхню Землі шаром 1 м. іще приклад. Пустеля Сахара містить менше трьох моль найдрібніших піщинок.

Знаючи постійну Авогадро, можна будь-яку кількість речовини виразити в молях. Якщо речовина містить N молекул (або структурних одиниць), то кількість речовини дорівнює:

                                             ν = N/ N_A

Навпаки, знаючи  кількість речовини в молях, можна знайти число частинок:

                                            N = ν × N_A

Розглянемо приклади розрахунків із використанням сталої Авогадро.

4. . Закріплення нового матеріалу (керована практика)

Задача 1. У кімнаті міститься 2, 77 × 10²⁶ молекул кисню. Визначте кількість речовини кисню.

Дано: N(О₂) = 2, 77 × 10²⁶                                             ν = N/ N_A

                                                                                    ν(О₂) = 2, 77 × 10²⁶/6, 02 × 10²³  моль^-1                                       

Відповідь: кількість речовини кисню – 460 моль.

Задача 2.У склянці міститься приблизно 11 моль молекул води. Визначте число молекул у склянці.

Дано: ν(Н₂О) = 11 моль                                     ν = N/ N_A ;      N = ν × N_A

                                                                               N(Н₂О) = 11 моль × 6, 02 × 10²³  моль^-1                                       

Відповідь: число молекул у склянці води дорівнює 6, 62 × 10²⁴.

Задача 3. Визначте число атомів Оксигену і Гідрогену, що містяться в 5 моль води.

Дано: ν(Н₂О) = 5 моль                                    ν = N/ N_A ;      N = ν × N_A

                                                                             В одній молекулі води міститься один 

N(Н) = ?                                                               атом Оксигену і два атоми Гідрогену.

N(О) = ?                                                              Отже в 5 моль води містяться 5 моль

                                                                            атомів Оксигену і 10 моль атомів    

                                                                            Гідрогену. Таким чином:

                                                               N(Н) = 10 моль × 6, 02 × 10²³  моль^-1 = 6, 02 × 10²⁴ 

                                                               N(О) = 5 моль × 6, 02 × 10²³  моль^-1 = 3, 01 × 10²⁴

Відповідь: число атомів Гдрогену дорівнює   6, 02 × 10²⁴ , а Оксигену – 3, 01 × 10²⁴

5. . Домашнє завдання: Вивчити параграф 1; стор.14-17; впр.2, стор. 17 (пояснення домашнього завдання)