Cantidad de sustancia

La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 26 de mayo de 2021; las comprobaciones requieren 9 ediciones .

Cantidad de sustancia
$\norte$ , $\ \nu$
Dimensión	norte
Unidades
SI	Topo
SGA	Topo

La cantidad de sustancia es una cantidad física que caracteriza el número de unidades estructurales del mismo tipo contenidas en una sustancia . Las unidades estructurales son cualquier partícula que forma una sustancia ( átomos , moléculas , iones , electrones o cualquier otra partícula) [1] . La unidad para medir la cantidad de una sustancia en el Sistema Internacional de Unidades (SI) y en el sistema CGS es el mol [2] . Sin especificar el objeto de la consideración, no se utiliza el término "cantidad de sustancia" [K 1] . 1 mol contiene partículas de Na.

Aplicación

Esta cantidad física se utiliza para medir cantidades macroscópicas de sustancias en los casos en que, para una descripción numérica de los procesos en estudio, es necesario tener en cuenta la estructura microscópica de la sustancia, por ejemplo, en química , al estudiar procesos de electrólisis . o en termodinámica , al describir las ecuaciones de estado de un gas ideal .

Al describir las reacciones químicas , la cantidad de una sustancia es una cantidad más conveniente que la masa , ya que las moléculas interactúan independientemente de su masa en cantidades que son múltiplos de números enteros.

Por ejemplo, la reacción de combustión del hidrógeno (2H 2 + O 2 → 2H 2 O) requiere el doble de sustancia de hidrógeno que de oxígeno . En este caso, la masa de hidrógeno que interviene en la reacción es aproximadamente 8 veces menor que la masa de oxígeno (ya que la masa atómica del hidrógeno es aproximadamente 16 veces menor que la masa atómica del oxígeno). Así, el uso de la cantidad de una sustancia facilita la interpretación de las ecuaciones de reacción: la relación entre las cantidades de sustancias que reaccionan se refleja directamente en los coeficientes de las ecuaciones.

Dado que es inconveniente usar el número de moléculas directamente en los cálculos, porque este número es demasiado grande en experimentos reales, en lugar de medir el número de moléculas en unidades de "pieza", se miden en moles . El número real de unidades "pieza" en 1 mol de una sustancia se llama número de Avogadro ( N A = 6.02214076⋅10 23 "pieza"/mol [4] ).

La cantidad de una sustancia se denota con el latín (en) y no se recomienda que se denote con la letra griega (nu), ya que esta letra en termodinámica química denota el coeficiente estequiométrico de la sustancia en la reacción y, por definición, , es positivo para los productos de reacción y negativo para los reactivos [5] . Sin embargo, es la letra griega (nu) la que se usa mucho en el curso escolar . $norte$ $\nu$ $\nu$

Para calcular la cantidad de una sustancia en función de su masa, se utiliza el concepto de masa molar : , donde m es la masa de la sustancia, M es la masa molar de la sustancia. La masa molar es la masa por mol de una sustancia dada. La masa molar de una sustancia se puede obtener multiplicando el peso molecular de esa sustancia por el número de moléculas en 1 mol, por el número de Avogadro . La masa molar (medida en g/mol) es numéricamente igual al peso molecular relativo. $n=m/M$

De acuerdo con la ley de Avogadro , la cantidad de una sustancia gaseosa también se puede determinar en función de su volumen : \ u003d V / V m , donde V es el volumen de gas en condiciones normales , y V m es el volumen molar de gas bajo el mismo condiciones, igual a 22,4 l/mol. $norte$

Por lo tanto, es válida una fórmula que combina los cálculos básicos con la cantidad de sustancia:

n={\frac {m}{M}}={\frac {N}{N_{\mathrm {A} }}}={\frac {V}{V_{\mathrm {m}} } } }

Comentarios

↑ Podemos hablar sobre la cantidad de sustancia de las moléculas ( unidades fórmula ) de hidrógeno , podemos hablar sobre el número de moles de átomos de hidrógeno , pero la frase "un mol de hidrógeno" sin especificar el objeto de discusión no tiene sentido [3] . ${\ estilo de visualización {\ ce {H2}}}$ ${\ estilo de visualización {\ ce {H}}}$

Notas

↑ [dic.academic.ru/dic.nsf/polytechnic/4077/QUANTITY Cantidad de sustancia] . Gran diccionario politécnico enciclopédico (2004). Consultado: 31 de enero de 2014. (indefinido)
↑ Dengub V. M. , Smirnov V. G. Unidades de cantidades. Referencia del diccionario. - M. : Editorial de Normas, 1990. - S. 85. - 240 p. — ISBN 5-7050-0118-5 .
↑ Press I.A. , Fundamentos de química general, 2017 , p. 119.
↑ Constante de Avogadro . Laboratorio de Mediciones Físicas . Instituto Nacional de Normas y Tecnología . Fecha de acceso: 7 de febrero de 2017. Archivado desde el original el 29 de junio de 2015.
↑ Cuando el calor de reacción se escribe como se hace en esta ecuación, se entiende que se expresa en kilojulios por unidad estequiométrica ("mol") de reacción según la ecuación escrita. En el caso bajo consideración, el calor de reacción es 62.8 kJ por mol (+62.8 kJ mol −1 ) B 5 H 9 (gaseoso) , pero es solo 12.56 kJ por mol de boro consumido (sólido cristalino) o 62.8 kJ por cada 4,5 moles de hidrógeno gaseoso. Los calores de reacción siempre se tabulan por mol del compuesto formado. ${\mathsf {5B+4{,}5H_{2}\ {\xrightarrow {}}\ B_{5}H_{9}}},~\Delta H_{{298}}^{\circ }=+62 {,}8~{\mathrm {kJ}}$

Literatura

Presione IA [www.libgen.io/book/index.php?md5=4E765590D7E3748388362C94EC27AF3A Fundamentos de química general]. - 3ª ed., estereotipo. - San Petersburgo. : Himizdat, 2017. - 352 p. - ISBN 978-5-93808-286-1 . (enlace no disponible)