Урок 3
Тема. кількість речовини. моль — одиниця кількості речовини. Число авогадро.
мета: сформувати поняття про кількість речовини та одини‑
цю вимірювання кількості речовини — моль; з’ясувати
значення сталої Авогадро; сформувати вміння обчис‑
лювати число атомів і молекул за відомою кількістю
речовини й кількість речовини — за відомим числом
молекул.
обладнання: Періодична система хімічних елементів
Д. І. Менделєєва.
матеріали: зразки різних речовин кількістю речовини 1 моль:
18 мл води, 56 г залізних ошурок (можна замінити
іншим металом), 58,5 г кухонної солі, 342 г цукру,
куб об’ємом 22,4 л із повітрям (грань куба = 28 см).
Базові поняття
та терміни:
атом, молекула, кількість речовини, моль, стала
Авогадро.
Тип уроку: вивчення нового матеріалу.
методи
навчання:
пояснювально‑ілюстративні; репродуктивні,
частково‑пошукові, практичні.
структура уроку
I. Організаційний етап ................................. 2 хв.
II. Актуалізація опорних знань...........................3 хв.
III. Вивчення нового матеріалу...........................20 хв.
1. Поняття про кількість речовини.
2. Моль — одиниця вимірювання кількості речовини.
3. Обчислення кількості речовини за відомим числом
атомів і молекул й числа атомів і молекул —
за відомою кількістю речовини.
IV. Закріплення знань...................................17 хв.
V. Домашнє завдання...................................1 хв.
VI. Підбиття підсумків уроку.............................2 хв.
хід уроку
I. організаційний етап
Перевірка готовності учнів до уроку, налаштування на робочий
настрій.
Учитель зазначає, що на наступних уроках мова піде про кількісні
відношення в хімії і, наголошуючи на їх важливості, наводить висловлю-вання Д. І. Менделєєва щодо діяльності алхіміків: «Ошибка их исследова-ния состояла в том, что они не мерили і не весили».
Учитель повідомляє тему уроку, спільно з учнями визначає цілі уроку.
II. актуалізація опорних знань
Бесіда f
Як ви пам’ятаєте, хімія вивчає речовини і їхні перетворення. Склад
речовин виражають хімічними формулами, а суть хімічних пере тво рень —
рівняннями реакцій.
— Яку інформацію про склад речовини надає хімічна формула?
— Як виражається кількісний склад речовини?
— Яку інформацію надає рівняння хімічної реакції?
— Як визначаються кількісні співвідношення по рівнянню хімічної
реакції?
У хімічних перетвореннях беруть участь окремі атоми або молекули
речовин. Тому при вивченні хімічних перетворень важливо знати кількісні
співвідношення між реагуючими речовинами.
III. вивчення нового матеріалу
1. Поняття про кількість речовини.
Розповідь учителя f
Кількісними співвідношеннями займається спеціальний розділ
хімії — стехіометрія.
Майже все, що людина зустрічає навколо себе, вона намагається опи-сати кількісними характеристиками. Так, коли ми витрачаємо воду, ми
лічимо, скільки літрів (або кубометрів) її витекло з крану. Купуючи цукер-ки, ми вказуємо продавцеві, скільки грамів треба зважити. Але у певних
випадках знання маси або об’єму зовсім недостатньо. Наприклад, нам тре-ба купити стільки тістечок, щоб вистачило на всіх учнів в школі. Досить
важко перелічити 500 чи півтори тисячі тістечок. Значно простіше, якщо
ми знаємо, скільки тістечок міститься в одному ящику, полічити число
ящиків. Тобто в даному випадку ми лічимо не окремі частинки, а число
груп чи порцій частинок.
Схожим принципом користуються і в хімії. Не завжди важливо зна-ти масу чи об’єм речовини. Часто набагато важливіше для визначен-ня кількості речовини знати число окремих атомів чи молекул. У хімії,
крім використання таких величин, як «маса» й «об’єм», застосовують
вели чину «кількість речовини».
Кількість речовини — це фізична величина, яка показує, скільки
найменших частинок (структурних одиниць) даної речовини — атомів,
молекул, йонів, електронів тощо — міститься в тому чи іншому зразку
речовини.
Кількість речовини позначається літерою n.
2. Моль — одиниця вимірювання кількості речовини.
Розповідь учителя f
Атоми і молекули, з яких складається речовина, дуже малі. Їхнє число
в оточуючому нас світі величезне. Навіть у самому маленькому кристалі
цукру число молекул перевищує мільярд мільярдів. Тому досить незручно
перелічити окремі молекули. Для вимірювання кількості речовини вико-ристовують спеціальну одиницю — моль.
1 моль — це така кількість речовини, що містить 60210
23
, ⋅ структур-них одиниць даної речовини.
Назва одиниці вимірювання кількості речовини походить від латинсь-кого слова «moles», що в перекладі значить «кількість, безліч».
При написанні слово «моль» відмінюється, коли перед ним не стоїть
число, і не відмінюється після числа або змінної. Наприклад: два моля вод-ню реагує з одним молем кисню, але 2 моль водню реагує з 1 моль кисню.
До цієї величини слід відноситися як до звичайного числа, що означає
певну порцію речовини. В тому, що моль означає таке екзотичне число, немає
нічого незвичайного. З такими числами (або порціями) ми зустрічаємося
досить часто і використовуємо їх для вимірювання маси, об’єму, часу
і навіть грошей. Більшість з них є досить простими числами. Наприклад,
одна тонна — це одна тисяча кілограмів, один кубічний метр — це одна
тисяча літрів, одна година — це 60 хвилин, одна гривня — це сто копійок.
Але іноді такі величини є не дуже звичними і не завжди кратні десяти:
одна доба — це 24 години, одна дюжина — це 12 штук, один карат — це 0,4
грама, а один світовий рік — це майже 9510
12
, ⋅ кілометрів.
Хіміки для вимірювання кількості речовини ввели дуже велику
порцію — 60210
23
, ⋅ штук структурних частинок речовини. На честь
відомого італійського вченого Амедео Авогадро ця величина називається
«стала Авогадро» й позначається NA
.
Ця стала, на відміну від числа Авогадро, виражається в одиницях,
ділених на моль (1 / моль або моль
−1
):
NA
=⋅ −
60210
23 1
,моль .
Для приблизних обчислень число Авогадро округляють до 610
23
⋅ .
Число Авогадро — це дуже велике число. Наприклад, якби всю поверх-ню Землі (включаючи річки, озера, моря й океани) вистелити рівномірним
шаром такої кількості однодоларових купюр, то утворився б шар заввишки
2 метри. Проте молекули, які ми лічимо за допомогою сталої Авогадро, є
дуже маленькими часточками. Якщо ми візьмемо 610
23
⋅ молекул води, то
навіть не зможемо наповнити склянку.
Чому саме це число обране для визначення моля? Справа в тому,
що стільки атомів міститься в 12 г Карбону, який використовують як стан-дарт для визначення атомної одиниці маси. Виходячи з цього можна дати
ще одне визначення для моля:
1 моль — це кількість речовини, в якій число частинок (атомів, моле-кул, іонів) дорівнює числу атомів Карбону, що містяться в 12 г Карбону.
Запитання f
— Як ви гадаєте, якщо ми візьмемо один моль двох різних речовин,
чи будуть це однакові кількості за зовнішнім виглядом?
Демонстрація f
Учитель демонструє різні речовини кількістю в 1 моль. Увага учнів
звертається на те, що маса й об’єм 1 моль різних речовин відрізняються.
Запитання f
— Який висновок про співвідношення розмірів і мас молекул
(або атомів) води, заліза, кухонної солі, цукру й газу можна зробити?
3. Обчислення кількості речовини за відомим числом
атомів і молекул й числа атомів і молекул —
за відомою кількістю речовини.
Знаючи сталу Авогадро, можна будь-яку кількість речовини виразити
в молях. Якщо речовина містить N молекул (або структурних одиниць), то
кількість речовини дорівнює:
n
N
NA
= .
Задача 1. В кімнаті міститься 27610
26
, ⋅ молекул кисню. Визначте
кількість речовини кисню.
Дано: Розв’язання:
NO2
26
27710 ()=⋅,
n
N
NA
= , nO2
26
23 1
27710
60210
460 ()=
⋅
⋅
=
−
,
,моль
моль.
Відповідь: nO2 460 ()= моль.
nO2 () —?
Задача 2. В стакані міститься приблизно 11 моль молекул води.
Визнач те число молекул в стакані.
Дано: Розв’язання:
nHO2 11 ()= моль
n
N
N
NnN
A
A =⇒=⋅ .
NHO2
23 124
11 6021066210 ()=×⋅=⋅
−
моль моль ,,.
Відповідь: NHO2
24
66210 ()=⋅, .
NHO2 () —?
Задача 3. Визначте число атомів Оксигену і Гідрогену, що містяться
в 5 моль води.
Дано: Розв’язання:
nHO2 5 ()= моль
n
N
N
NnN
A
A =⇒=⋅ .
В одній молекулі води міститься один атом Ок-сигену і два атоми Гідрогену. Отже в 5 моль води
містяться 5 моль атомів Оксигену і 10 моль атомів
Гідрогену. Таким чином:
NO ( )=×⋅=⋅
−
5610 310
23 124
моль моль ,
NH ( )=×⋅=⋅
−
10 610610
23 124
моль моль .
Відповідь: NO ( )=⋅310
24
, NO ( )=⋅610
24
.
N (O) —?
N (Н) —?
IV. Закріплення знань
Завдання f
1) В ложці води міститься приблизно 0,5 моль цієї речовини. Обчисліть
число молекул води в ложці.
2) Скільки атомів міститься в порції міді кількістю речовини 8 моль?
3) Дано: а) 310
23
⋅ атомів Сульфуру; б) 1210
23
⋅ атомів Сульфуру.
Обчисліть кількість речовини.
4) Якій кількості речовини відповідає порція глюкози, в якій міститься
310
22
⋅ молекул глюкози?
5) Скільки атомів міститься в білому фосфорі, формула якого P4
,
кількістю речовини 0,025 моль?
6) Скільки атомів і молекул міститься в кисні кількістю речовини
0,5 моль?
V. домашнє завдання
Вивчити матеріал підручника. Виконати завдання після параграфа.
VI. Підбиття підсумків уроку
Учитель просить учнів назвати, що виявилось на уроці важким або лег-ким для розуміння або виконання; проаналізувати результати, які досяг-нуто на уроці.
Додатковий матеріал до уроку.
амедео авогадро
Італійський фізик і хімік. Повне ім’я Лоренцо-Романо-Амедео-Карло
Авогадро ді Кваренья і ді Черето. Народився в Турині в сім’ї службов-ця судового відомства. Одержав юридичну освіту, після чого став док-тором церковного законознавства. В 24 роки почав самостійно вивчати
природничі науки: фізику, математику й хімію. З 1809 року викладав
у коледжі в м. Верчеллі, а потім в Туринському університеті як професор
«вищої фізики». З 1850 року директор відділення фізики й математики
Туринської Академії наук.
Працював у різних галузях фізики і хімії, основні праці присвячені
молекулярній фізиці. Ввів в науку поняття «молекула» і «молекулярна вага».
В 1814 році відкрив важливий закон для фізики та хімії, що потім був
названий його ім’ям. На основі цього закону розробив метод визначення
молекулярних і атомних мас. Першим встановив, що формула води HO2,
а не HO, як вважали раніше. Крім того, встановив точний склад багатьох
інших молекул — водню, кисню, азоту, амоніаку, оксидів Нітрогену, Хло-ру, Фосфору тощо.
Вперше правильно обчислив атомну масу Оксигену, Карбону,
Нітрогену, Хлору тощо. Заклав основи молекулярної теорії. Однак його
праці було визнано лише після його смерті у 1860 році на Міжнародному
конгресі хіміків у Карлсруе.
|
