Maddə miqdarı. Avoqadro qanunu

Maddə miqdarı ($\nu$) maddədəki struktur hissəciklərin (atom, molekul, ion) sayını göstərən kəmiyyətdir, vahidi moldur. 1 mol istənilən maddədə $6{,}02\cdot10^{23}$ hissəcik var. Bu ədəd Avoqadro sabitidir: $N_A=6{,}02\cdot10^{23}\ \text{mol}^{-1}$.

Molyar kütlə ($M$) 1 mol maddənin kütləsidir, vahidi q/mol-dur. Ədədi qiymətcə nisbi molekul kütləsinə bərabərdir: $M(\mathrm{H_2O})=2\cdot1+16=18$ q/mol.

Məsələn, 9 q suda $\nu=\dfrac{9}{18}=0{,}5$ mol, yəni $0{,}5\cdot6{,}02\cdot10^{23}=3{,}01\cdot10^{23}$ molekul var.

Avoqadro qanunu: eyni temperatur və təzyiqdə müxtəlif qazların bərabər həcmlərində molekulların sayı eynidir.

Buradan çıxır ki, eyni şəraitdə 1 mol istənilən qaz eyni həcm tutur. Normal şəraitdə (n.ş.: 0 °C, 101,3 kPa) bu həcm molyar həcmdir: $V_m=22{,}4$ l/mol.

Qazın n.ş.-də sıxlığı: $\rho=\dfrac{M}{22{,}4}$ q/l. Məsələn, $\rho(\mathrm{O_2})=\dfrac{32}{22{,}4}\approx1{,}43$ q/l.

Nisbi sıxlıq ($D$) bir qazın kütləsinin eyni şəraitdə eyni həcmli başqa qazın kütləsinə nisbətidir və molyar kütlələrin nisbətinə bərabərdir:

Naməlum qazın molyar kütləsi belə tapılır: $M=2D_{\mathrm{H_2}}$ və ya $M=29D_{\text{hava}}$. Məsələn, hidrogenə görə sıxlığı 16 olan qazın molyar kütləsi $M=2\cdot16=32$ q/mol-dur; oksigen belə qazdır. Molyar kütləsi 29-dan böyük olan qaz havadan ağır, kiçik olan isə yüngüldür.

Eyni şəraitdə reaksiyaya girən və alınan qazların həcmləri tənlikdəki əmsallar kimi nisbətdə olur (Gey-Lüssakın həcm nisbətləri qanunu). Səbəbi sadədir: əmsallar mol nisbətini göstərir, Avoqadro qanununa görə isə qazların mol nisbəti həcm nisbətinə bərabərdir.

• $\mathrm{N_2+3H_2\to2NH_3}$: 10 l azotla 30 l hidrogen reaksiyaya girir və 20 l ammonyak alınır.
• $\mathrm{2CO+O_2\to2CO_2}$: 4 l dəm qazına 2 l oksigen sərf olunur.

Qazlar üçün hesablamanı birbaşa litrlərlə aparmaq olar. Maye və bərk maddələrə bu qayda aid deyil.

Qazın qarışıqda mol payı $\chi=\dfrac{\nu_i}{\nu_{\text{üm}}}$ Avoqadro qanununa görə onun həcm payına $\varphi=\dfrac{V_i}{V_{\text{üm}}}$ bərabərdir. Kütlə payı isə $\omega=\dfrac{m_i}{m_{\text{üm}}}$ düsturu ilə hesablanır və adətən həcm payından fərqlənir.

Orta molyar kütlə qarışığın kütləsinin ümumi mol sayına nisbətidir:

Hava təqribən 78% $\mathrm{N_2}$, 21% $\mathrm{O_2}$ və 1% Ar-dan ibarətdir: $0{,}78\cdot28+0{,}21\cdot32+0{,}01\cdot40\approx29$ q/mol. Orta molyar kütlə həmişə komponentlərin ən kiçik və ən böyük molyar kütləsi arasında olur.

1. Reaksiyanın tənliyini yazın və əmsalları qoyun.
2. Verilən kəmiyyəti ($m$, $V$ və ya $N$) mola çevirin.
3. Əmsallara görə axtarılan maddənin mol sayını tapın.
4. Mol sayını lazım olan kəmiyyətə çevirin: $m=\nu M$, $V=\nu V_m$, $N=\nu N_A$.

Maddələrdən biri artıq götürülübsə, hesablamanı tam sərf olunan (çatışmayan) maddəyə görə aparın. Məsələn, 2 mol hidrogen və 2 mol oksigen qarışdırılıb: $\mathrm{2H_2+O_2\to2H_2O}$. 2 mol hidrogenə cəmi 1 mol oksigen lazımdır, oksigen artıqdır. Su hidrogenə görə hesablanır: 2 mol, yəni 36 q; 1 mol oksigen reaksiyaya girmədən qalır.