Номер 1, страница 132 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

1. В каком случае применяют физическую величину «количество вещества» и в каких единицах её измеряют? Ответ поясните примерами.

Физическую величину «количество вещества» (обозначается греческой буквой $\nu$ (ню) или латинской $n$) применяют в тех случаях, когда необходимо связать макроскопические свойства вещества (такие как масса или объём) с его микроскопическим строением, то есть с числом составляющих его структурных частиц (атомов, молекул, ионов и т.д.).

Использование этой величины особенно важно и удобно в следующих областях:

1. В химии. Вещества вступают в химические реакции в строго определённых количественных соотношениях, которые определяются числом реагирующих частиц. Например, в реакции образования воды ($2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$) участвуют две молекулы водорода и одна молекула кислорода. Оперировать отдельными молекулами невозможно, поэтому для расчётов используют пропорциональную им величину — количество вещества. Это позволяет легко переходить от соотношений частиц к массам или объёмам реагентов и продуктов реакции.

2. В молекулярной физике и термодинамике. Многие фундаментальные законы, описывающие поведение газов, жидкостей и твёрдых тел, включают в себя количество вещества. Например, уравнение состояния идеального газа ($pV = \nu RT$) связывает макроскопические параметры (давление $p$, объём $V$, температуру $T$) именно с количеством вещества $\nu$, что делает закон универсальным для любого газа, независимо от его химической природы.

Единицей измерения количества вещества в Международной системе единиц (СИ) является моль (международное обозначение: mol).

Один моль содержит ровно $6.02214076 \times 10^{23}$ структурных элементов (атомов, молекул и т.д.). Это число является числовым значением постоянной Авогадро ($N_A$) и позволяет находить количество вещества $\nu$ по известному числу частиц $N$ в теле: $\nu = \frac{N}{N_A}$

Пример пояснения:

Представим, что нам нужно провести реакцию нейтрализации, смешав растворы серной кислоты ($H_2SO_4$) и гидроксида натрия ($NaOH$). Уравнение реакции: $H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$. Оно показывает, что на 1 моль серной кислоты требуется 2 моля гидроксида натрия. Если мы возьмём 98 г серной кислоты (что соответствует её молярной массе, т.е. 1 моль), то для полной нейтрализации нам понадобится $2 \times 40 \text{ г} = 80 \text{ г}$ гидроксида натрия (где 40 г/моль — его молярная масса). Использование понятия «моль» делает этот расчёт простым и наглядным, в то время как расчёт только через массы был бы сложнее.

Ответ: Физическую величину «количество вещества» применяют для описания макроскопических систем, когда важно знать число содержащихся в них структурных частиц, что особенно актуально в химии для расчёта реагентов в реакциях и в молекулярной физике для описания состояния вещества. Измеряется количество вещества в молях. Один моль любого вещества содержит количество частиц, равное постоянной Авогадро ($N_A \approx 6.022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}$).