Количество вещества

Количество вещества — физическая величина, характеризующая количество однотипных структурных единиц, содержащихся в веществе. Под структурными единицами понимаются любые частицы, из которых состоит вещество (атомы, молекулы, ионы, электроны или любые другие частицы). Единица измерения количества вещества в СИ (система единиц) — моль.

Применение

Эта физическая величина используется для измерения макроскопических количеств веществ в тех случаях, когда для численного описания изучаемых процессов необходимо принимать во внимание микроскопическое строение вещества, например, в химии, при изучении процессов электролиза, или в термодинамике, при описании уравнений состояния идеального газа.

При описании химических реакций, количество вещества является более удобной величиной, чем масса, так как молекулы взаимодействуют не зависимо от их массы в количествах, кратных целым числам.

Например для реакции горения водорода (2H₂ + O₂ → 2H₂O) требуется в два раза большее количество вещества водорода, чем кислорода. При этом масса водорода, участвующего в реакции, примерно в 8 раз меньше массы кислорода (так как атомная масса водорода примерно в 16 раз меньше атомной массы кислорода. Таким образом, использование количества вещества облегчает интерпретацию уравнений реакций: соотношение между количествами реагирующих веществ непосредственно отражается коэффициентами в уравнениях.

Так как использовать в расчётах непосредственно количество молекул неудобно, потому что это число в реальных опытах слишком велико, вместо измерения количества молекул «в штуках», их меряют в молях. Фактическое количество единиц вещества в 1 моле называется число Авогадро (Na = 6,022 141 79(30)×10²³ моль^-1).

Количество вещества обозначается греческой буквой $\nu$(ню) или, упрощённо, латинской n (эн). Для вычисления количества вещества на основании его массы пользуются понятием молярная масса: $\nu = m / M$ где m — масса вещества, M — молярная масса вещества. Молярная масса — это суммарная масса одного моля молекул данного вещества. Молярная масса вещества может быть получена произведением молекулярной массы этого вещества на количество молекул в 1 моле — на число Авогадро.

По закону Авогадро, количество газообразного вещества так же можно определить на основании его объёма: $\nu$ = V / Vm — где V — объём газа (при нормальных условиях), Vm — молярный объём газа при Н. У., равный 22.4 л/моль.

---