1.3 Вычисления.

Цель количественного эксперимента состоит в получении ряда численных

значений какой-либо величины. После соответствующей математической обработки полученные результаты или сравниваются с известными и делается вывод о свойствах изученного объекта, или же выражается в виде формулы, используемой в дальнейшей работе.

При измерении массы, объема, температуры, давления, времени получаются

их приближенные значения. Так при определении массы пользуются весами позволяющими производить взвешивание со степенью точности от 1 до 0,0001 г. Разность между истинным значением величины и значением, полученным в

результате измерения, называется абсолютной ошибкой приближенного значения величины. Абсолютная ошибка не может выразить степень точности измерения. Например, мензуркой с точностью до 1 мл измерили и случае 200, а во втором 20 мл жидкости. Абсолютная ошибка измерения одна и та же, а степень точности измерения различна. В первом относительная ошибка измерения составляет 1/200=0.005, или 0,5%, а во втором 1/20=0.05, или 5%, т.е. в 10 раз больше.

Относительная ошибка вычисляется по формуле :

- относительная ошибка, % ; - значение величины, полученное измерением;- теоретическое значение величины.

Некоторые величины не могут быть измерены непосредственно (атомный вес, эквивалент, электропроводность) их вычисляют по формулам как функцию некоторых измеренных величин, причем точность вычисленной величины зависит от точности измерении.

1.4 Количество и концентрация вещества.

В международной системе единиц (СИ) за единицу; количества вещества принят моль.

Моль - это количество вещества, содержащее столько структурных единиц (молекул, атомов, ионов, электронов или других), сколько атомов содержится в 0,012 кг изотопа углерода ¹²С

Число Авогадро (обозначение . размерность 1/моль), показывает число структурных единиц в моле любого вещества.

Молярная масса - величина, равная отношению массы вещества к количеству вещества.

Молярная масса имеет размерность кг/моль или г/моль, обычно ее буквой .

В общем случае молярная масса вещества, выраженная в г/моль, численно равна относительной молекулярной массе этого вещества. Например, относительные атомные и молекулярные массы соответственно равны 12, 56, 32, 18, а их молярные массы составляют соответственно 12 г/моль, 56 г/моль, 32 г/моль, 18 г/моль.

Один моль атомов, молекул или ионов содержит число этих частиц, равное постоянной Авогадро, например:

1 моль атомов ¹²С = 6,02*10²³ атомов ¹²С.

1 моль молекул = 6,02*10²³ молекул.

1 моль ионов = 6,02*10²³ ионов .

Масса и количество вещества - понятия разные. Масса выражается в килограммах (граммах), количество вещества в молях. Между массой вещества (m,г), количеством вещества (n, моль) и молярной массой (М, г, г/моль) существуют простые соотношения :

Способы выражения состава раствора.

Концентрацией называется отношение количества или массы вещества; содержащегося в системе, к объему или массе этой системы.

Существует много способов выражения концентрации. Раствор, содержащий максимально возможное количество растворенного вещества при данной температуре, называется насыщенным. Раствор, содержащий меньше количество вещества - ненасыщенным. Растворы с низким содержанием растворенного вещества называют разбавленным, а с высоким - концентрированными. Следует отметить, что насыщенный и концентрированный раствор не одно и то же.

Состав раствора может быть охарактеризован и количественно. В химии используют следующие величины, выражающие содержание растворенного вещества в растворе :

1. Массовая доля (W) - это безразмерная физическая величина, равная отношению растворенного вещества к массе раствора:

Часто массовая доля вещества выражается в процентах:

Например, массовая доля растворенного вещества серной кислоты в оде равна 0,05 или 5%. Это означает, что в растворе серной кислоты массой 100г содержится серная кислота массой 5г и вода массой 95г.

Мольная доля (N) - отношение числа молей данного компонента к суммарному числу молей всех компонентов раствора. В случае раствора одного вещества в другом их мольные доли.

и

где ичисла молей растворителя и растворенного вещества, а сумма мольных долей компонентов всегда равна единице.

Молярная концентрация (моляльность) -.число молей вещества в одном литре раствора. Обычно молярность обозначают , или формула берется в квадратные скобки. При численном значении молярности ставится. Так,означает, что в каждом литре этого раствора содержится 2 моля гидроксида калия, т.е. См - [КОН] = 2 моль/л.

Раствор, содержащий в одном литре 0,1 моля вещества, называется децимолярным, а 0,01 моль и 0,001 моль соответственно сантимолярным и миллимолярным.