Международная система единиц измерений СИ помимо таких общеизвестных величин, как масса, длина, длительность, уделяет внимание и некоторым специфическим характеристикам, понимание которых требует некоторой теоретической подготовки. Одной из них является количество вещества.
Количество вещества — это число структурных элементов (атомов, молекул, ионов и т.п.) в исследуемой системе.
Эта величина важна при проведении химических реакций. Например, при получении молекулы воды ($H_2O$) будет задействован один атом кислорода и два атома водорода. Для проведения реакции нужно взять эти вещества в необходимых количествах. При этом не важно, о каких объемах исходных и результирующего веществ идет речь, важно соблюсти пропорцию между реагентами.
Следует различать количество вещества и объем, вещества. Объем зависит от температуры, плотности. Количество же вещества - простой подсчет элементарных частиц, не зависящий от характеристик окружающей среды.
Количество вещества обозначают символом $\nu$ (ню, буква греческого алфавита). За единицу измерения этой величины в системе СИ принят моль - количество частиц, соответствующее числу атомов в 12 граммах углерода-12 (число 12 означает изотоп углерода с 6 нейтронами в атомном ядре). Оно равно $6 \cdot 1023$, является константой и известно также под названием «число Авогадро».
Амедео Авогадро в 1811 г. первым сформулировал закон, согласно которому в равных объёмах любых газов содержится одинаковое количество молекул, если окружающие условия (температура, давление) неизменны.
Один моль можно представить себе как сосуд емкостью 22,4 литра, наполненный газом при температуре 0℃ и давлении в 1 атмосферу. В системах единиц СИ эти условия могут быть выражены как давление в 101325 паскалей и температура 273,15 кельвинов. Такой объем называется молярным и обозначается $V_m$.
Объем вещества при известном его количестве можно определить как
$V = \nu \cdot V_m$
Массу 1 моля вещества называют молярной и обозначают как $M$. Эта величина измеряется в граммах на моль.
$M = \frac{m}{\nu}$,
где $m$ - масса измеряемого вещества.
Найти количество вещества в 5,6 г железа. Для справки: молярная масса железа составляет 55,845 г/моль.
Выразим количество вещества из формулы молярной массы:
$\nu = \frac{m}{M}$
Подставив числовые значения, получаем:
$\nu = \frac{5,6}{55,845} \approx 0,1$
Ответ: 0,1 моль.
