Порция вещества, содержащая определенное число частиц (атомов, молекул, ионов)

Поскольку задача говорит про порцию вещества, содержащую определённое число частиц (атомов, молекул, ионов), ключевые отношения очень просты и универсальны для любой среды.

Ключевые формулы

• Avogadro's число: N_A ≈ 6.022 × 10^23 частиц на 1 моль.
• Количество молей: n = N_particles / N_A.
• Молярная масса M (в г/моль) — масса 1 моль вещества.
• Масса: m = n × M.
• Следовательно: если дано N_particles, то m = (N_particles / N_A) × M; если дано m, то N_particles = (m / M) × N_A; если дано n, то N_particles = n × N_A.

Алгоритм решения (для любой задачи)

1. Определить, что дано: число частиц N_particles, масса m или число молей n, и узнать молярную массу M вещества (в г/моль).
2. Применить соответствующую формулу:
   • если дано N_particles: n = N_particles / N_A; m = n × M.
   • если дано m: n = m / M; N_particles = n × N_A.
   • если дано n: N_particles = n × N_A; m = n × M.
3. Указать единицы: масса в граммах (если дана в кг — перевести в граммы), M в г/моль, N_A как 6.022×10^23.
4. Соответственно округление: по значимым цифрам задачи.

Примеры

Пример 1 Дано: N_particles = 4.50 × 10^23 частиц воды (H2O). Молярная масса H2O ≈ 18.015 г/моль.

• n = N_particles / N_A = (4.50×10^23) / (6.022×10^23) ≈ 0.747 моль.
• m = n × M = 0.747 × 18.015 ≈ 13.46 г. Ответ: примерно 0.747 моль или около 13.5 г воды.

Пример 2 Дано: масса m = 125 г Na2SO4. Молярная масса Na2SO4 ≈ 142.04 г/моль.

• n = m / M = 125 / 142.04 ≈ 0.880 моль.
• N_particles = n × N_A = 0.880 × 6.022×10^23 ≈ 5.30×10^23 частиц. Ответ: приблизительно 0.880 моль или около 5.30×10^23 частиц формульных единиц Na2SO4.

Пример 3 Дано: количество частиц N_particles = 6.02 × 10^23 частиц O2 (молярная масса O2 ≈ 32.00 г/моль).

• n = N_particles / N_A = (6.02×10^23) / (6.022×10^23) ≈ 0.999 моль (примерно 1 моль).
• m = n × M = 1.000 × 32.00 ≈ 32.00 г. Ответ: примерно 1 моль O2 соответствует ~32 г.

Пояснения по пунктам

• Для ионов и для ионных растворов чаще говорят о количествах формульных единиц или частиц в растворе; в любом случае формула работает через молярную массу вещества и число частиц.
• Молярная масса M одинакова для всех условий: она зависит от состава вещества и равна массе 1 моля частиц.
• При gases можно дополнительно использовать уравнение идеального газа, но для задачи с порцией частиц общие формулы через N_A и M достаточны.

Если хочешь, могу решить конкретную задачу: подскажи, какое дано N_particles или масса m и какое вещество (или скажи просто "практически любое вещество"), и я дам пошаговое решение с числами.