Тема № 4

Основные законы химии.

Основные понятия и определения.

Закон Авогадро	Одинаковые объемы различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержат одинаковое число молекул.
Vm – молярный объем газа (дм³/моль = л/моль);V – объем вещества, n – количество вещества системы. Точное значение молярного объема газа 22.4135±0.0006	При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает объем, равный 22.4л. Этот объем называется молярным объемом газа. при нормальных условиях (при температуре 273ºК (0ºС) и давлении 1 атм.) = 6,02* 10 23частиц
D-относительная плотность газа.	Отношение массы определенного объема одного газа к массе такого же другого газа, взятого при тех же условиях (объем, температура, давление), называется плотностью первого газа по второму.
Закон Бойля - Мариота	При постоянной температуре объем данного количества газа обратно пропорционально давлению, под которым он находится. , где p-давление; V-объем газа Закон Бойля-Мариотта выполняется при очень малых давлениях
Закон Гей-Люссака	При постоянном давлении изменение объема газа прямо пропорционально температуре. , где T – абсолютная температура (К)
Закон объемных отношений	При одинаковых условиях (при неизменной температуре и давлении) объемы газов, вступающих, в реакцию, относятся друг к другу, а так же к объемам газообразных продуктов, как небольшие целые числа.
Закон действующих масс	Скорость химической реакции пропорциональна концентрации регулирующих веществ.
Закон постоянства состава вещества	Всякое чистое вещество независимо от способа его получения имеет постоянный качественный и количественный состав. Состав молекулярной структуры, т. е. состоящих из молекул является постоянным независимо от способа получения. Состав соединений с молекулярной структурой (с атомной, ионной и металлической решеткой) не является постоянным и зависит от условий получения.
Закон сохранения массы вещества	Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.
Моль	– количество вещества, содержащее столько молекул, атомов, ионов, электронов или других структурных единиц, сколько содержится атомов в 12 г изотопа углерода-12.
Закон эквивалентов	- массы реагирующих веществ относятся между собой как их эквивалентные массы

Пример 1. Выразите в граммах массу одной молекулы СО₂.

Решение. Относительная молекулярная масса СО₂ равна 44,0. Следовательно, мольная масса СО₂ равна 44,0 г/моль. В
1 моле СО₂ содержится 6,02×10²³ молекул. Отсюда находим массу одной молекулы: М молекулы = 44,0: (6,02 × 10²³) = 7,31×10^{-23 г.}

Согласно закону Авогадро, в равных объемах любых газов, взятых при одной и той же температуре и одинаковом давлении, содержится одинаковое число молекул.

Иными словами, одно и то же число молекул любого газа занимает при одинаковых условиях один и тот же объем. Вместе с тем 1 моль любого газа содержит одинаковое число молекул. Следовательно, при одинаковых условиях 1 моль любого газа занимает один и тот же объем. Этот объем называется мольным объемом газа и при нормальных условиях (0 °С, давление 101,325 кПа) равен 22,4 л.

Объемным содержанием газа в газовой смеси называется часть объема газовой смеси, которую занимало бы содержащееся в ней количество данного газа при той же температуре и парциальном давлении, равном общему давлению газовой смеси. Эта величина может быть выражена в долях общего объема (объемная доля) или в процентах от общего объема (% по объему).

Например, утверждение «содержание диоксида углерода в воздухе составляет 0,03% (об.)» означает, что при парциальном давлении СО₂, равном общему давлению воздуха, и при той же температуре диоксид углерода, содержащийся в воздухе, займет 0,03 % общего объема, занимаемого воздухом.

Пример 2. Сколько молей кислорода находится в 1 л воздуха, если объемное содержание его составляет 21 % (н.у.)?

Решение. При нормальных условиях кислород, содержащийся в 1 л воздуха, займет объем 0,21 л. Зная мольный объем кислорода, находим число его молей в 0,21 л О₂:

1 моль занимает объем 22,4 л

х молей занимает объем 0,21 л

х = 0,21/22,4 = 0,093 моля O₂.

Пример 3. Определите объем, занимаемый 5,25 г азота при 26 °С и давлении 98,9 кПа (742 мм рт. ст.).

Решение. Зная мольный объем и мольную массу
(28,0 г/моль) азота, находим объем, который будут занимать 5,25 г азота при нормальных условиях

28,0 г азота занимают объем 22,4 л

5,25 г азота занимают объем V_o

откуда V_o = 5,25 х 22,4/28,0 = 4,2 л.

Затем приводим полученный объем к указанным в задаче условиям:

V = P_oV_oT_o / (РТ_о) = 101,3 х 4,2 x 299 / (98,9 x 273) = 4,71 л.

Поиск по сайту: