1. lecke.

Téma: Anyag mennyisége. Anyajegy

A kémia az anyagok tudománya. Hogyan mérjük az anyagokat? Milyen egységekben? Az anyagokat alkotó molekulákban, de ezt nagyon nehéz megtenni. Gramban, kilogrammban vagy milligrammban, de így mérik a tömeget. Mi van, ha a skálán mért tömeget és az anyag molekuláinak számát egyesítjük, lehetséges ez?

a) H-hidrogén

A n = 1a.u.m.

1a.u.m = 1,66*10-24 g

Vegyünk 1 g hidrogént, és számoljuk meg ebben a tömegben a hidrogénatomok számát (a tanulók ezt egy számológép segítségével végezzék el).

N n = 1 g / (1,66 * 10 -24) g = 6,02 * 10 23

b) O-oxigén

A o = 16 a.u.m = 16 * 1,67 * 10 -24 g

N o = 16 g / (16 * 1,66 * 10 -24) g = 6,02 * 10 23

c) C-szén

A c = 12a.u.m = 12*1,67*10-24 g

N c = 12 g / (12* 1,66 * 10 -24) g = 6,02 * 10 23

Következtetésképpen: ha egy anyag tömegét vesszük, amely méretben megegyezik az atomtömeggel, de grammban vesszük, akkor ebből az anyagból mindig (bármely anyag esetében) 6,02 * 10 23 atom lesz.

H 2 O - víz

18 g / (18 * 1,66 * 10 -24) g = 6,02 * 10 23 vízmolekula stb.

N a = 6,02*10 23 - Avogadro száma vagy állandó.

A mól egy anyagnak az a mennyisége, amely 6,02 * 10 23 molekulát, atomot vagy iont tartalmaz, azaz. szerkezeti egységek.

Vannak mol molekulák, mol atomok, mol ionok.

n a mólok száma (a mólok számát gyakran jelölik),
N az atomok vagy molekulák száma,
N a = Avogadro-állandó.

Kmol = 10 3 mol, mmol = 10 -3 mol.

Mutasd meg Amedeo Avogadro portréját egy multimédiás installáción, és beszélj röviden róla, vagy utasítsd a tanulót, hogy készítsen rövid beszámolót a tudós életéről.

2. lecke.

Téma: „Egy anyag moláris tömege”

Mekkora tömege van 1 mól anyagnak? (A tanulók gyakran maguk is levonhatják a következtetést.)

Egy anyag egy móljának tömege megegyezik a molekulatömegével, de grammban fejezzük ki. Egy mól anyag tömegét moláris tömegnek nevezzük, és M-vel jelöljük.

Képletek:

M - moláris tömeg,
n - anyajegyek száma,
m az anyag tömege.

A mól tömegét g/mol-ban, a kmól tömegét kg/kmol-ban, a mmol tömegét mg/mol-ban mérjük.

Töltse ki a táblázatot (a táblázatok szét vannak osztva).

Anyag	Molekulák száma N=N a n	Moláris tömeg M= (PSHE szerint számolva)	Anyajegyek száma n()=	Az anyag tömege m = Mn
			5 mol
H2SO4
	12 ,0 4*10 26

3. lecke.

Téma: Gázok moláris térfogata

Oldjuk meg a problémát. Határozza meg a víz térfogatát, amelynek tömege normál körülmények között 180 g.

Adott:

Azok. A folyékony és szilárd testek térfogatát a sűrűség alapján számítjuk ki.

De a gázok térfogatának kiszámításakor nem szükséges tudni a sűrűséget. Miért?

Avogadro olasz tudós megállapította, hogy azonos körülmények között (nyomás, hőmérséklet) azonos térfogatú különböző gázok ugyanannyi molekulát tartalmaznak - ezt az állítást Avogadro törvényének nevezik.

Azok. ha egyenlő feltételek mellett V(H 2) =V(O 2), akkor n(H 2) =n(O 2) és fordítva, ha egyenlő feltételek mellett n(H 2) =n(O 2), akkor ezeknek a gázoknak a térfogata azonos lesz. És az anyag egy mólja mindig ugyanannyi molekulát tartalmaz 6,02 * 10 23.

arra a következtetésre jutunk - azonos körülmények között a gázmóloknak azonos térfogatot kell elfoglalniuk.

Normál körülmények között (t=0, P=101,3 kPa. vagy 760 Hgmm) bármely gáz mólja azonos térfogatot foglal el. Ezt a térfogatot molárisnak nevezzük.

Vm = 22,4 l/mol

1 kmol -22,4 m 3 /kmol, 1 mmol -22,4 ml/mmol térfogatot foglal el.

1. példa(A táblán kell megoldani):

2. példa(Megkérheted a tanulókat, hogy oldják meg):

Adott:	Megoldás:
m(H2)=20 g V(H2)=?

A tanulók töltsék ki a táblázatot.

Anyag	Molekulák száma N = n N a	Az anyag tömege m = Mn	Anyajegyek száma n=	Moláris tömeg M= (a PSHE határozza meg)	Hangerő V=V m n

A kémiai számítások a tömeggel és térfogattal együtt gyakran az anyag szerkezeti egységeinek számával arányos mennyiséget használnak. Minden esetben jelezni kell, hogy mely szerkezeti egységekre (molekulák, atomok, ionok stb.) gondolunk. Egy anyag mennyiségi egysége a mól.

A mol az az anyagmennyiség, amely annyi molekulát, atomot, iont, elektront vagy más szerkezeti egységet tartalmaz, ahány atom van a 12C szénizotóp 12 grammjában.

Az 1 mól anyagban található szerkezeti egységek számát (Avogadro-állandó) nagy pontossággal határozzuk meg; a gyakorlati számításokban 6,02 1024 mol -1-nek veszik.

Nem nehéz kimutatni, hogy egy anyag 1 mól tömege (móltömeg) grammban kifejezve számszerűen egyenlő ennek az anyagnak a relatív molekulatömegével.

Így a C1g szabad klór relatív molekulatömege (vagy röviden: molekulatömege) 70,90. Ezért a klór molekulatömege 70,90 g/mol. A klóratomok moláris tömege azonban fele akkora (45,45 g/mol), mivel 1 mol Cl klórmolekula 2 mol klóratomot tartalmaz.

Avogadro törvénye szerint az azonos hőmérsékleten és nyomáson vett gázok egyenlő térfogata azonos számú molekulát tartalmaz. Más szavakkal, bármely gáz ugyanannyi molekulája ugyanazt a térfogatot foglalja el azonos körülmények között. Ugyanakkor bármely gáz 1 mólja ugyanannyi molekulát tartalmaz. Következésképpen azonos körülmények között 1 mól bármely gáz azonos térfogatot foglal el. Ezt a térfogatot a gáz moláris térfogatának nevezik, és normál körülmények között (0°C, nyomás 101, 425 kPa) 22,4 liter.

Például a „levegő szén-dioxid-tartalma 0,04 térfogatszázalék” kijelentés azt jelenti, hogy a levegő nyomásával megegyező CO 2 parciális nyomáson és azonos hőmérsékleten a levegőben lévő szén-dioxid a levegő által elfoglalt teljes térfogat 0,04%-a.

Tesztfeladat

1. Hasonlítsa össze az 1 g NH 4 és 1 g N 2 molekulák számát! Milyen esetben és hányszor nagyobb a molekulák száma?

2. Adja meg egy kén-dioxid molekula tömegét grammban!

4. Hány molekula van 5,00 ml klórban normál körülmények között?

4. Normál körülmények között mekkora térfogatot foglal el 27 10 21 gázmolekula?

5. Adja meg egy NO 2 molekula tömegét grammban -

6. Mennyi az 1 mol O2 és 1 mol Óz által elfoglalt térfogatok aránya (a feltételek azonosak)?

7. Azonos körülmények között egyenlő tömegű oxigént, hidrogént és metánt veszünk fel. Határozza meg a felvett gázok térfogatának arányát!

8. Arra a kérdésre, hogy 1 mól víz mekkora térfogatot foglal el normál körülmények között, a válasz: 22,4 liter. Ez a helyes válasz?

9. Adja meg egy HCl molekula tömegét grammban!

Hány molekula szén-dioxid van 1 liter levegőben, ha a CO 2 térfogati tartalma 0,04% (normál körülmények között)?

10. Hány mol van 1 m 4 gázban normál körülmények között?

11. Adja meg egy H 2 O-molekula tömegét grammban

12. Hány mol oxigén van 1 liter levegőben, ha a térfogat

14. Hány mol nitrogén van 1 liter levegőben, ha annak térfogata 78% (normál körülmények között)?

14. Azonos körülmények között egyenlő tömegű oxigént, hidrogént és nitrogént veszünk fel. Határozza meg a felvett gázok térfogatának arányát!

15. Hasonlítsa össze az 1 g NO 2 és 1 g N 2 molekulák számát! Milyen esetben és hányszor nagyobb a molekulák száma?

16. Hány molekulát tartalmaz 2,00 ml hidrogén normál körülmények között?

17. Adja meg egy H 2 O-molekula tömegét grammban

18. Mekkora térfogatot foglal el 17 10 21 gázmolekula normál körülmények között?

A KÉMIAI REAKCIÓK SEBESSÉGE

A fogalom meghatározásakor kémiai reakció sebessége különbséget kell tenni a homogén és a heterogén reakciók között. Ha egy reakció egy homogén rendszerben megy végbe, például oldatban vagy gázkeverékben, akkor az a rendszer teljes térfogatában megy végbe. A homogén reakció sebessége a reakció eredményeként képződő anyag mennyisége egységnyi idő alatt a rendszer térfogategységére vonatkoztatva. Mivel az anyag mólszámának és térfogatának aránya, amelyben eloszlik, az anyag moláris koncentrációja, a homogén reakció sebessége úgy is meghatározható, hogy bármely anyag időegység alatti koncentrációjának változása: a kiindulási reagens vagy a reakciótermék. Annak biztosítására, hogy a számítási eredmény mindig pozitív legyen, függetlenül attól, hogy reagensen vagy terméken alapul, a képletben a „±” jelet kell használni:

A reakció jellegétől függően az idő nem csak másodpercekben fejezhető ki, ahogy azt az SI rendszer megköveteli, hanem percekben vagy órákban is. A reakció során sebességének nagysága nem állandó, hanem folyamatosan változik: a kiindulási anyagok koncentrációjának csökkenésével csökken. A fenti számítás a reakciósebesség átlagos értékét adja meg egy bizonyos Δτ = τ 2 – τ 1 időintervallumban. A valódi (pillanatnyi) sebesség az a határ, amelyre a Δ arány hajlik VAL VEL/ Δτ Δτ → 0-nál, azaz a valódi sebesség egyenlő a koncentráció időbeli deriváltjával.

Egy olyan reakció esetében, amelynek egyenlete egységtől eltérő sztöchiometrikus együtthatókat tartalmaz, a különböző anyagokra kifejezett sebességértékek nem azonosak. Például az A + 4B = D + 2E reakcióhoz az A anyag fogyasztása egy mól, a B anyagé három mol, az E anyag készlete pedig két mol. Ezért υ (A) = ⅓ υ (B) = υ (D) = ½ υ (E) vagy υ (E) . = ⅔ υ (BAN BEN) .

Ha egy reakció egy heterogén rendszer különböző fázisaiban lévő anyagok között megy végbe, akkor az csak e fázisok határfelületén léphet fel. Például egy savoldat és egy fémdarab közötti kölcsönhatás csak a fém felületén lép fel. A heterogén reakció sebessége egy anyag mennyisége, amely egységnyi idő alatt, egységnyi határfelületen reagál, vagy reakció eredményeként képződik:

.

A kémiai reakció sebességének a reagensek koncentrációjától való függését a tömeghatás törvénye fejezi ki: állandó hőmérsékleten a kémiai reakció sebessége egyenesen arányos a reagáló anyagok moláris koncentrációinak szorzatával, amelyeket a reakcióegyenletben az anyagok képletében szereplő együtthatókkal egyenlő hatványokra emelnek.. Aztán a reakcióhoz

2A + B → termékek

az arány érvényes υ ~ · VAL VEL A 2 · VAL VEL B, és az egyenlőségre való áttéréshez arányossági együtthatót vezetnek be k, hívott reakciósebesség állandó:

υ = k· VAL VEL A 2 · VAL VEL B = k·[A] 2 ·[B]

(a képletekben a moláris koncentrációkat betűvel jelölhetjük VAL VEL a megfelelő indexszel és az anyag képletével szögletes zárójelben). A reakciósebesség-állandó fizikai jelentése a reakciósebesség az összes reagens 1 mol/l-es koncentrációja esetén. A reakciósebesség-állandó dimenziója az egyenlet jobb oldalán lévő tényezők számától függ, és lehet c –1 ; s –1 ·(l/mol); s –1 · (l 2 /mol 2) stb., vagyis úgy, hogy a számítások során a reakciósebességet minden esetben mol · l –1 · s –1-ben fejezzük ki.

Heterogén reakciók esetén a tömeghatás törvényének egyenlete csak azoknak az anyagoknak a koncentrációját tartalmazza, amelyek gázfázisban vagy oldatban vannak. Egy anyag koncentrációja a szilárd fázisban állandó érték, és benne van a sebességi állandóban, például a szén C + O 2 = CO 2 égési folyamatánál a tömeghatás törvénye fel van írva:

υ = k I·konst··= k·,

Ahol k= k I const.

Azokban a rendszerekben, ahol egy vagy több anyag gáz, a reakció sebessége a nyomástól is függ. Például, amikor a hidrogén kölcsönhatásba lép jódgőzzel H 2 + I 2 = 2HI, a kémiai reakció sebességét a következő kifejezés határozza meg:

υ = k··.

Ha a nyomást például 4-szeresére növeli, akkor a rendszer által elfoglalt térfogat ugyanannyival csökken, és ennek következtében az egyes reagáló anyagok koncentrációja ugyanannyival nő. A reakciósebesség ebben az esetben 9-szeresére nő

A reakciósebesség függése a hőmérséklettől Van't Hoff szabálya írja le: minden 10 fokos hőmérséklet-emelkedésnél a reakciósebesség 2-4-szeresére nő. Ez azt jelenti, hogy a hőmérséklet növekedésével aritmetikai folyamatban a kémiai reakció sebessége exponenciálisan növekszik. A progressziós képletben az alap az reakciósebesség hőmérsékleti együtthatójaγ, amely megmutatja, hogy egy adott reakció sebessége hányszorosára nő (vagy ami ugyanaz, a sebességi állandó) a hőmérséklet 10 fokkal történő növekedésével. Matematikailag Van' Hoff szabályát a következő képletekkel fejezzük ki:

vagy

ahol és a reakciósebesség, illetve a kezdetben t 1 és végső t 2 hőmérséklet. Van't Hoff szabálya a következő összefüggésekkel is kifejezhető:

; ; ; ,

ahol és a reakció sebessége és sebességi állandója hőmérsékleten t; és – ugyanazok az értékek hőmérsékleten t +10n; n– a „tíz fokos” intervallumok száma ( n =(t 2 –t 1)/10), amellyel a hőmérséklet megváltozott (lehet egész vagy tört szám, pozitív vagy negatív).

Tesztfeladat

1. Határozza meg az A + B -> AB reakció sebességi állandójának értékét, ha az A és B anyagok 0,05 és 0,01 mol/l koncentrációja esetén a reakciósebesség 5 10 -5 mol/(l) -perc).

2. Hányszorosára változik a 2A + B -> A2B reakció sebessége, ha az A anyag koncentrációját 2-szeresére növeljük, és a B anyag koncentrációját 2-szeresére csökkentjük?

4. Hányszorosára kell növelni a B 2 anyag koncentrációját a 2A 2 (g) + B 2 (g) = 2A 2 B (g) rendszerben, hogy az A anyag koncentrációjának 4-szeresére csökkenjen , a közvetlen reakció sebessége nem változik ?

4. Valamivel a 3A+B->2C+D reakció megindulása után az anyagok koncentrációi: [A] =0,04 mol/l; [B] = 0,01 mol/l; [C] = 0,008 mol/l. Mekkora az A és B anyagok kezdeti koncentrációja?

5. A CO + C1 2 = COC1 2 rendszerben a koncentrációt 0,04-ről 0,12 mol/l-re, a klórkoncentrációt 0,02-ről 0,06 mol/l-re emeltük. Hányszorosára nőtt az előre irányuló reakció sebessége?

6. Az A és B anyagok közötti reakciót a következő egyenlet fejezi ki: A + 2B → C. A kezdeti koncentrációk: [A] 0 = 0,04 mol/l, [B] o = 0,05 mol/l. A reakció sebességi állandója 0,4. Határozza meg a kezdeti reakciósebességet és a reakciósebességet egy idő után, amikor az A anyag koncentrációja 0,01 mol/l-rel csökken!

7. Hogyan változik a zárt edényben végbemenő 2CO + O2 = 2CO2 reakció sebessége, ha a nyomást megkétszerezzük?

8. Számítsa ki, hogy a reakciósebesség hányszorosára nő, ha a rendszer hőmérsékletét 20 °C-ról 100 °C-ra emeljük, a reakciósebesség hőmérsékleti együtthatójának 4-gyel egyenlő értékét véve!

9. Hogyan változik a 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) reakciósebesség, ha a rendszerben a nyomást 4-szeresére növeljük?

10. Hogyan változik a 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) reakciósebesség, ha a rendszer térfogatát 4-szeresére csökkentjük?

11. Hogyan változik a 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) reakció sebessége, ha az NO koncentrációját 4-szeresére növeljük?

12. Mekkora a reakciósebesség hőmérsékleti együtthatója, ha a hőmérséklet 40 fokkal történő emelésével a reakciósebesség

15,6-szorosára nő?

14. . Határozza meg az A + B -> AB reakció sebességi állandójának értékét, ha az A és B anyagok 0,07 és 0,09 mol/l koncentrációja esetén a reakciósebesség 2,7 10 -5 mol/(l-min) ).

14. Az A és B anyagok közötti reakciót a következő egyenlet fejezi ki: A + 2B → C. A kezdeti koncentrációk: [A] 0 = 0,01 mol/l, [B] o = 0,04 mol/l. A reakciósebesség állandója 0,5. Határozza meg a kezdeti reakciósebességet és a reakciósebességet egy idő után, amikor az A anyag koncentrációja 0,01 mol/l-rel csökken!

15. Hogyan változik a 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) reakciósebesség, ha a rendszerben megkétszerezzük a nyomást?

16. A CO + C1 2 = COC1 2 rendszerben a koncentrációt 0,05-ről 0,1 mol/l-re, a klórkoncentrációt 0,04-ről 0,06 mol/l-re emeltük. Hányszorosára nőtt az előre irányuló reakció sebessége?

17. Számítsa ki, hogy a reakciósebesség hányszorosára nő, ha a rendszer hőmérsékletét 20 °C-ról 80 °C-ra emeljük, a reakciósebesség hőmérsékleti együtthatójának 2-vel egyenlő értékét véve!

18. Számítsa ki, hogy a reakciósebesség hányszorosára nő, ha a rendszer hőmérsékletét 40 °C-ról 90 °C-ra emeljük, a reakciósebesség hőmérsékleti együtthatójának 4-gyel egyenlő értékét véve!

KÉMIAI KÖTÉS. Molekulák KIALAKULÁSA ÉS SZERKEZETE

1. Milyen típusú kémiai kötéseket ismer? Mondjon példát ionos kötés kialakulására vegyértékkötés módszerrel!

2. Milyen kémiai kötést nevezünk kovalensnek? Mi jellemző a kovalens típusú kötésre?

4. Milyen tulajdonságokat jellemez a kovalens kötés? Mutassa meg ezt konkrét példákkal.

4. Milyen típusú kémiai kötés található a H2 molekulákban; Cl 2 HC1?

5.Milyen természetűek a molekulákban lévő kötések? NCI 4 CS 2, CO 2? Jelölje meg mindegyiknél a közös elektronpár elmozdulásának irányát!

6. Milyen kémiai kötést nevezünk ionosnak? Mi jellemző az ionos típusú kötésre?

7. Milyen típusú kötés található a NaCl, N 2, Cl 2 molekulákban?

8. Rajzolja meg az s-pálya és a p-pálya átfedésének összes lehetséges módját. Ebben az esetben adja meg a kommunikáció irányát.

9. Ismertesse a kovalens kötések donor-akceptor mechanizmusát a foszfóniumion képződésének példáján [PH 4 ]+!

10. A CO molekulákban, C0 2, a kötés poláris vagy nem poláris? Magyarázd el. Ismertesse a hidrogénkötést!

11. Miért általában nem polárisak egyes molekulák, amelyek poláris kötésekkel rendelkeznek?

12. Kovalens vagy ionos típusú kötés a következő vegyületekre jellemző: Nal, S0 2, KF? Miért egy ionos kötés a kovalens kötés szélsőséges esete?

14. Mi az a fémkötés? Miben különbözik a kovalens kötéstől? A fémek milyen tulajdonságait határozza meg?

14. Milyen természetűek az atomok közötti kötések a molekulákban? KHF 2, H 2 0, HNO ?

15. Mivel magyarázható az N2 nitrogénmolekula atomjai közötti nagy kötéserősség és a P4 foszformolekula szignifikánsan kisebb erőssége?

16 . Milyen kötést nevezünk hidrogénkötésnek? Miért nem jellemző a hidrogénkötések kialakulása a H2S és HC1 molekulákra, ellentétben a H2O-val és a HF-rel?

17. Milyen kötést nevezünk ionosnak? Rendelkezik-e egy ionos kötés telítettségi és irányítottsági tulajdonságokkal? Miért a kovalens kötés szélsőséges esete?

18. Milyen típusú kötés található a NaCl, N 2, Cl 2 molekulákban?

Azokból a rendelkezésekből, amelyek szerint bármely anyag egy mólja az Avogadro számával megegyező számú részecskét tartalmaz, és ezeknek a gázoknak azonos térfogata azonos mennyiségű különböző gázból azonos mennyiségű részecskét tartalmaz, a következők:

azonos mennyiségű gáznemű anyag azonos fizikai körülmények között azonos térfogatot foglal el

Például bármely gáz egy mól térfogata (at p, T = állandó) ugyanaz a jelentés. Következésképpen a gázok részvételével lezajló reakció egyenlete nemcsak mennyiségük és tömegük arányát adja meg, hanem térfogatukat is.

A gáz moláris térfogata (V M) az a gáz térfogata, amely 1 mol részecskéket tartalmaz ebből a gázból
V M = V / n

A gáz móltérfogatának SI mértékegysége köbméter per mol (m 3 /mol), de gyakrabban használják a többszörös mértékegységeket - liter (köb deciméter) per mol (l/mol, dm 3 /mol) és milliliter (köbös). centiméter) per mól (cm 3 /mol).
A móltérfogat definíciójának megfelelően bármely gáz esetében a térfogatának aránya V mennyiségre n azonos lesz, feltéve, hogy ideális gázról van szó.

Normál körülmények között (norma) - 101,3 kPa, 0°C - az ideális gáz moláris térfogata egyenlő

V M = 2,241381·10 -2 m 3 /mol ≈ 22,4 l/mol

A kémiai számításoknál a kerekített 22,4 l/mol értéket használjuk, mert a pontos érték ideális gázra vonatkozik, és a legtöbb valódi gáz tulajdonságaiban eltér ettől. A nagyon alacsony egyensúlyi kondenzációs hőmérsékletű (H 2, O 2, N 2) valódi gázok térfogata normál körülmények között közel 22,4 l/mol, a magas hőmérsékleten kondenzálódó gázok moláris térfogata pedig valamivel kisebb n-nél. y.: CO 2 - 22,26 l/mol, NH 3 - 22,08 l/mol.

Egy adott gáz térfogatának adott körülmények között történő ismeretében meghatározhatja az ebben a térfogatban lévő anyagok mennyiségét, és fordítva, az adott gázrészletben lévő anyag mennyiségével meghatározhatja ennek a résznek a térfogatát:

n = V/VM; V = V M * n

A gáz moláris térfogata N.S. egy alapvető fizikai állandó, amelyet széles körben használnak a kémiai számításokban. Lehetővé teszi a gáz térfogatának használatát a tömege helyett, ami nagyon kényelmes az analitikai kémiában (térfogatmérésen alapuló gázanalizátorok), mivel könnyebb mérni a gáz térfogatát, mint a tömegét.

A gáz moláris térfogatának értéke a sz. az Avogadro és Loschmidt állandók közötti arányossági együttható:

V M = N A / N L = 6,022 10 23 (mol -1) / 2,24 10 4 (cm 3 /mol) = 2,69 10 19 (cm -3)

A gáz moláris térfogatának és moláris tömegének felhasználásával meghatározható a gáz sűrűsége:

ρ = M/V M

A gáznemű anyagok (reagensek, termékek) ekvivalenstörvényén alapuló számításoknál az ekvivalens tömeg helyett célszerűbb az ekvivalens térfogatot használni, amely az adott gáz egy részének térfogatának az ekvivalenshez viszonyított aránya. az anyag mennyisége ebben a részben:

V eq = V / n eq = V / zn = V M / z; (p, T = állandó)

Az ekvivalens térfogategység megegyezik a moláris térfogategységgel. Az ekvivalens gáztérfogat értéke csak egy adott reakcióban egy adott gáz állandója, mivel ez függ az ekvivalencia tényezőtől f ekv.

A gáz moláris térfogata

Gáz moláris térfogata Abból a kitételből, hogy bármely anyag egy mólja annyi részecskét tartalmaz, mint az Avogadro-szám, és azonos számú különböző gáz részecskéi egyszerre

Gázmennyiség normál körülmények között

1. téma

7. LECKE

Tantárgy. A gázok moláris térfogata. A gáz térfogatának kiszámítása normál körülmények között

Az óra céljai: a tanulók megismertetése a „moláris térfogat” fogalmával; feltárja a „móltérfogat” fogalmának gáznemű anyagokra való használatának jellemzőit; tanítsa meg a tanulókat a megszerzett ismeretek felhasználásával a gázok térfogatának normál körülmények között történő kiszámítására.

Az óra típusa: kombinált.

Munkaformák: tanári mese, irányított gyakorlat.

Felszerelés: D. I. Mengyelejev kémiai elemek periódusos táblázata, feladatkártyák, 22,4 literes kocka (28,2 cm-es oldallal).

II. Házi feladatok ellenőrzése, alapismeretek frissítése

A tanulók a lapokon elkészített házi feladatukat igazolásra benyújtják.

1) Mi az „anyag mennyisége”?

2) Egy anyag mennyiségének mértékegysége.

3) Hány részecskét tartalmaz 1 mól anyag?

4) Milyen összefüggés van egy anyag mennyisége és az aggregáltsági állapot között, amelyben ez az anyag található?

5) Hány vízmolekulát tartalmaz 1 mól jég?

6) Mi a helyzet 1 mól folyékony vízzel?

7) 1 mol vízgőzben?

8) Mekkora tömegük lesz:

III. Új anyagok tanulása

Problémahelyzet kialakítása, megoldása Problémás kérdés. Mekkora kötetet fog foglalni:

Ezekre a kérdésekre nem tudunk azonnal válaszolni, mert egy anyag térfogata az anyag sűrűségétől függ. És a V = m / ρ képlet szerint a térfogat eltérő lesz. 1 mol gőz nagyobb térfogatot foglal el, mint 1 mol víz vagy jég.

Mivel a folyékony és gáznemű anyagokban a vízmolekulák távolsága eltérő.

Sok tudós tanulmányozta a gáznemű anyagokat. Ennek a kérdésnek a tanulmányozásában jelentős mértékben járult hozzá Joseph Louis Gay-Lussac francia kémikus és Robert Boyle angol fizikus, akik számos fizikai törvényt fogalmaztak meg a gázok állapotára vonatkozóan.

Tudsz ezekről a mintákról?

Minden gáz egyformán sűrített és azonos hőtágulási együtthatóval rendelkezik. A gázok térfogata nem az egyes molekulák méretétől, hanem a molekulák közötti távolságtól függ. A molekulák közötti távolság mozgási sebességüktől, energiájuktól és ennek megfelelően a hőmérséklettől függ.

E törvények és kutatásai alapján Amedeo Avogadro olasz tudós megfogalmazta a törvényt:

A különböző gázok azonos térfogatai ugyanannyi molekulát tartalmaznak.

Normál körülmények között a gáznemű anyagok molekulaszerkezettel rendelkeznek. A gázmolekulák nagyon kicsik a köztük lévő távolsághoz képest. Ezért a gáz térfogatát nem a részecskék (molekulák) mérete határozza meg, hanem a köztük lévő távolság, amely megközelítőleg minden gáz esetében azonos.

A. Avogadro arra a következtetésre jutott, hogy ha bármilyen gázból 1 mol, azaz 6,02 x 1023 molekulát veszünk, akkor azok ugyanannyit foglalnak el. Ugyanakkor ezt a térfogatot azonos körülmények között mérik, azaz azonos hőmérsékleten és nyomáson.

Az ilyen számítások elvégzésének feltételeit normál feltételeknek nevezzük.

Normál körülmények (n.v.):

T = 273 K vagy t = 0 °C

P = 101,3 kPa vagy P = 1 atm. = 760 Hgmm. Művészet.

Egy mól anyag térfogatát moláris térfogatnak (Vm) nevezzük. Gázoknál normál körülmények között 22,4 l/mol.

Egy 22,4 liter térfogatú kocka látható.

Egy ilyen kocka 6,02-1023 molekulát tartalmaz bármilyen gázból, például oxigénből, hidrogénből, ammóniából (NH 3), metánból (CH4).

Milyen feltételekkel?

0 ° C hőmérsékleten és 760 Hgmm nyomáson. Művészet.

Avogadro törvényéből az következik

ahol Vm = 22,4 l/mol bármely gáz n-nél. V.

Tehát a gáz térfogatának ismeretében kiszámíthatja az anyag mennyiségét, és fordítva.

IV. A készségek és képességek kialakulása

Gyakoroljon példákkal

Számítsd ki, mekkora térfogatot foglal el 3 mol oxigén N-en. V.

Számítsa ki a szén(IV)-oxid molekulák számát 44,8 literes térfogatban (n.v.).

2) Számítsa ki a C O 2 molekulák számát a következő képletekkel:

N (CO 2) = 2 mol · 6,02 · 1023 molekula/mol = 12,04 · 1023 molekula.

Válasz: 12,04 · 1023 molekula.

Számítsuk ki a (jelenleg) 112 g tömegű nitrogén által elfoglalt térfogatot.

V (N 2) = 4 mol · 22,4 l/mol = 89,6 l.

V. Házi feladat

Dolgozzuk át a tankönyv megfelelő bekezdését, és válaszoljunk a kérdésekre!

Kreatív feladat (házi gyakorlat). Oldja meg önállóan a 2., 4., 6. feladatokat a térképről.

Kártyafeladat a 7. leckéhez

Számítsa ki, hogy 7 mol nitrogén N2 mekkora térfogatot foglal el (az áramerősség alapján).

Számítsa ki a hidrogénmolekulák számát 112 liter térfogatban!

(Válasz: 30,1 1023 molekula)

Számítsa ki a 340 g tömegű hidrogén-szulfid térfogatát!

Gázmennyiség normál körülmények között

A gázok moláris térfogata. A gáz térfogatának kiszámítása normál körülmények között - ANYAG MENNYISÉG. SZÁMÍTÁS KÉMIAI KÉPLETEKKEL – MINDEN KÉMIA ÓRA – 8. osztály – Órajegyzetek – kémiaórák – Óravázlat – Órajegyzetek – Óratervek – kémiaórák fejlesztése – KÉMIA – Normál és akadémiai szintű iskolai tanterv – minden kémia óra12 a nyolcadik évfolyamon éves iskolák

Gáztörvények. Avogadro törvénye. A gáz moláris térfogata

francia tudós J.L. Gay-Lussac lefektette a törvényt térfogati összefüggések:

Például, 1 liter klór -vel kapcsolódik 1 liter hidrogén , 2 liter hidrogén-kloridot termel ; 2 l kén-oxid (IV) csatlakoztasd 1 liter oxigén, amely 1 liter kén-oxidot (VI) képez.

Ez a törvény lehetővé tette az olasz tudós számára A. Avogadro tételezzük fel, hogy egyszerű gázok molekulái ( hidrogén, oxigén, nitrogén, klór stb. ) magába foglal két egyforma atom . Amikor a hidrogén klórral egyesül, molekuláik atomokra bomlanak, és ez utóbbiak hidrogén-klorid molekulákat képeznek. De mivel egy molekula hidrogénből és egy molekula klórból két hidrogén-klorid molekula keletkezik, az utóbbi térfogatának meg kell egyeznie az eredeti gázok térfogatának összegével.
Így a térfogati összefüggések könnyen megmagyarázhatók, ha az egyszerű gázok molekuláinak kétatomos természetének gondolatából indulunk ki ( H2, Cl2, O2, N2 stb. ) - Ez pedig bizonyítékul szolgál ezen anyagok molekuláinak kétatomos természetére.
A gázok tulajdonságainak tanulmányozása lehetővé tette, hogy A. Avogadro hipotézist állítson fel, amelyet később kísérleti adatok is megerősítettek, és ezért Avogadro törvényeként vált ismertté:

Avogadro törvénye egy fontos dolgot von maga után következmény: azonos körülmények között bármely gáz 1 mólja azonos térfogatot foglal el.

Ez a térfogat kiszámítható, ha a tömeg ismert 1 l gáz Normál körülmények között (sz.) azaz hőmérsékleten 273° (О°С) és nyomás 101 325 Pa (760 Hgmm) , 1 liter hidrogén tömege 0,09 g, moláris tömege 1,008 2 = 2,016 g/mol. Ekkor az 1 mol hidrogén által elfoglalt térfogat normál körülmények között egyenlő 22,4 l

Ugyanilyen körülmények között a tömeg 1l oxigén 1,492 g ; mól- 32 g/mol . Ekkor az oxigén térfogata (n.s.) is egyenlő 22,4 mol.

A gáz moláris térfogata az anyag térfogatának az anyag mennyiségéhez viszonyított aránya:

Ahol V m - gáz moláris térfogata (dimenzió l/mol ); V a rendszer anyagának térfogata; n - az anyag mennyisége a rendszerben. Példabejegyzés: V m gáz (Jól.) =22,4 l/mol.

Avogadro törvénye alapján a gáznemű anyagok moláris tömegét határozzák meg. Minél nagyobb a gázmolekulák tömege, annál nagyobb az azonos térfogatú gáz tömege. Azonos körülmények között azonos térfogatú gázok ugyanannyi molekulát tartalmaznak, tehát mol gázok. Az egyenlő térfogatú gázok tömegének aránya megegyezik moláris tömegük arányával:

Ahol m 1 - az első gáz bizonyos térfogatának tömege; m 2 - a második gáz azonos térfogatú tömege; M 1 És M 2 - az első és a második gáz moláris tömege.

A gáz sűrűségét általában a legkönnyebb gázhoz - hidrogénhez viszonyítva határozzák meg (jelöljük D H2 ). A hidrogén moláris tömege az 2g/mol . Ezért kapunk.

A gáz halmazállapotú anyag molekulatömege megegyezik a hidrogén sűrűségének kétszeresével.

A gáz sűrűségét gyakran a levegőhöz viszonyítva határozzák meg (D B ) . Bár a levegő gázok keveréke, mégis átlagos moláris tömegéről beszélnek. Ez 29 g/mol. Ebben az esetben a moláris tömeget a kifejezés határozza meg M = 29D B .

A molekulatömegek meghatározása azt mutatta, hogy az egyszerű gázok molekulái két atomból állnak (H2, F2, Cl2, O2 N2) , és egy atomból inert gázok molekulái készülnek (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). A nemesgázok esetében a „molekula” és az „atom” egyenértékű.

Boyle-Mariotte törvény: állandó hőmérsékleten egy adott mennyiségű gáz térfogata fordítottan arányos a nyomással, amely alatt található.Innen pV = állandó ,
Ahol R - nyomás, V - gáz térfogata.

Meleg-Lussac törvénye: állandó nyomáson és a gáztérfogat változása egyenesen arányos a hőmérséklettel, azaz.
V/T = állandó,
Ahol T - hőmérséklet a skálán NAK NEK (kelvin)

Boyle kombinált gáztörvénye – Mariotte és Gay-Lussac:
pV/T = állandó.
Ezt a képletet általában egy gáz térfogatának kiszámítására használják adott körülmények között, ha ismert a térfogata más körülmények között. Ha normál körülményekről (vagy normál körülményekre) térünk át, akkor ezt a képletet a következőképpen írjuk fel:
pV/T = p V /T ,
Ahol R ,V ,T - nyomás, gáztérfogat és hőmérséklet normál körülmények között ( R = 101 325 Pa , T = 273 K V =22,4 l/mol) .

Ha egy gáz tömege és mennyisége ismert, de ki kell számítani a térfogatát, vagy fordítva, akkor használjuk Mengyelejev-Clayperon egyenlet:

Ahol n - gázanyag mennyisége, mol; m - tömeg, g; M - gáz moláris tömege, g/iol ; R - univerzális gázállandó. R = 8,31 J/(mol*K)

Gáztörvények

Gáztörvények. Avogadro törvénye. A gáz moláris térfogata francia tudós J.L. Gay-Lussac megállapította a térfogati viszonyok törvényét: Például 1 liter klór egyesül 1 liter hidrogénnel, így 2

A kémiai anyagok tanulmányozása során fontos fogalmak az olyan mennyiségek, mint a moláris tömeg, az anyag sűrűsége és a moláris térfogat. Tehát mi a moláris térfogat, és miben különbözik a különböző aggregációs állapotú anyagok esetében?

Moláris térfogat: általános információk

Egy kémiai anyag moláris térfogatának kiszámításához el kell osztani ennek az anyagnak a moláris tömegét a sűrűségével. Így a moláris térfogatot a következő képlettel számítjuk ki:

ahol Vm az anyag moláris térfogata, M a moláris tömeg, p a sűrűség. A Nemzetközi SI-rendszerben ezt az értéket köbméter per mólban (m 3 /mol) mérik.

Rizs. 1. Moláris térfogat képlete.

A gáznemű anyagok moláris térfogata abban különbözik a folyékony és szilárd halmazállapotú anyagoktól, hogy egy 1 mol mennyiségű gáznemű elem mindig azonos térfogatot foglal el (azonos paraméterek teljesülése esetén).

A gáz térfogata a hőmérséklettől és a nyomástól függ, ezért a számítás során a gáz térfogatát normál körülmények között kell figyelembe venni. Normál körülményeknek a 0 fokos hőmérsékletet és a 101,325 kPa nyomást tekintjük.

1 mol gáz moláris térfogata normál körülmények között mindig azonos és 22,41 dm 3 /mol. Ezt a térfogatot az ideális gáz moláris térfogatának nevezzük. Vagyis 1 mol bármely gázban (oxigén, hidrogén, levegő) a térfogata 22,41 dm 3 /m.

A normál körülmények között mért moláris térfogat az ideális gáz állapotegyenletével származtatható, amelyet Clayperon-Mendeleev egyenletnek neveznek:

ahol R az univerzális gázállandó, R=8,314 J/mol*K=0,0821 l*atm/mol K

Egy mol gáz térfogata V=RT/P=8,314*273,15/101,325=22,413 l/mol, ahol T és P a hőmérséklet (K) és a nyomás értéke normál körülmények között.

Rizs. 2. Moláris térfogatok táblázata.

Avogadro törvénye

1811-ben A. Avogadro azt a hipotézist terjesztette elő, hogy azonos körülmények között (hőmérséklet és nyomás) azonos térfogatú különböző gázok azonos számú molekulát tartalmaznak. Később a hipotézis beigazolódott, és a nagy olasz tudós nevét viselő törvény lett belőle.

Rizs. 3. Amedeo Avogadro.

A törvény világossá válik, ha emlékezünk arra, hogy gáznemű formában a részecskék közötti távolság összehasonlíthatatlanul nagyobb, mint maguknak a részecskéknek a mérete.

Így Avogadro törvényéből a következő következtetések vonhatók le:

• Azonos hőmérsékleten és nyomáson vett gázok egyenlő térfogatai ugyanannyi molekulát tartalmaznak.
• 1 mól teljesen különböző gázok azonos körülmények között ugyanazt a térfogatot foglalják el.
• Egy mol gáz normál körülmények között 22,41 liter térfogatot foglal el.

Az Avogadro-törvény következménye és a moláris térfogat fogalma azon a tényen alapul, hogy bármely anyag egy mólja ugyanannyi részecskét tartalmaz (gázok esetében - molekulák), ami megegyezik az Avogadro-állandóval.

Az egy liter oldatban lévő oldott anyag mólszámának meghatározásához meg kell határozni az anyag moláris koncentrációját a c = n/V képlettel, ahol n az oldott anyag mennyisége molban kifejezve, V az oldat térfogata literben C a molaritás.

Mit tanultunk?

A 8. osztályos kémia iskolai tantervben a „Móltérfogat” témakört tanulják. Egy mól gáz mindig azonos térfogatot tartalmaz, ami 22,41 köbméter/mol. Ezt a térfogatot a gáz moláris térfogatának nevezzük.

Teszt a témában

A jelentés értékelése

Átlagos értékelés: 4.2. Összes értékelés: 64.

A problémák megoldása előtt ismernie kell a gáz térfogatának meghatározására vonatkozó képleteket és szabályokat. Emlékeznünk kell Avogadro törvényére. És maga a gáz térfogata több képlet segítségével is kiszámítható, kiválasztva a megfelelőt közülük. A kívánt képlet kiválasztásakor nagy jelentősége van a környezeti feltételeknek, különösen a hőmérsékletnek és a nyomásnak.

Avogadro törvénye

Azt mondja, hogy ugyanazon a nyomáson és azonos hőmérsékleten, azonos térfogatú különböző gázok ugyanannyi molekulát tartalmaznak. Az egy mólban lévő gázmolekulák száma Avogadro száma. Ebből a törvényből következik, hogy: 1 Kmol (kilomol) ideális gáz, bármilyen gáz, azonos nyomáson és hőmérsékleten (760 Hgmm és t = 0*C) mindig egy térfogat = 22,4136 m3-t foglal el.

Hogyan határozzuk meg a gáz mennyiségét

• A V=n*Vm képlet leggyakrabban a feladatokban található meg. Itt a gáz térfogata literben V, Vm a gáz moláris térfogata (l/mol), ami normál körülmények között = 22,4 l/mol, n pedig az anyag mennyisége molban. Ha a feltételek nem tartalmazzák az anyag mennyiségét, de van az anyag tömege, akkor a következőképpen járunk el: n=m/M. Itt M g/mol (az anyag moláris tömege), és az anyag tömege grammban m. A periódusos rendszerben minden elem alá van írva, mint annak atomtömege. Adjuk össze az összes tömeget, és kapjuk meg a kívántat.
• Tehát hogyan kell kiszámítani a gáz térfogatát. Íme a feladat: oldjunk fel 10 g alumíniumot sósavban. Kérdés: mennyi hidrogén szabadulhat fel u.? A reakcióegyenlet így néz ki: 2Al+6HCl(g)=2AlCl3+3H2. A legelején a reakcióba lépő alumíniumot (mennyiséget) a következő képlet szerint találjuk: n(Al)=m(Al)/M(Al). Az alumínium tömegét (moláris) a periódusos rendszerből vesszük M(Al) = 27 g/mol. Helyettesítsük: n(Al)=10/27=0,37 mol. A kémiai egyenletből látható, hogy 2 mol alumínium feloldásakor 3 mol hidrogén keletkezik. Ki kell számolni, hogy 0,4 mol alumíniumból mennyi hidrogén szabadul fel: n(H2)=3*0,37/2=0,56mol. Helyettesítsük be az adatokat a képletbe, és keressük meg ennek a gáznak a térfogatát. V=n*Vm=0,56*22,4=12,54l.

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete