Опорний конспект

ТЕМА. ОСНОВНІ ХІМІЧНІ ПОНЯТТЯ

Відносні атомна і молекулярна маси

Абсолютні маси атомів і молекул – це надзвичайно малі величини, і ще Дж. Дальтон (1766-1844) ввів поняття відносної одиниці атомної маси – водневої, запропонувавши відносити маси хімічних елементів до маси найлегшого елемента – Гідрогену (водню). Зараз за одиницю атомної маси (скорочено а. о. м.) беруть 1/12 маси атома Карбону-12. Це відповідає абсолютній масі 1,66 ^. 10^-24 г, що в 6,022 ^. 10²³ разів менше, ніж 1 грам.

Відносна атомна маса (А_r) – це відношення маси атома даного елемента до 1/12 маси ізотопа . В періодичній системі атомні маси елементів вказані саме у відносних одиницях, причому взяті середні арифметичні значення мас природної суміші ізотопів кожного даного елемента.

Молекулярні маси речовин М_r(Х) також виражають у відносних одиницях (відношення маси молекули в грамах до 1/12 маси атома ). Але на практиці відносні молекулярні маси знаходять шляхом додавання відносних атомних мас елементів, що входять до складу молекули даної речовини, наприклад:

М_r(H₃PO₄) = 3A_r(H) + A_r(P) + 4A_r(O) = 3 ^. 1+ 31 + 4 ^. 16 = 98

Кількість речовини, моль, молекулярна маса

Кількість речовини n(X) – це сукупність структурних одиниць, з яких складається дана речовини (атоми, молекули, йони). В системі СІ за одиницю кількості речовини прийнято моль. Це така кількість структурних одиниць, яка чисельно дорівнює кількості атомів у 12 грамах вуглецю . Оскільки маса одного атома становить 1,993 ^. 10^-23 г, в одному молі знаходиться 12/1,993 ^. 10^-23 = 6,022 ^. 10^-23 структурних одиниць. Це і є стала Авогадро (N_A). Її розмірність моль^-1.

Таким чином, моль дозволяє підраховувати атоми, молекули, йони порціями по 6,022 ^. 10²³ (N_A) часток. Наприклад, 1 моль хлору складається з N_A молекул Cl₂ або 2N_A атомів Хлору; 1 моль хлориду натрію містить по N_A йонів Na⁺ і Cl^-; 0,5 моль води містить 0,5 N_A молекул Н₂О і т.д.

Оскільки маси окремих атомів і молекул дуже малі, масові розрахунки для реальних кількостей речовин ведуть на порції, кратні одному молю. Маса 1 моль структурних одиниць називається молярною масою – М(Х). Визначається вона як відношення наважки речовини m до кількості даної речовини n(X), де Х – формульне позначення речовини:

Практично молярну масу знайти досить просто. За абсолютною величиною вона дорівнює відносній атомній чи молекулярній масі відповідних часток. Наприклад, атомна маса Гідрогену 1, молярна маса 2 г/моль; молекулярна маса, скажімо, H₂SO₄ – 98, а молекулярна маса – 98 г/моль і т.д.

Скориставшись формулою (1), можна знайти кількість речовини:

Знаючи кількість моль, легко визначити число структурних одиниць даної речовини:

Масу одного атома чи однієї молекули в грамах m(X) знаходять як частку від ділення молярної маси на сталу Авогадро:

Усі ці нескладні співвідношення застосовують у хімічних розрахунках.

Задача. Скільки моль і скільки атомів міститься в 20 г кальцію? Визначте масу одного атома Кальцію в грамах.

Д ано: 1) n(Ca) = m/M(Ca) = 20 г : 40 г/моль = 0,5 (моль);

m= 20 г 2) N = n(Ca) ^. N_A = 0,5 ^. 6,022 ^. 10²³ = 3 ^. 10²³ (ат.)

N_A= 6,022 ^. 10²³ моль^-1 3) m(Ca) = M(Ca)/N_A = 40 г/моль : 6 ^. 10²³ моль ^-1 =

M(Ca) = 40 г/моль = 6,66 ^. 10^-23 (г).

N(Ca) -? N-? m(Ca)-?

ОПОРНИЙ КОНСПЕКТ

ТЕМА. ЕЛЕКТРОХІМІЯ. ХІМІЧНІ ДЖЕРЕЛА ЕЛЕКТРИЧНОГО

СТРУМУ

ПРЕДМЕТ ЕЛЕКТРОХІМІЇ

Електрохімія – розділ хімії, що вивчає процеси, які відбуваються на межі поділу двох фаз (наприклад, метал – розчин) за участю заряджених частинок (йонів та електронів).

Електрохімічні процеси використовуються:

• для нанесення захисного покриття;

• для добування та очищення металів;

• лежать в основі дії хімічних джерел електричного струму.

ЕЛЕКТРОДИ

В електрохімії електродом прийнято називати систему, що складається з речовини, яка проводить електричний струм, і розчину або розплаву електроліту, в який занурюється ця речовина. Наприклад, метал занурений у водний розчин солі цього металу (нікелева пластинка, занурена в розчин NiCl₂).

Важливий різновид окисно-відновних електродів – водневий електрод:

• платинова сітка чи пластина, занурена у розчин кислоти, крізь який пропускається газоподібний водень.

В електрохімічній практиці використовуються стандартні електроди, робота яких відбувається за стандартних умов:

- температура 298 К (25⁰С);

- тиск газоподібних речовин 101 325 Па або 1 атм;

- концентрація йонів у розчині 1 моль/л.

Електродний потенціал. Кожний електрод має певне значення електричного потенціалу. Абсолютне значення електричного потенціалу електрода визначити неможливо. Можна лише порівняти потенціали різних електродів один з одним. Різниця електричних потенціалів двох електродів у такому колі називається електрорушійною силою кола. Її значення можна виміряти експериментально і визначити теоретично. Вона дає змогу порівнювати потенціали електродів.

Для порівняння електричних потенціалів складають коло з двох електродів, один з яких – стандартний водневий. Його потенціал в стандартних умовах умовно взято за нуль.

За електродний потенціал електрорушійну силу ЕРС електрохімічного кола, складеного з досліджуваного електрода і стандартного водневого електрода. Електронний потенціал позначають буквою Е, одиницею СІ його є Вольт (В).

Потенціал стандартного електрода називається стандартним електродним потенціалом і позначається Е₀. Якщо розмістити електроди в порядку зростання їхніх стандартних електродних потенціалів, то дістанемо ряд стандартних електродних потенціалів (складений для водних розчинів і незастосовний для електродних систем у неводних розчинах і розплавах.