Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
СВ закони хімії.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
923.73 Кб
Скачать

I Наслідок закона Авогадро:

Один моль будь-якого газа зо нормальних умовх (н.у.) займає об’єм приблизно 22,4 л (0,0224 м3).

Ця величина називається молярним об’ємом, позначається VM і вимірюється у [л/моль] або [м3/моль] (рис.1.17).

Нормальними умовами вважаються:

Р = 101325Па (~105Па) = 1атм =

= 760мм рт.ст.,

Т = 273,15К, або t = 00С.

Молярний об’єм – це емпірично встановлена величина на основі співвідношень:

(1.4)

де  густина газу, [г/л], або [кг/м3].

Рисунок 1.17 – Молярний oб’єм газів:

за н.у. VM = 22,4л/моль

Молярний об’єм на відміну від молярної маси не є постійною величиною, а залежить від умов (Р, Т), тому VM як поняття вживають звичайно для газів за н.у.

Молярний об’єм пов’язаний з іншими величинами (об’ємом V, кількістю речовини , молярною масою М, густиною , числом Авогадро NA і кількістю частинок N) співвідношеннями:

(1.5)

II Наслідок закону Авогадро

Відношення густини одного газу до густини іншого газу за однакових умов дорівнює відношенню їх молярних мас М або відносних молекулярних мас Мr.

Ця величина називається відносною густиною одного газу за іншим і позначається буквою d або D:

(1.6)

Звідки 1 = 2d2(газу1); 2 = 1/d2(газу1), (1.7)

М(газу1) = d2(1)M(газу2); M(газу2) = M(газу1)/d2(газу1). (1.8)

Відносна густина d – це величина безрозмірна, вона показує, наскільки один газ важче за інший (рис.1.28).

1.3.5 Основні газові закони

Стан газу характеризується його об’ємом, тиском і температурою. Між цими величинами експериментально були встановлені такі закони:

  1. Закон Бойля-Маріотта (ізотермічний) скорочено записується так:

при Т = const Р1·V1 = Р2·V2, або Р·V = const;

  1. Закон Гей-Люссака (ізобаричний)

при Р = const V1/T1 = V2/T2, або V/T = const.

  1. Закон Шарля (ізохоричний)

при V = const Р1/T1 = Р2/T2 , або Р/T = const.

Усі три закони можна поєднати в один універсальний газовий закон, що описується рівнянням Клапейрона:

(1.9)

Залежність для одного моля газу була виведена Менделєєвим, тому називається рівнянням Менделєєва-Клапейрона. Воно містить постійну величину – універсальну газову сталу R (табл.1.2):

Для довільної кількості газу рівняння Менделєєва-Клапейрона має вигляд:

(1.10)

Таблица 1.2 – Розрахунки значень універсальної газової сталої R

Тиск

Р (н.у.)

Темперутура

Т, К (н.у.)

Молярний об'єм

VМ (н.у.)

Універсальна газова стала

R = РV/T

101325Па

273,15

22,4103м3/моль

1атм

273,15

22,4л/моль

760мм рт.ст.

273,15

22400мл/моль

1.3.6 Закон еквівалентів

Із закону сталості складу випливає, що елементи сполучаються один із одним у певних кількісних співвідношеннях, для характеристики яких було введено поняття еквівалента і еквівалентної маси (слово еквівалентний у перекладі означає рівноцінний).

Еквівалентом називається умовна чи реальна частинка речовини, яка може приєднувати, заміщати, віддавати або взаємодіяти іншим чином з одним йоном Гідрогену Н+ чи гідроксилу ОН у кислотно-основних (або йоннообмінних) реакціях чи одному електрону в окисно-відновних реакціях.

Наприклад, еквівалентом нітратної (азотної) кислоти є реальна частинка – молекула HNO3, що містить один Йов Н+; еквівалентом ортофосфатної (фосфорної) кислоти – умовна частинка, що відповідає 1/3 молекулі Н3РО4, до складу якої входять три йони Н+.

Але еквіваленти одного елемента можуть бути різними – залежно від валентності елемента. Так само складна сполука може мати різні еквіваленти, що зумовлюється характером її хімічної взаємодії. Наприклад, в реакції нейтралізації ортофосфатної кислоти калій гідроксидом

H3PO4 + 2KOH  K2HPO4 + 2H2O.

тільки два атоми Н кислоти заміщуються атомами К (тобто кислота виявляє основність 2). Тоді згідно з визначенням, еквівалентом H3PO4 буде умовна частинка, яка складає 1/2H3PO4, оскільки на один атом Н припадає саме половина молекули H3PO4.

Отже, еквівалент – це фактично одна частка молекули, яка відповідає одному атому Н чи йону Н+ (рис.1.18).

Число, що показує, яка частина молекули чи іншої частинки речовини відповідає еквіваленту, називається фактором еквівалентності fЕ.

Рисунок 1.18 – Еквівалент і фактор еквівалентності: а) fЕ(HCl) = 1; б) fЕ(CaCl2) = 1/2; в) fЕ(AlCl3) = 1/3; г) fЕ(CCl4) = 1/4; д) fЕ(PCl5) = 1/5; д) fЕ(SCl6) = 1/6. (Еквіваленти сполук забарвлені темним відтінком)

Як частинка еквівалент характеризується кількістю речовини nекв і молярною масою еквівалента mекв, яку частіше для скорочення називають просто еквівалентною масою.

Еквівалентна маса елемента – це маса одного моль еквівалентів, яка дорівнює відношенню молярної маси елемента до його валентності в сполуці (або добутку фактора еквівалентності на молярну масу елемента):

(1.11)

Або: mекв.елемента = fE·Мелемента. (1.12)

  1. Еквівалентна маса оксиду дорівнює відношенню його молярної маси М до добутку валентності елемента В на число атомів елемента ч:

(1.15)

  1. Еквівалентна маса кислоти дорівнює відношенню її молярної маси М до основності – кількості атомів Н, здатних заміщуватися атомами металу:

(1.16)

  1. Еквівалентна маса основи дорівнює відношенню її молярної маси М до кислотності – кількості гідроксильних груп ОН, що заміщуються на кислотний залишок:

(1.17)

  1. Еквівалентна маса солі дорівнює відношенню її молярної маси М до добутку валентності В металу на кількість його атомів ч:

(1.18)

Закон еквівалентів був експериментально встановлений Ріхтером (1797 р.) і остаточно сформульований Дальтоном (1803 р.):

Хімічні сполуки реагують між собою в еквівалентних співвідношеннях.

З цього випливає, що для двох будь-яких речовин однієї хімічної реакції (вихідних реагентів чи продуктів реакції) закон еквівалентів можна виразити так:

nекв1 = nекв2. (1.20)

Підставивши (1.13) і (1.14) в останнє одержимо ще один вираз закону еквівалентів:

(1.21)

Однак при практичних розрахунках іноді зручніше користуватися іншим формулюванням закону еквівалентів:

маси речовин(об’єми газів), що взаємодіють між собою, пропорційні їх еквівалентним масам (об’ємам газів):

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]