Тема 1.1.3 Простейшие количественные отношения в химии. Расчеты по формулам и уравнениям.

Теория.

1. Количество вещества. Постоянная Авогадро. Молярная масса.

2. Закон Авогадро. Молярный объем. Относительная плотность газов.

3. Основной закон стехиометрии. Расчеты по уравнениям.

Количество вещества - физическая величина, которая определяется числом структурных частиц ( молекул, атомов и т.д.), содержащихся в данной порции вещества. Обозначается: - «ню». Единица количества вещества - моль.

Один моль любого вещества содержит одно и то же число структурных частиц. Это число – величина постоянная и равно 6 ^. 10²³. Это число названо в честь итальянского химика «постоянная Авогадро»

Задача №1. Какое число молекул содержит аммиак (NH₃) количеством вещества 3 моль?

N=6^.10²³моль^{-1 .} 3 моль=18^.10²³ (молекул)

Ответ: 1,8 ^.10²⁴ молекул.

Задача №2. Какое количество вещества составляет 3 ^. 10²³ молекул кислорода (О₂)?

Ответ: 0,5 моль.

Т.к. масса частиц величина постоянная, то масса 1 моль любого вещества тоже величина постоянная и называется «молярная масса». Числовое значение молярной массы равно относительной молекулярной массе, но выражается в г/моль. Например: М_r(H₂SO₄)= 98; M(H₂SO₄)= 98 г/моль

Задача №3. Вычислить количество вещества, которое соответствует 288 г фосфорной кислоты(H₃PO₄).

M(H₃PO₄)=1 ^. 3+31+16 ^. 4=98 г/ моль

𝛎 =

Ответ: 3 моль

Задача №4. Найти массу 3 моль оксида углерода (IV) CO₂.

Ответ: 132 г

Но газы отличаются от других веществ тем, что расстояние между частицами в сотни раз превышают размеры самих частиц. Поэтому объем газов определяется не размерами частиц газа, а их количеством.

ЗАКОН АВОГАДРО: в равных объемах разных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул.

Но особое практическое значение имеют СЛЕДСТВИЯ ИЗ ЗАКОНА АВОГАДРО

1 следствие т.к. в 1 моль любого газа одинаковое число молекул => 1 моль любого газа при одинаковых условиях занимает одинаковый объем. При нормальных условиях – н.у. (0^*С и 1 атм) 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л, этот объем называют молярным и обозначают V_m т.е. V_m= 22,4 л/ моль.

Зная количество вещества (ν) , легко найти V = ν ·V_m

Задача №5 Найти объем углекислого газа количеством вещества 0,2 моль.

ν = 0,2 моль СО₂ V = ν · V_m V_m = 22,4 л/моль

V = 0,2 моль·22,4 л/моль = 4,48 л

V - ? Ответ: 4,48 л

Задача №6 Найти количество вещества , если сернистый газ занимает 5,6 л.

V(SO₂) = 5,6 ν = V_m = 22,4 л/моль

ν - ? ν = Ответ: 0,25 моль

2 следствие из закона Авогадро: т.к. в одинаковых объемах газов одинаковое число молекул => то для 1 моля любого газа V₁= V₂= V_m , а масса m₁= M₁ ,a m₂ = M₂ (M_возд.= 29) => относительная плотность газа определяется отношением масс молекул этих газов или их молярных масс, т.е.

Например:

Задача №7 Найти относительную плотность кислорода по гелию

= =8

М(О₂)=32г/моль Ответ: т.е. кислород в 8 раз гелия

М(Не)=4г/моль

Задача №8 Найти молекулярную массу природного газа, если его плотность по водороду равна 8.

М(Х)=? => M(Х) = D · M(H₂)

M(Х) = 2· 8 = 16 г/моль

D = 8

M(H₂) = 2 г/моль Ответ: природный газ метан М(СН₄) = 16 г/мол