1.10. Газовые законы
Газообразное состояние вещества характеризуется малыми силами межмолекулярного взаимодействия, вследствие чего газ занимает весь предоставленный объем. Объем молекул составляет ничтожную часть занимаемого газом объема. Такое разреженное состояние газа – идеальный газ. Состояние идеальных газов описывается газовыми законами. Отклонения от газовых законов наблюдаются при высоких давлениях и низких температурах.
Физическое состояние газа определяется тремя параметрами: абсолютной температурой (Т), давлением (р), и объемом (V). Зависимости между этими параметрами описаны законами: Бойля-Мариота, Гей-Люссака, Шарля, Авогадро.
1.11. Закон Бойля-Мариотта
При постоянной температуре давление, производимое данной массой газа, обратно пропорционально объему газа:
|
(1.15) |
.Закон Гей-Люссака
При постоянном давлении объем газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре (Т)
|
(1.16) |
.Закон Шарля
При постоянном объеме давление газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре
|
(1.17) |
В результате объединения указанных законов, сделанного Б.Э.Клапейроном (1834 г.), было получено уравнение состояния идеального газа:
|
(1.18) |
,где pT и VT – давление и объем газа при данной температуре Т; p0 и V0 – давление и объем газа при нормальных условиях (0°С; 101,325 кПа).
Иначе можно записать это соотношение так:
|
(1.19) |
.Д.И. Менделеев ввел в уравнение универсальную газовую постоянную и количество молей ():
pV = RT, |
(1.20) |
Уравнение (1.13) - уравнение Клапейрона-Менделеева.
Универсальная газовая постоянная при нормальных условиях равна R = 8,314 Дж/моль·К. Физический смысл ее – работа расширения газа против сил внешнего давления при повышении температуры на 1 К.
Уравнение состояния идеального газа применимо и к смеси газов, при условии, что они не взаимодействуют между собой. В соответствии с законом Дальтона общее давление смеси газов равно сумме парциальных давлений всех входящих в нее газов:
р = р1 + р2 + р3 +…+ рn, |
(1.21) |
где р – общее давление смеси, р1, р2, р3, рn – парциальные давления компонентов смеси.
Глава 2. Основные классы неорганических соединений
2.1. Классификация неорганических веществ
В химии все многообразие неорганических веществ принято разделять на две группы – простые и сложные. Простые вещества подразделяются на металлы и неметаллы. А сложные – на производные от простых, образованные путем их взаимодействия с кислородом, водой и между собой. Эту классификацию неорганических веществ изображают в виде схемы (рис. 2.1).
Рис.
2.1. Классификация
неорганических соединений
2.2. Классификация реакций в неорганической химии
В неорганической химии различают реакции: 1) соединения, 2) разложения (и те и другие могут быть окислительно-восстановительными реакциями (ОВР), а могут и не быть таковыми), 3) обмена, 4) замещения, которые всегда являются окислительно-восстановительными. Схемы реакций и примеры даны в таблице 2.1.
Таблица 2.1
Классификация реакций
Тип реакции |
Схема реакции |
Примеры реакций |
Соединение |
А +В = АВ |
1) Ca0 + Cl20 = Ca2+Cl2– (ОВР) 2) CaO + CO2 = CaCO3 |
Разложение |
АВ = А + В |
1) 2Ag2O = 4Ag +O2 (ОВР) 2) Cu(OH)2 = CuO + H2O |
Обмен |
AB + CD=AD + CB |
BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4↓ + 2NaCl |
Замещение |
AB + C = CB + A |
Zn + Pb(NO3)2 = Pb + Zn(NO3)2 (ОВР) |