- •Количество вещества
- •Молярная масса (М) – это масса 1 моль вещества. величина имеет размерность [M]
- •Химический эквивалент
- •Например, атом водорода в химических реакциях может проявлять свойства восстановителя, отдавая один электрон:
- •рассмотрим следующую реакцию:
- •Фактор эквивалентности fэ -
- •Пример
- •Расчет фактора эквивалентности
- •Определите фактор эквивалентности и эквивалент у солей: а) ZnCl2, б) КНСО3, в) (MgOH)2SO4.
- •(основная соль):
- •Молярная масса эквивалента (Мэ) – это масса одного моля эквивалента
- •Молярная масса эквивалента сложного вещества равна сумме молярных масс эквивалентов образующих его составных
- ••Газообразные вещества помимо молярной массы эквивалента имеют молярный объем
- •Закон эквивалентов
- •Определите эквивалентное число следующих солей: а) CuCl2; б) (CuOH)2SO4; в) NaHCO3.
- •Определите эквивалент веществ а) H3PO4; б) Na2CO3; в) KMnO4,
- •Вычислите массу вещества, содержащегося в заданном количестве эквивалентов:
- •Рассчитайте объем кислорода (н.у.), образующийся при разложении 1,28 г оксида металла. Молярная масса
- •Хлорид двухвалентного металла содержит 52,21% хлора. Вычислите молярную массу эквивалента металла и определите,
- •Задача
- •Задача Одно и то же количество металла соединяется с 0,200г кислорода и с
- •II Вариант:
- •Задача Масса 1л кислорода равна 1,4г. Сколько литров кислорода расходуется при сгорании 21г
- •Задача Определить эквивалентные массы металла и серы, если 3,24г металла образует 3,48г оксида
- •Задача Вычислить атомную массу двухвалентного металла и определить, какой это металл, если 8,34г
- •Задача Мышьяк образует два оксида, из которых один содержит 65,2% (масс.) As, а
- •Задача Эквивалентная масса хлора равна 35,5 г/моль, мольная масса атомов меди равна 63,5
- •Задача Для растворения 16,8г металла потребовалось 14,7г серной кислоты. Определить эквивалентную массу металла
- •Задача На восстановление 1,80г оксида металла израсходовано 883 мл водорода, измеренного при нормальных
- •Постулаты Бора
- •2. При переходе электрона с одной орбиты на другую
- •Вквантовой механике электрон является носителем как корпускулярных и так волновых свойств. Уже мы
- •Задача 1. Напишите электронные конфигурации следующих элементов: N, Si, Fе, Кr, Те, W.
- •Какой инертный газ и ионы каких элементов имеют одинаковую электронную конфигурацию с частицей,
- •Энергия ионизации
- ••В общем, чем дальше электрон от ядра, тем легче его изгнать. Другими словами,
- ••Энергия ионизации зависит от атомного радиуса. Так как идя справа налево по периодической
- ••Электроны с наименьшей энергией ионизации могут участвовать в химических реакциях и называются валентными.
- •Энергия сродства к электрону
- •Электроотрицательность
- •Вычислить разность относительных электроотрицательностей атомов для связей Н—О и О—As. Какая из связей
- •Химическая связь
- •Под химической связью понимают явление взаимодействия атомов (ионов), обусловленное перекрыванием электронных облаков связывающихся
- ••Под химической связью понимают явление взаимодействия атомов (ионов), обусловленное перекрыванием электронных облаков связывающихся
- •Виды химической связи
- •Ковалентная связь
- •Виды ковалетной связи
- •электронная формула атома водорода: 1s1. Ее графический вариант:
- •Электроны каждого из атомов водорода через область перекрывания орбиталей мигрируют от одного атома
- •Поскольку вокруг ядер атомов расположены отрицательно заряженные электроны, между атомами возникают силы отталкивания.
- •Вэтой области пространства возникает избыточный отрицательный заряд. А ядра атомов, как известно, имеют
- •перекрываются
- ••Переход электронов с атомной орбитали на молекулярную сопровождается снижением энергии системы (более выгодное
- ••Подобным образом образуются общие электронные пары при взаимодействии атомов р-элементов. Так образуются все
- •КОВАЛЕНТНАЯ ПОЛЯРНАЯ СВЯЗЬ - образуют атомы разных неметаллов, отличающихся по значениям
- ••При взаимодействии атома водорода с атомом хлора оба атома будут стремиться завершить свои
- •Насыщаемость ковалентной связи
- •Например, водород всегда одновалентен; азот может быть трехвалентен в молекуле
- •Направленность ковалентной связи
- •Определим валентный угол в молекуле сероводорода – H2S
- •Валентные электроны атома серы находятся на р-подуровне угол
- •Кратность ковалентной связи
- •Донорно –акцепторная связь
- •Схематически реакция образования частицы аммония выглядит следующим образом:
- •Ионная связь
- •Таким образом, в этом процессе образовалась устойчивая частица (8 электронов на внешнем уровне),
- •У металлов
- •1)Ненаправленность – В веществе с ионным типом связи электростатическое поле иона распространяется во
- •Соединения с ионным типом связи являются сильными электролитами. При наложении постоянного электрического поля
- •Водородная связь
- •Температуры кипения галогеноводородов
- •В молекулах соединениях HF, H2O, NH3 существуют
- •Как и для ковалентной связи, для водородной связи характерны направленность в пространстве и
- •Металлическая связь
- •Все металлы обладают схожими физическими свойствами: тепло- и электропроводностью, блеском, пластичностью, что обусловлено
- •Для характеристики прочности металлической связи используют понятие энергия кристаллической решетки
- •Гибридизация орбиталей
- •При образовании молекулы форма и взаимное расположение атомных электронных облаков изменяется по сравнению
- •Важной характеристикой молекулы, состоящей более чем из двух атомов, является ее геометрическая конфигурация.
- •Типы гибридизации атомных орбиталей
- •sp–гибридизация имеет место, например, при образовании галогенидов Be, Zn, Co и Hg (II).
- •Гибридизация атомных орбиталей требует затрат энергии, поэтому гибридные орбитали в изолированном атоме неустойчивы
- •В результате гибридизации одной s-орбитали и двух p-орбиталей образуются три гибридные sp2-орбитали, расположенные
- •sp2-гибридизация
- •sp3-гибридизация. Этот вид гибридизации происходит, когда смешиваются одна s-орбиталь и три p-орбитали. В
- •Гибридизация проявляется в полной равноценности связей атома углерода с другими атомами в соединениях,
- •Скорость химических реакций. Химическое равновесие
- •Химические реакции, которые протекают в гомогенных системах, называются гомогенными реакциями. Гетерогенные реакции —
- •Отношение числа молей вещества к объему реакционной смеси n/ V называется мольно-объемной концентрацией,
- •Скорость любой химической реакции зависит от следующих факторов:
- •При увеличении концентрации реагирующих веществ скорость реакций увеличивается. Это объясняется тем, что при
- •Например, для реакции
- •где γ — температурный коэффициент, который показывает, во сколько раз увеличивается скорость реакции
- •Уравне́ние Арре́ниуса
- •Одним из важнейших факторов, которые влияют на скорость реакции, является присутствие катализатора.
- •Механизм действия катализаторов является очень сложным. Существует гипотеза об образовании промежуточных соединений при
- •Химическое равновесие
- •Химические реакции, протекающие при данных условиях во взаимно противоположных направлениях, называются обратимыми.
- •Во всех обратимых реакциях скорость прямой реакции уменьшается, скорость обратной реакции возрастает до
- •Количественно состояние химического равновесия описывается законом действующих масс.
- •Принцип Ле-Шателье определяет направление смешения равновесия:
- •Таким образом, в реакционной смеси возрастает количество продукта реакции. В таком случае говорят
- •2) Влияние температуры – увеличение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической реакции.
- •3) Влияние давления (только для газообразных веществ) – при увеличении давления, равновесие смещается
- •Итак, при повышении давления равновесие смещается в сторону уменьшения объема, при понижении давления
- •При температуре 10 ºС реакция протекает за 5 мин, при 20ºС – за
- •Химическая термодинамика
- •Термодинамика изучает:
- •Термодинамическая система
- •Изолированная система - система, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни
- •ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
- •Вхимической термодинамике поглощаемая системой теплота считается положительной, а выделяемая — отрицательной; работа считается
- •Взаимосвязь между внутренней энергией, теплотой и работой устанавливается первым законом термодинамики: теплота, подведенная
- •Внутренняя энергия, энтальпия, тепловой эффект
- •Таким образом, тепловой эффект реакции, протекающей при постоянном объеме, равен изменению внутренней энергии,
- •Изобарный процесс
- ••Химические реакции обычно протекают при постоянном объеме или при постоянном давлении.
- •Закон Гесса и следствия из него
- •Теплоты образования химических соединений
- •Вещество и состояние
- •Первое следствие из закона Гесса
- •Второе следствие закона Гесса
- •Возможность самопроизвольного протекания физико-химических процессов
- •Энтропия как мера вероятности состояния. Второй и третий законы термодинамики
- •В изолированных системах самопроизвольно протекают процессы, приводящие к наиболее вероятному состоянию, т.е. к
- •Энергия Гибсса и возможность самопроизвольного протекания процессов в закрытых системах
- •Методы расчета ∆G реакции
- •2.Процессы, протекающие с поглощением энергии и
- •Растворы. Выражение концентраций растворов
- •Концентрация – величина, выражающая относительное содержание данного компонента в растворе. Существуют следующие основные
- •Нормальная концентрация растворов (нормальность или молярная концентрация эквивалента) – число грамм-эквивалентов данного вещества
- •Моляльная концентрация (моляльность) раствора С(x) показывает количество молей n растворенного вещества в 1
- •Титр – величина, показывающая, какая масса растворенного вещества содержится в 1 мл раствора:
- •Растворимость
- •Например, при внесении кристаллов в жидкость с по– верхности кристалла в раствор переходят
- •Способность вещества растворяться в том или ином растворителе называется растворимостью. Численно растворимость вещества
- •Влияние на растворимость природы компонентов. Способность веществ растворяться определяется характером сил взаимодействия между
- •Термодинамика процесса растворения
- •Для простоты изложения приращение энтальпии раст–
- •При растворении твердых веществ с молекулярной кристаллической структурой и жидкостей молекуляр– ные связи
- •Растворы неэлектролитов
- •С точки зрения термодинамики движущей силой осмоса является стремление системы к выравниванию кон–
- •Таким образом, воздушное пространство между рас– творителем и раствором выполняет роль полупрони– цаемой
- •Осмотическим давлением называется величина, измеряемая минимальным гидравлическим давле– нием, которое нужно приложить к
- •Понижение температуры замерзания и повышени е температуры кипения растворов.
- •Температурой замерзания (кристаллизации) жидкости является температура, при которой давление пара над жидкостью равно
- •Изучая замерзание и кипение растворов, Рауль установил: повышение температуры кипения ΔТк и
- •Степень диссоциации (ионизации). Сила электролитов.
- •Степенью диссоциации (ионизации) электролита называется отношение числа молекул, распавшихся на ионы, к общему
- •сильным электролитам относят почти все соли. Из наиболее важных кислот и оснований к
- •Диссоциация сопровождается выделением или поглощением теплоты. Следовательно, степень диссоциации должна висеть от температуры.
- •а степень диссоциации слабых электролитов влияет и добавление одноименных ионов. Так, введение в
- •Многоосновные кислоты и многокислотные основания диссоциируют ступенчато. Например, молекулы серной кислоты в первую
- •Кислые соли, подобно многоосновным кислотам, диссоциируют ступенчато. Например:
- •Применение законов химического равновесия к процессу электролитической диссоциации
- •Число молекул, распавшихся в единицу времени, равно числу молекул, образовавшихся за счет соединения
- •Степень диссоциации электролита зависит:
- •Диссоциация малорастворимых веществ. Произведение растворимости
- •Знаменатель дроби — концентрация твердой соли — представляет собой постоянную величину, которую можно
- •Численное значение произведения растворимости электролита нетрудно найти, зная его растворимость. Например, раствори мость
- •Ионное произведение воды.Водородный показатель
- •Химическое равновесие процесса диссоциации воды смещается вправо.
- •Гидролиз солей
- •I. Соли, образованные сильным основанием и слабой
- •I. Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой, гидролизуются по катиону. Эти соли
- •Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой, гидролизуются одновременно и по катиону, и
- •Составим уравнения гидролиза ацетата аммония CH3COONH4. Эта соль образована слабой уксусной кислотой СН3СООН
- •Необратимому (полному) гидролизу подвергаются соли, которые образованы слабым нерастворимым или летучим основанием и
- •Составим уравнение гидролиза сульфида алюминия
- •Например:
- •Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, не гидролизуются, потому что катионы и
- •Ступенчатый гидролиз
- •С оставим молекулярное и ионное
- •Первая ступень:
- •результате первой ступени):
- •Составим молекулярное и ионное уравнения гидролиза хлорида никеля (II) NiCl2. Гидролиз соли NiCl2
- •ервая ступень:
- •Вторая ступень (гидролиз основной соли, которая образовалась в
- •Продуктами второй ступени гидролиза являются слабое основание гидроксид никеля (II) и сильная хлороводородная
- •Количественно
- •Гидролиз по катиону и аниону протекает в
- •Влияние различных факторов на протекание гидролиза Природа соли. Это видно из выражения для
- •Окислительно-восстановительные реакции
- •Окислительно-восстановительные реакции обычно разделяют на четыре типа: межмолекулярные,
- •Внутримолекулярные реакции – это такие реакции, в которых разные элементы из одного реагента
- •Метод ионно-электронного баланса применяют для составления уравнений ОВР, протекающих в водных растворах с
- •Далее определяют заряд каждой из систем до и после превращения; рассчитывают число «отданных»
- •Делаем аналогичную работу со второй полуреакцией восстановления:NO3- → NO
- •Уравниваем кол-во электронов, которые были отданы и приняты в двух полуреакциях:
Задача Определить эквивалентные массы металла и серы, если 3,24г металла образует 3,48г оксида и 3,72г сульфида.
Решение:
Из условия задачи следует, что в оксиде металла на 3,24г металла приходится 0,24г кислорода (3,48 – 3,24 = 0,24г). Согласно закону эквивалентов, массы (объёмы) реагирующих друг с другом веществ m1 и m2 пропорциональны их эквивалентным массам (объёмам). Так
как эквивалентная масса кислорода составляет 8г/моль, то эквивалентную массу металла находим из пропорции:
8 : 0,24 = х : 3,24; х = 8 . 3,24/0,24 =108г/моль.
В сульфиде металла на 3,24г металла приходится 0,48г серы (3,72 – 3,24 = 0,48г). Эквивалентную массу серы находим из пропорции: 3,24 : 108 = 0,48 : х; х = 108 . 3,24/0,48 = 16г/моль.
Ответ: mэ(Me) = 108г/моль; mэ(S) = 16г/моль.
Задача Вычислить атомную массу двухвалентного металла и определить, какой это металл, если 8,34г металла окисляются 0,680л кислорода (условия нормальные).
Решение:
Зная, что эквивалентный объём кислорода равен 5,6л/моль, рассчитаем эквивалентную массу металла, составив пропорцию: 8,345 : 0,680 = х : 5,6; х = 8,34 . 5,6/0,680 = 68,68г/моль.
Атомную массу металла находим, учитывая, что металл двухвалентный, умножением его эквивалентной массы на 2: М(Ме) = mэ(Ме) . В, где
В – валентность металла; М – молярная масса металла; mэ(Ме) –
эквивалентная масса металла. М(Ме) = 68,68 . 2 = 137,4г/моль.
Определяем, какой это металл по таблице «Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева», учитывая, что его атомная масса составляет 137,4. Такой атомной массе соответствует барий – элемент№56.
Ответ: 137,4; Ba.
Задача Мышьяк образует два оксида, из которых один содержит 65,2% (масс.) As, а другой 75,7% (масс.) As. Определить эквивалентные массы мышьяка в обоих оксидах.
Решение:
а) Находим формулу оксида мышьяка, учитывая, что оксид содержит 65,2% As по массе. Тогда оксид содержит кислорода по массе 34,8% (100 – 65,2 = 34,8). Находим формулу оксид мышьяка:
AsхОу = х : у = 65,2/Ar(As) : 34,8/Ar(O2) = 65,2/74,92 : 34,8/16 = 1 : 2,5
= 2 : 5
Формула оксида будет иметь вид: As2O5.
M(As2O5) = 229,84г/моль.
Находим массу мышьяка и массу кислорода в оксиде: m(As) = 74,92 . 2 = 149,84г; m(O2) = 16 . 5 = 80г.
Согласно закону эквивалентов массы элементов в оксиде пропорциональны их эквивалентным массам:
б) Подобные расчеты производим, учитывая, что оксид содержит 75,7% As и 24,3% О2 (100 – 75,7 = 24,3) по массе:
AsхОу = х : у = 75,7/74,92 : 24,3/16 = 1,01 : 1,51 = 1 : 1,5 2 : 3 Формула оксида будет иметь вид: As2O3.
M(As2O5) = 197,84г/моль.
. |
. |
Задача Эквивалентная масса хлора равна 35,5 г/моль, мольная масса атомов меди равна 63,5 г/моль. Эквивалентная масса хлорида меди равна 99,5 г/моль. Какова формула хлорида меди?
Решение:
Согласно закону эквивалентов: mэ(соли) = mэ(Cu) + mэ(Cl2).
Отсюда mэ(Cl2) = mэ(соли) - mэ(Cl2) = 99,5 – 35,5 = 64г/моль.
Зная эквивалентные массы хлора и меди можно определить количество их атомов в молекуле соли: mэ(А) = М(А)/mэ(А).
Тогда: CuxCly = x : y = 63,5/63,546 : 35,45/35,5 = 0,992 : 0,999 = 1 : 1 Отсюда CuxCly = CuCl.
Ответ: CuCl.
Задача Для растворения 16,8г металла потребовалось 14,7г серной кислоты. Определить эквивалентную массу металла и объем выделившегося водорода (условия нормальные).
Решение:
M(H2SO4) =98г/моль.
Находим массу водорода в 14,7г серной кислоты, составив пропорцию: 98 : 2 14,7 : х; х = 2 . 14,7/98 = 0,3г.
Согласно закону эквивалентов массы взаимодействующих веществ пропорциональны их эквивалентным массам: Учитывая, что эквивалентный объём водорода равен 11,2л/ моль, рассчитаем объём который занимает 0,3г водорода: из пропорции:
1 : 11,2 = 0,3 : х; х = 11,2 . 0,3/ 1 = 3,36л.
Ответ: mэ(Ме) = 56г/моль; V(H2) = 3,36
Задача На восстановление 1,80г оксида металла израсходовано 883 мл водорода, измеренного при нормальных условиях. Вычислить эквивалентные массы оксида и металла.
Решение:
Согласно закону эквивалентов, массы (объёмы) реагирующих друг с другом веществ m1 и m2 пропорциональны их
эквивалентным массам (объёмам):
Так как водород находится в газообразном состоянии, то, соответственно, его количество измеряется в объёмных единицах (мл, л, м3). Мольный объём любого газа при н.у. равен 4л. Отсюда эквивалентный объём водорода равен, молекула которого состоит из двух атомов, т. е. содержит два моля атомов водорода, равен 22,4/2 = 11,2 л/моль или 12000мл/моль. Отношение заменим равным ему отношением - объём водорода; - эквивалентный объём водорода.
Тогда получим отношение Находим эквивалентную массу оксида металла:
Согласно закону эквивалентов
Ответ: 22,83г/моль; 14,83г/моль.
Е=h·v
E – энергия кванта, дж h - постоянная Планка
v – частота колебаний, с-1
Постулаты Бора
•Датский ученый Нильс Бор предположил, что в атомах может существовать определенное расположение электронов, которое она назвал устойчивыми состояниями и сформулировал следующие постулаты:
•1. Электрон может вращаться вокруг ядра только по некоторым возможным (разрешенным) орбитам. При вращении по этим орбитам, имеющим определенный радиус, атом энергии не излучает.
2. При переходе электрона с одной орбиты на другую
•возможную орбиту поглощается или выделяется энергия, которая равна разности энергии атома в начальном и конечном состояниях.
•Е=Ен – Е к;
•Вся поглощающая или освободившая энергия целиком переходит в один квант излучения (фотон), частица которого определяется соотношением
•v = Е/h
