Закон эквивалентов

(И.В. Рихтер, 1791 г.,У. Волластон, 1807 г.)

Массы(объёмы)взаимодействующих друг с другом и образующихся в результате химической реакции веществ пропорциональны молярным массам их эквивалентов(эквивалентным объёмам).

или

Например,

2Nа + 2Н₂О = 2NаОН + Н₂↑

=

где – количество эквивалентов вещества.

Таким образом,

вещества реагируют и образуются в строго определённых (эквивалентных) количествах

или

эквивалентные количества всех веществ, участвующих в реакции, одинаково.

Закон постоянства состава

(Ж. Пруст, 1799-1806 гг.)

Каждое химическое соединение независимо от способа его получения имеет один и тот же качественный и количественный состав.

В каждом сложном веществе, независимо от способа его получения, остаются неизменными соотношения чисел атомов элементов, входящих в его состав. При этом отношения чисел, указывающих на количество атомов различных элементов, выражаются небольшими целыми числами.

Например, вода. Независимо от способа её получения и от внешних условий существования вода всегда состоит из двух элементов – водорода и кислорода, находящихся в соотношении 2 : 1 – Н₂О:

2Н₂+ О₂= 2Н₂О

2NаНСО₃= Nа₂СО₃+ СО₂+ Н₂О

Сu(ОН)₂+ Н₂SО₄= СuSО₄+ Н₂О.

Закон кратных отношений

(Дж. Дальтон, 1803 г.)

Если два элемента образуют между собой несколько соединений, то массы атомов одного элемента, приходящиеся в этих соединениях на одну и ту же массу атомов другого элемента, относятся между собой как небольшие целые числа.

Например, на 1 г азота в его оксидах N₂О, NО, N₂О₃, NО₂, N₂О₅соответственно приходится 0,57; 1,14; 1,71; 2,28 и 2,85 г кислорода. Эти массы относятся между собой как небольшие целые числа – 1 : 2 : 3 : 4 : 5.

Закон кратных отношений фактически представляет собой объединение законов сохранения массы и постоянства состава.

Закон объёмных отношений

(Ж.Л. Гей-Люссак, 1808 г.)

Объёмы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу и к объёмам образующихся газообразных продуктов реакции как небольшие целые числа.

Например, для протекающей в газовой фазе реакции

4NН₃+ 3О₂= 2N₂+ 6Н₂О

соотношение объёмов газов равно:

: ::= 4 : 3 : 2 : 6.

Объединённый газовый закон

(Р. Бойль, 1662 г., Э. Мариотт, 1676 г.,

Ж. Шарль, 1787 г., Ж.Л. Гей-Люссак, 1802 г.)

Закон Бойля-Мариотта

РV = соnst или Р₁V₁= Р₂V₂

(справедлив при Т = соnst)

Закон Гей-Люссака

V / Т = соnst или V₁/ Т₁= V₂/ Т₂

(справедлив при Р = соnst)

Закон Шарля

Р / Т = соnst или Р₁/ Т₁= Р₂/ Т₂

(справедлив при V = соnst)

Для данного количества (данной массы) идеального газа отношение произведения давления на объём к абсолютной температуре есть величина постоянная.

= соnst или =

(уравнение состояния идеального газа^*)

Величина соnst пропорциональна массе данного газа, то есть

~m или=или РV =RТ ,

(уравнение Менделеева-Клапейрона)

где R – универсальная газовая постоянная.

R = 8,314 Дж/моль·К = 0,082 = 62 400.

Уравнение состояния идеального газа, или объединённый газовый закон, используют для приведения объёма газа к нормальным условиям:

= .

Нормальные условия (н. у.):

Р₀= 1,013 · 10⁵Па (760 мм рт. ст., 1 атм.) – нормальное атмосферное давление;

Т₀= 273,15 К (0⁰С) – нормальная температура.

Закон Авогадро

(А. Авогадро, 1811 г.)

В равных объёмах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул.

Следствие 1:молекулы простых газообразных веществ состоят из двух атомов. Например, Н₂, О₂, Сl₂.

Следствие 2:1моль любого газа при нормальных условиях занимает объём 22,4 л (молярный объём V_m):

V_m= 22,4 л/моль.

Следствие 3:молярная масса газа или пара равна произведению его плотности по отношению к любому другому газу на молярную массу этого газа(формулировка 1):

М₁= D₂· М₂,

где D₂– относительная плотность первого газа по второму.

Относительной плотностью одного газа по другому называется отношение масс равных объёмов этих газов(формулировка 2):

D₂=при условии V₁= V₂.

Так как масса газа пропорциональна его молярной массе, то массы одинаковых объёмов газов относятся друг к другу как их молярные массы (формулировка 3):

= = D₂.

Таким образом:

D₂===,

где и- плотности газов 1 и 2.

Закон Дальтона

(Дж. Дальтон, 1801 г.)

Общее давление смеси газов, не вступающих друг с другом в химическое взаимодействие, равно сумме парциальных давлений, то есть сумме давлений газовых компонентов.

Р_смеси= Р₁+ Р₂+ … + Р_n

Парциальное давление газа – это давление, которым обладал бы данный газ, если бы при той же температуре он занимал объём всей газовой смеси.

Средняя молярная масса смеси газов равна сумме произведений их объёмных долей () и молярных масс:

М_ср.=· М₁+· М₂+ … +· М_n.

Объёмная доля газа в смеси равна отношению объёма газа (V₁, V₂, …, V_n) к общему объёму газовой смеси (V_смеси), взятых при одинаковых температуре и давлении:

= ,=, …,=

При этом: ++ … += 1.

ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОГО ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ

К лабораторной работе студент допускается только после получения инструктажа и усвоения правил техники безопасности и пожарной безопасности.

При подготовке к работе студент обязан изучить соответствующий теоретический материал, внимательно ознакомиться с методикой, и выяснить непонятные вопросы у преподавателя. Работать следует в халате, аккуратно, не суетясь, соблюдая осторожность и внимательность. Проводить незапланированные опыты запрещается.

Рабочее место необходимо содержать в чистоте и не загромождать лишними предметами (сумками, книгами). Реактивы, пролитые или рассыпанные на стол или на пол, должны быть немедленно убраны.

Опыты с агрессивными веществами следует производить в вытяжном шкафу.

Нельзя наклоняться над сосудом, в котором происходит нагревание веществ или кипение жидкости. Пробирки с нагреваемыми жидкостями следует держать отверстием от себя и от окружающих.

При ожогах концентрированными растворами кислот поражённое место промывают большим количеством воды, а затем 2 %-ным раствором питьевой соды NаНСО₃, после чего накладывают марлевую повязку, смоченную 2 %-ным раствором перманганата калия КМnО₄.

При попадании какого-либо реактива в глаза следует промыть их большим количеством воды и немедленно обратиться в медпункт.

При порезах стеклом края раны следует продезинфицировать спиртом, раствором перманганата калия или перекисью водорода, а затем обработать 5 %-ным спиртовым раствором иода и перевязать.

По окончании работы следует привести рабочее место в порядок и сдать лаборанту.

Лабораторная работа № 1