1.2. Законы химии

Закон Бойля-Мариотта При постоянной температуре PV = const где Р – давление, V – объем.	Закон Гей-Люссака При постоянном давлении , где Т – температура (К), V – объем.
Объединенный газовый закон
Для решения задач , где Р0, V0, T0 – давление, объем и температура газа при нормальных условиях.
Нормальные условия Р0 = 101325 Па, Т0 = 273 К
Уравнение Менделеева-Клайперона или , где P – давление газа (Па) V – объем (литр) n – количество газа (моль) m – масса (грамм) μ – молярная масса газа (г/моль) R – универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль∙)

Закон сохранения массы вещества

Масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.

Общее число атомов остается постоянным до и после реакции.

Закон постоянства состава вещества

Если соединение имеет в данном агрегатном состоянии молекулярную структуру, то его химический состав остается одним и тем же, независимо от методов получения.

Закон кратных отношений

Если два элемента образуют друг с другом несколько соединений, то массы одного из элементов, приходящихся в этих соединениях на одну и ту же массу другого, относятся между собой как небольшие целые числа.

Закон Авогадро

В равных объёмах различных газов при одинаковых условиях (температура, давления) содержится одинаковое число молекул.

Молярный объём газа – при нормальных условиях 1моль различных газов занимает объём 22,4л. V_m = 22,4 л/моль

Нормальные условия: Т₀ = 273К = 0°С, Р₀ = 101кПа = 760мм рт. ст.

Закон объемных отношений

При одинаковых условиях объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу и к объемам образующихся газообразных продуктов реакций как небольшие целые числа.

1.3. Эквивалент

Эквивалент (Э) – это реальная или условная частица вещества X, которая эквивалентна одному атому водорода или половине атома кислорода в данной ионообменной реакции или одному электрону в данной окислительно-восстановительной реакции. Э(Х) = 1/z·X z≥1, где z - эквивалентное число или число эквивалентности. Например: Э(NaOH) =1/1NaOH, Э(H₂SO₄) = 1/2H₂SO₄, Э(AlCl₃) = 1/3AlCl₃.

Фактор эквивалентности f_экв – это число, обозначающее, какая доля от реальной частицы эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону в данной окислительно-восстановительной реакции. Это величина – обратная эквивалентному числу z: f_эквХ = 1/z, Э(Х) = f_эквХ f_экв ≤ 1

Количество вещества эквивалентов – это отношение количества вещества к фактору эквивалентности: n(f_эквХ) = или n(f_эквХ) = z∙n(Х) Единица измерения – моль.

Способы выражения количества вещества эквивалентов

n(f_эквХ)=; n(f_эквХ)=; n(f_эквХ)=c(f_эквХ)·V

Молярная масса эквивалентов

Для молярной массы эквивалентов вещества предлагается следующая запись:

или где М(Х) – молярная масса вещества.

Молярный объем эквивалентов

связан с молярным объемом газа Vm следующим соотношением: , где Vm = 22,4 л/моль (н.у.)

Молярная концентрация эквивалентов вещества

Молярная концентрация эквивалентов вещества – это величина, равная отношению количества вещества эквивалентов растворенного вещества X к объему раствора. c(f_эквХ) = n(f_эквХ)/V Единицы измерения - моль/м , моль/дм , моль/л.

Закон эквивалентов

В химической реакции вещества взаимодействуют и образуются в количествах, пропорциональных их эквивалентам. (В. Рихтер, 1793 г). (первая формулировка закона). Количества вещества эквивалентов всех веществ, участвующих в реакциях, одинаковы (вторая формулировка закона).

n(f_эквХ₁) = n(f_эквХ₂) = …= n(f_эквХ_i)

Для реагирующих веществ, находящихся в растворе, закон эквивалентов записывают: c(f_эквХ₁)·V₁ = c(f_эквХ₂)·V₂, где V₁, V₂ – объемы растворов, с соответствующими молярными концентрациями эквивалентов.

Математическое выражение закона эквивалентов: