Министерство науки и просвещения Украины

Криворожский технический университет

КАФЕДРА ХИМИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим занятиям по химии

для иностранных студентов подготовительного

отделения

Ч а с т ь 2

Кривой Рог

2008

Раздел I - для инженерно-технических специальностей.

Тема: Стехиометрические законы химии

Ключевые слова: агрегатное состояние вещества – твердое, жидкое,

газ; количество вещества, моль; масса, молярная мас-

са, объем, молярный объем, температура, давление.

К основным стехиометрическим законам химии относятся:

1. Закон сохранения массы веществ ( М.В. Ломоносов, 1748 г.)

2. Закон постоянства состава (Ж. Пруст, 1801 г)

3. Закон Авогадро и следствия этого закона (1811 г.)

Закон сохранения массы веществ :

• масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ,

образовавшихся в результате реакции :  m_{(вступ.)}= m_(обр.)

На практике этот закон используется при расстановке коэффициентов в уравнении реакции.

Например: Fe₂O₃ + HCl  FeCl₃ + H₂O

Чтобы масса веществ, вступивших в реакцию, была равна массе образовавшихся продуктов реакции, уравнивают количество атомов каждого элемента в левой части уравнения с количеством атомов тех же элементов в правой части путем расстановки соответствующих стехиометрических коэффициентов:

Fe₂O₃ + 6 HCl = 2 FeCl₃ + 3 H₂O

Закон постоянства состава:

• всякое химически чистое вещество, независимо от способа его получения, имеет один и тот же качественный и количественный состав.

Например, H₂O – вода. Молекула водывсегдасостоит из элемента водорода и элемента кислорода –качественныйсостав. Атомов водорода два, а кислорода один –количественныйсостав.

Закон Авогадро:

• в равных объемах различныхгазов при одинаковых условиях (температуре Т и давлении Р) содержитсяодинаковоеколичество молекул.

1-е следствие:

• одинаковое количество молекул различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) занимают одинаковые объемы.

Так при температуре 0⁰С и давлении 101325 Па (условиянормальные) одинмольлюбого газа занимает объём 22,4 литра. Такой объём называютмолярный или мольный объёми обозначаютV⁰_м (л/моль).

Моль– это мера количества вещества в химии.

Один моль – это такое количество структурных единиц (атомов, молекул, ионов, электронов и др.), которое равно количеству атомов в 12 граммах изотопа углерода-12:

N_A = 12 г / 1,9910^-23 = 6,0210²³

1 моль атомов = 6,0210²³ атомов

1 моль молекул = 6,0210²³ молекул и т.д.

Количество моль обозначают .Масса одного моля называетсямолярная массаи обозначаетсяМ(г/моль). Масса любого количества равна m = M.Объём любого количества газа при нормальных условиях равенV⁰ = V⁰ _М.

Если условия отличаются от нормальных, то объем газа можно рассчитать, используя газовые законы:

а) PV/T = P⁰V⁰/T⁰ или

б) PV = RT - уравнение Клапейрона-Менделеева,

где - V⁰– объем газа при нормальных условиях Р⁰и Т⁰

V - объем того же количества газа при заданных Р и Т

R - универсальная газовая постоянная.

R = P⁰V⁰/T⁰для= 1 моль.

В системе СИ универсальная газовая постоянная равна 8,314 Дж/мольК

В этой системе объем измеряется в м³, давление в Па, температура в К ( по шкале Кельвина). Т= 273 +t , гдеt – температуре по шкале Цельсия.

Если объем измерять в литрах, давление в атм, то R = 0,082латм/мольК

Если объем измерять в мл, а давление - в мм ртутного столба (мм рт.ст.), то R = 6,2410⁴ млмм рт ст/мольК

2-е следствие закона Авогадро:

• при одинаковых условиях массы различных газов, занимающих одинаковые объемы, относятся друг к другу как их молярные массы. Это отношение называется относительной плотностью D : m₁/m₂ = M₁/M₂ = D