- •Основные понятия и законы химии. Основные газовые законы. Закон парциальных давлений.
- •1. Уравнение Бойля-Мариотта и Гей-Люссака
- •5. Закон Дальтона (закон парциальных давлений).
- •Концентрация
- •Раствор – гомогенная система состоящая из двух или нескольких компонентов. Чаще раствор состоит из двух компонентов растворителя и растворенного вещества.
- •Правило смешивания (правило «креста»)
- •Энергетика химич6еских процессов. Элементы химической термодинамики.
- •Скорость химических реакций
- •Закон действующих масс может быть записан ,
- •Закон действующих масс имеет вид
- •Химическое равновесие
- •Свойства растворов неэлектролитов Теоретические сведения
- •Свойства растворов электролитов
- •Рн и буферные растворы. Гидролиз.
- •PH раствора
- •Гидролиз солей
- •Отсутствие гидролиза в растворах
- •Жесткость воды и методы ее устранения Теоретические сведения
- •Окислительно-восстановительные реакции
- •Расчет степени окисления
- •Реакции без изменения и с изменением степени окисления
- •1) Реакции, в которых не изменяется степень окисления элементов:
- •2) Реакции, в которых происходит изменение степеней окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих соединений:
- •Окисление, восстановление
- •Окислительно-восстановительные свойства вещества и степени окисления входящих в него атомов
- •Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций
Федеральное агентство по образованию
|
Тверской государственный технический университет
|
Кафедра биотехнологии и химии |
|
Общая и неорганическая химия
Методические указания к практическим занятиям для студентов специальностей 020101 – Химия, 240901 – Биотехнология, направлений 020100 – Химия, 240100 – Биотехнология
|
|
|
|
|
|
Тверь 2009 |
УДК 664:658.562(075.8) ББК 65.304.25 я7
Методические указания содержат теоретические сведения по основным разделам курсов «Общая и неорганическая химия» и «Неорганическая химия», а также задачи для самостоятельной подготовки студентов к практическим и лабораторным работам по курсам «Общая и неорганическая химия» для студентов специальности 240901 – Биотехнология и направления 240100 – Биотехнология и «Неорганическая химия» для студентов специальности 020101 – Химия и направления 020100 – Химия.
Составители: М.А.Крупцова, В.Г.Матвеева, А.В.Гавриленко |
М.А.Крупцова, В.Г.Матвеева, А.В.Гавриленко, 2009 Тверской государственный технический университет, 2009 |
Основные понятия и законы химии. Основные газовые законы. Закон парциальных давлений.
Теоретические сведения
Единицей количества вещества является моль.
Моль – это количество вещества, которое содержит столько структурных единиц (молекул, атомов, ионов, катионов, электронов, эквивалентов и т.д.), сколько атомов содержится в 12 г изотопа углерода – 12, а именно, 6,02 . 1023 (число Авогадро).
Эквивалентом элемента или вещества называется такое его количество, которое соединяется с одним молем атомов водорода или замещает один моль водорода в химических реакциях. Массу одного моля эквивалентов называют молярной массой эквивалентов вещества (Мэ), г/моль.
Молярная масса эквивалента элемента в соединении не является величиной постоянной, зависит от валентности элемента в данном соединении и выражается уравнением
,
где М – молярная масса элемента, г/моль; Z – валентность элемента в данном соединении; 1/z – фактор эквив алентности.
Молярные массы эквивалентов сложных соединений рассчитываются по формулам:
где n – число атомов кислорода; Z – валентность кислорода
где основность кислоты – это общее число атомов водорода или число атомов водорода, замещенных в реакции атомами металла. Например, основность фосфорной кислоты в реакции
H3PO4 + 2 NaOH = Na2HPO4 + 2 H2O
равна 2, т.к. 2 атома водорода заместилось атомами натрия.
где кислотность основания – это общее число OH- - групп или число OH- - групп, замещенных в процессе реакции кислотными остатками. Например, кислотность гидроксида алюминия в реакции
Аl(ОН)3 + 2 НС1 = А1(OH)С12 + 2 H2O
равна 2, т.к. 2 группы OH- заместились двумя хлорид-ионами (Cl-).
где n – число атомов металла; Z – валентность металла.
Согласно закону эквивалентов вещества взаимодействуют друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентам.
При решении некоторых задач удобнее пользоваться другой формулировкой этого закона: массы (объемы) всех веществ, реагирующих между собой в химических реакциях, прямо пропорциональны их молярным массам эквивалентов (молярным объемам эквивалентов).
где m1 и m2 – масса веществ, вступивших или получившихся в результате реакции, г; Mэ1, Мэ2 – молярные массы эквивалентов этих веществ, г/моль; V1, V2 – объемы газообразных веществ при н.у.; V10 и V20 – объем, который занимает эквивалент вещества при н.у.
Молярный объем эквивалента вещества Vэо – это объем, занимаемый одним моль эквивалентом газообразного вещества, при нормальных условиях.
Газовые законы и расчет молярных масс газообразных веществ
1. Уравнение Бойля-Мариотта и Гей-Люссака
;
где V – объем газа, измеренный при реальных условиях, т.е. при атмосферном давлении Р и температуре Т; V0 – объем газа при нормальном давлении Р0 и температуре Т0. Используют для приведения объема к нормальным условиям.
2. Закон Авогадро: в равных объемах разных газов при одинаковом давлении и температуре содержится одинаковое число молекул. В одном моле содержится 6,022·1023 молекул (число Авогадро).
При нормальных условиях (T= 273К, p = 101,325 кПа или 760 мм рт.ст.) моль любого газа занимает объем 22,4 л. Теперь несложно рассчитать молярные объемы эквивалентов наиболее распространенных в реакциях газов Н2 и О2. Один моль Н2 (2г) занимает объем 22,4 л, а один эквивалент Н2(1г) – V л, следовательно, Vэ(Н2) = 11,2 л/моль. Аналогичным образом рассчитывается Vэ(О2) = 5,6 л/моль.
3. Молярную массу газа можно вычислить, пользуясь уравнением Клапейрона – Менделеева
, или ,
где Р – давление, кПа; V – объем, л; m- масса, г; М – молярная масса, г/моль; R – универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/(моль . К); Т – абсолютная температура, К.
4. Из закона Авогадро следует, что при одном и том же давлении и температуре массы равных объемов газов относятся как их молярные массы
, или D =
где D = m1/m2 -относительная плотность D первого газа по второму, m1 – масса первого газа, m2 – масса второго газа.