18

Глава 2. Основные понятия и законы стехиометрии

Студент должен уметь:

1.Производить расчеты на основе понятий химии (молярная масса вещества, моль, постоянная Авогадро, молярная масса химического эквивалента).

2.Производить расчеты по химическим формулам и уравнениям реакции.

3.Решать задачи связанные с применением газовых законов (Авогадро, Бойля – Мариотта, Гей-Люссака).

2.1 Основные понятия химии

Химическим элементом называют вид атомов, характеризующихся одинаковым зарядом ядра.

Атом – наименьшая химически неделимая частица химического элемента, сохраняющая все его свойства. Атомы образуют молекулы простых веществ (H2,S2,O2 и др) и сложных (SO2, HCl и др).

Молекула – наименьшая частица вещества, способная к самостоятельному существованию и обладающая химическими свойствами данного вещества.

Углеродная единица (у.е.) – или атомная единица массы (а.е.м.) – равна

1/12 массы атома изотопа углерода 12С.

Относительная атомная масса (Ar) или относительная молекулярная масса вещества (Mr) показывают, во сколько раз масса атома или молекулы тяжелее 1/12 массы атома углерода 12С. В обозначениях Mr и Ar индекс ―r‖ - начальная буква слова relative – относительный. Mr и Ar – величины безразмерные.

Например, Mr (H2SO4) = 2 ∙ Ar(H) + Ar(S) + 4∙ Аг(О) = (2∙1) +32 + (4∙16)= 98.

Постоянная Авогадро (NA) — это число атомов, содержащихся в одном

в12 г изотопа углерода 12С. (NA) = 6,02-1023 моль-1.

ВМеждународной системе (СИ) за единицу количества вещества принят моль.

представляющие собой электроны, атомы, молекулы, ионы, условные частицы кристаллических веществ и полимеров и др. Например, большинство солей представляют собой ионные кристаллы, в которых нет молекул, а есть только чередующиеся в строго определенном порядке катионы и анионы. Формульная единица такого соединения содержит в своем составе столько ионов, столько их записано в химической формуле. Гидроксид алюминия представляет собой неорганических полимер, в котором нет отдельных молекул. Поэтому в таких случаях следует говорить не о молекулах, а о формульных единицах.

Молярная масса (М(х), г/моль) - масса одного моля вещества. Молярные массы численно совпадает с относительными массами атомов и молекул.

Например: Аг(С) =12, М(С)=12 г/моль; Mr(H2SO4)=98, M(H2SO4)=98 г/моль. Молярные массы выражают и в мг/ммоль или кг/кмоль.

Между массой вещества (m, г), количеством вещества ( , моль) и молярной массой (М, г/моль) существуют взаимосвязь: m = ∙ M

Химические элементы соединяются между собой в весовых соотношениях, которые были названы эквивалентами.

Фактор эквивалентности (f экв) – число, обозначающее, какая доля реальной единицы является эквивалентом:

f экв = 1/Z(х) где Z (х) – эквивалентное число

(атоме, молекуле, ионе и т.д.).

Для химических элементов эквивалентное число равно валентности

III I

(В) элемента: Z(x) = B(x). Например: в P H 3 Z(P) = 3; Z(H) = 1.

Таким образом, один атом водорода соответствует одному эквиваленту, а один атом фосфора – трем.

где ФГ - функциональные группы (у кислот - атомы водорода; у

В обменных реакциях эквивалентное число (Z(x) для некоторого реагента определяется суммарным зарядом тех ионов, которые обменивает

В первой реакции один ион водорода молекулы кислоты обменивается на один катион металла другого реагента (основания), а во второй – два иона водорода кислоты обмениваются на два иона металла другого реагента. В

отданных одной молекулой восстановителя.

21

Например:

Моль эквивалентов ( (f(x) – это количество вещества, содержащее 6,02 ∙ 1023 эквивалентов.

Молярной массой эквивалента (М (f(x), г/моль) называется масса одного моля химического эквивалента:

М (f(x) = M (1/z(x) или М (f(x) = f (экв)∙ М(х)

Эквивалентный объем V(f(х)– это объем, занимаемый одним химическим эквивалентом газообразного вещества при определенных условиях:

V(f(х) = V

(f (x)

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ

( CuSO4 ∙ 5H2O) = 0,5 моль 1. М(CuSO4 ∙ 5H2O) =М(Cu) + М(S)+ 4М(О) +5М (H2O)

m (CuSO4 ∙ 5H2O) = ? М(CuSO4 ∙ 5H2O) =64 + 32 + (4∙16 ) +5[(2∙1)+16] = 250г/моль

Ответ: «б»