Как да се определи моларен обем. Моларен обем на газообразни вещества. Обем на газ при нормални условия

Масата на 1 мол вещество се нарича моларна маса. Как се нарича обемът на 1 мол вещество? Очевидно той се нарича още моларен обем.

Какво е равно на моларен обемвода? Когато измерихме 1 mol вода, не претеглихме 18 g вода на везните - това е неудобно. Използвахме мерителни прибори: цилиндър или чаша, защото знаехме, че плътността на водата е 1 g/ml. Следователно моларният обем на водата е 18 ml/mol. За течности и твърди вещества моларният обем зависи от тяхната плътност (фиг. 52, а). Друго нещо за газовете (фиг. 52, b).

Ориз. 52.
Моларни обеми (n.a.):
а - течности и твърди вещества; b - газообразни вещества

Ако вземем 1 mol водород H 2 (2 g), 1 mol кислород O 2 (32 g), 1 mol озон O 3 (48 g), 1 mol въглероден двуокис CO 2 (44 g) и дори 1 mol водна пара H 2 O (18 g) при същите условия, например нормални (в химията е обичайно да се наричат ​​нормални условия (n.a.) температура от 0 ° C и налягане от 760 mm Hg. Art. , или 101,3 kPa), се оказва, че 1 мол от който и да е от газовете ще заема същия обем, равен на 22,4 литра, и ще съдържа същия брой молекули - 6 × 10 23.

И ако вземем 44,8 литра газ, тогава колко от неговото вещество ще бъде поето? Разбира се, 2 mol, тъй като даденият обем е два пъти моларния обем. Следователно:

където V е обемът на газа. Оттук

Моларен обем е физическо количество, равно на съотношението на обема на веществото към количеството на веществото.

Моларният обем на газообразните вещества се изразява в l/mol. Vm - 22,4 l/mol. Обемът на един киломол се нарича киломолар и се измерва в m 3 / kmol (Vm = 22,4 m 3 / kmol). Съответно, милимоларният обем е 22,4 ml/mmol.

Задача 1. Намерете масата на 33,6 m 3 амоняк NH 3 (n.a.).

Задача 2. Намерете масата и обема (n.s.), които имат 18 × 10 20 молекули сероводород H 2 S.

Когато решаваме задачата, нека обърнем внимание на броя на молекулите 18 × 10 20 . Тъй като 10 20 е 1000 пъти по-малко от 10 23 , очевидно изчисленията трябва да се правят с помощта на mmol, ml/mmol и mg/mmol.

Ключови думи и фрази

1. Моларни, милимоларни и киломоларни обеми на газовете.
2. Моларният обем на газовете (при нормални условия) е 22,4 l / mol.
3. Нормални условия.

Работа с компютър

1. Вижте електронното приложение. Проучете материала от урока и изпълнете предложените задачи.
2. Потърсете в интернет имейл адреси, които могат да служат като допълнителни източници, които разкриват съдържанието на ключовите думи и фрази на параграфа. Предложете на учителя своята помощ при подготовката на нов урок - направете доклад за ключовите думи и фрази от следващия параграф.

Въпроси и задачи

1. Намерете масата и броя на молекулите при n. г. за: а) 11,2 литра кислород; b) 5,6 m3 азот; в) 22,4 ml хлор.
2. Намерете обема, който при n. г. ще отнеме: а) 3 g водород; б) 96 kg озон; в) 12 × 10 20 азотни молекули.
3. Намерете плътностите (масата на 1 литър) на аргон, хлор, кислород и озон при n. г. Колко молекули от всяко вещество ще се съдържат в 1 литър при същите условия?
4. Изчислете масата на 5 l (н.д.): а) кислород; б) озон; в) въглероден диоксид CO2.
5. Посочете кое е по-тежко: а) 5 литра серен диоксид (SO 2) или 5 литра въглероден диоксид (CO 2); б) 2 литра въглероден диоксид (CO 2) или 3 литра въглероден оксид (CO).

Имена на киселинисе образуват от руското име на централния киселинен атом с добавяне на наставки и окончания. Ако степента на окисление на централния атом на киселината съответства на номера на групата на периодичната система, тогава името се формира с помощта на най-простото прилагателно от името на елемента: H 2 SO 4 - сярна киселина, HMnO 4 - манганова киселина. Ако киселинообразуващите елементи имат две степени на окисление, тогава междинното състояние на окисление се обозначава с наставката -ist-: H 2 SO 3 - сярна киселина, HNO 2 - азотиста киселина. За имената на халогенни киселини с много степени на окисление се използват различни суфикси: типични примери - HClO 4 - хлор н та киселина, HClO 3 - хлор новат та киселина, HClO 2 - хлор ист киселина, HClO - хлор новаторски киселина (аноксичната киселина HCl се нарича солна киселина - обикновено солна киселина). Киселините могат да се различават по броя на водните молекули, които хидратират оксида. съдържащи киселини най-голям бройводородните атоми се наричат ​​ортокиселини: H 4 SiO 4 - ортосилициева киселина, H 3 PO 4 - фосфорна киселина. Киселини, съдържащи 1 или 2 водородни атома, се наричат ​​метакиселини: H 2 SiO 3 - метасилициева киселина, HPO 3 - метафосфорна киселина. Нар. киселини, съдържащи два централни атома ди киселини: H 2 S 2 O 7 - дисулфурна киселина, H 4 P 2 O 7 - дифосфорна киселина.

Имената на сложните съединения се образуват по същия начин като имена на сол, но комплексният катион или анион получава систематично име, т.е. чете се отдясно наляво: K 3 - калиев хексафлуороферат (III), SO 4 - тетраамин меден (II) сулфат.

Имена на оксидисе образуват с помощта на думата "оксид" и родителния падеж на руското име на централния оксиден атом, като се посочва, ако е необходимо, степента на окисление на елемента: Al 2 O 3 - алуминиев оксид, Fe 2 O 3 - железен оксид (III).

Базови именасе образуват с помощта на думата "хидроксид" и родителния падеж на руското име на централния хидроксиден атом, като се посочва, ако е необходимо, степента на окисление на елемента: Al (OH) 3 - алуминиев хидроксид, Fe (OH) 3 - железен (III) хидроксид.

Имена на съединения с водородсе образуват в зависимост от киселинно-алкалните свойства на тези съединения. За газообразни киселинообразуващи съединения с водород се използват наименованията: H 2 S - сулфан (сероводород), H 2 Se - селан (селеноводород), HI - йодоводород; техните разтвори във вода се наричат ​​съответно хидросулфидни, хидроселенови и йодоводородни киселини. За някои съединения с водород се използват специални имена: NH 3 - амоняк, N 2 H 4 - хидразин, PH 3 - фосфин. Съединенията с водород със степен на окисление –1 се наричат ​​хидриди: NaH е натриев хидрид, CaH 2 е калциев хидрид.

Имена на солисе образуват от латинското наименование на централния атом на киселинния остатък с добавяне на префикси и наставки. Имената на бинарни (двуелементни) соли се образуват с помощта на наставката - документ за самоличност: NaCl - натриев хлорид, Na 2 S - натриев сулфид. Ако централният атом на киселинен остатък, съдържащ кислород, има две положителни степени на окисление, тогава най-висока степенокислението се обозначава с наставката - при: Na 2 SO 4 - сулф при натрий, KNO 3 - нитр при калий и най-ниската степен на окисление - наставката - то: Na 2 SO 3 - сулф то натрий, KNO 2 - нитр то калий. За наименованието на кислородсъдържащи соли на халогени се използват префикси и наставки: KClO 4 - платно хлор при калий, Mg (ClO 3) 2 - хлор при магнезий, KClO 2 - хлор то калий, KClO - хипо хлор то калий.

Ковалентно насищанесВръзкана нея- се проявява във факта, че в съединенията на s- и p-елементи няма несдвоени електрони, т.е. всички несдвоени електрони на атоми образуват свързващи електронни двойки (изключения са NO, NO 2, ClO 2 и ClO 3).

Несподелените електронни двойки (LEP) са електрони, които заемат атомни орбитали по двойки. Наличието на NEP определя способността на анионите или молекулите да образуват донорно-акцепторни връзки като донори на електронни двойки.

Несдвоени електрони - електрони на атом, съдържащи се един по един в орбитала. За s- и p-елементите броят на несдвоените електрони определя колко свързващи електронни двойки даден атом може да образува с други атоми чрез обменния механизъм. Методът на валентната връзка предполага, че броят на несдвоените електрони може да бъде увеличен чрез несподелени електронни двойки, ако има свободни орбитали в рамките на валентното електронно ниво. В повечето съединения на s- и p-елементи няма несдвоени електрони, тъй като всички несдвоени електрони на атомите образуват връзки. Съществуват обаче молекули с несдвоени електрони, например NO, NO 2 , те са силно реактивни и са склонни да образуват димери от типа N 2 O 4 поради несдвоени електрони.

Нормална концентрация -е броят на бенките еквиваленти в 1 литър разтвор.

Нормални условия -температура 273K (0 o C), налягане 101,3 kPa (1 atm).

Обменни и донорно-акцепторни механизми на образуване на химична връзка. образование ковалентни връзкимежду атомите може да се случи по два начина. Ако образуването на свързваща електронна двойка се дължи на несдвоените електрони на двата свързани атома, тогава този метод на образуване на свързваща електронна двойка се нарича обменен механизъм - атомите обменят електрони, освен това свързващите електрони принадлежат и на двата свързани атома . Ако свързващата електронна двойка се формира поради несподелена електронна двойка на един атом и свободната орбитала на друг атом, тогава такова образуване на свързваща електронна двойка е донорно-акцепторен механизъм (виж Фиг. метод на валентната връзка).

Обратими йонни реакции -това са реакции, при които се образуват продукти, способни да образуват изходни вещества (ако имаме предвид написаното уравнение, тогава за обратимите реакции можем да кажем, че те могат да протичат и в двете посоки с образуването на слаби електролити или слабо разтворими съединения) . Обратимите йонни реакции често се характеризират с непълно превръщане; тъй като по време на обратима йонна реакция се образуват молекули или йони, които предизвикват изместване към първоначалните реакционни продукти, т.е. "забавят" реакцията, така да се каже. Обратимите йонни реакции се описват със знака ⇄, а необратимите реакции се описват със знака →. Пример за обратима йонна реакция е реакцията H 2 S + Fe 2+ ⇄ FeS + 2H +, а пример за необратима е S 2- + Fe 2+ → FeS.

Окислители – вещества, в които по време на окислително-възстановителни реакции степента на окисление на някои елементи намалява.

Редокс дуалност -способността на веществата да действат редокс реакции като окислител или редуциращ агент, в зависимост от партньора (например H 2 O 2, NaNO 2).

Редокс реакции(OVR) -Това са химични реакции, по време на които се променя степента на окисление на елементите на реагентите.

Редокс потенциал -стойност, която характеризира редокс способността (силата) както на окислителя, така и на редуциращия агент, които образуват съответната полуреакция. По този начин редокс потенциалът на двойката Cl 2 /Cl -, равен на 1,36 V, характеризира молекулния хлор като окислител и хлоридния йон като редуциращ агент.

Оксиди -съединения на елементи с кислород, в които кислородът има степен на окисление -2.

Ориентационни взаимодействия– междумолекулни взаимодействия на полярни молекули.

осмоза -явлението на прехвърляне на молекули на разтворителя върху полупропусклива (само пропусклива за разтворителя) мембрана към по-ниска концентрация на разтворителя.

Осмотичното налягане -физикохимично свойство на разтворите, което се дължи на способността на мембраните да пропускат само молекули на разтворителя. Осмотичното налягане от страната на по-слабо концентрирания разтвор изравнява скоростите на проникване на молекулите на разтворителя от двете страни на мембраната. Осмотичното налягане на разтвор е равно на налягането на газ, в който концентрацията на молекулите е същата като концентрацията на частиците в разтвора.

Основи според Арениус -вещества, които в процеса на електролитна дисоциация отделят хидроксидни йони.

Основи според Бронстед -съединения (молекули или йони като S 2-, HS -), които могат да свързват водородни йони.

Основи според Луис (бази на Луис) – съединения (молекули или йони) с несподелени електронни двойки, способни да образуват донорно-акцепторни връзки. Най-често срещаната база на Луис са водни молекули, които имат силни донорни свойства.

За да се знае съставът на всяко газообразно вещество, е необходимо да можете да работите с такива понятия като моларен обем, моларна маса и плътност на веществото. В тази статия ще разгледаме какво е моларен обем и как да го изчислим?

Количество вещество

Количествените изчисления се извършват, за да се извърши действително определен процес или да се установи съставът и структурата на определено вещество. Тези изчисления са неудобни за извършване с абсолютните стойности на масите на атомите или молекулите поради факта, че те са много малки. роднина атомни масисъщо в повечето случаи е невъзможно да се използва, тъй като те не са свързани с общоприети мерки за маса или обем на вещество. Поради това е въведено понятието количество вещество, което се обозначава с гръцката буква v (nu) или n. Количеството на веществото е пропорционално на броя на структурните единици (молекули, атомни частици), съдържащи се в веществото.

Единицата за количество на веществото е молът.

Един мол е количеството вещество, което съдържа толкова структурни единици, колкото има атоми в 12 g въглероден изотоп.

Масата на 1 атом е 12 а. e. m., така че броят на атомите в 12 g от въглеродния изотоп е:

Na \u003d 12g / 12 * 1,66057 * 10 на степен -24g \u003d 6,0221 * 10 на степен 23

Физическата величина Na се нарича константа на Авогадро. Един мол от всяко вещество съдържа 6,02 * 10 на степен 23 частици.

Ориз. 1. Закон на Авогадро.

Моларен обем газ

Моларният обем на газ е съотношението на обема на дадено вещество към количеството на това вещество. Тази стойност се изчислява чрез разделяне на моларната маса на веществото на неговата плътност съгласно следната формула:

където Vm е моларният обем, M е моларната маса и p е плътността на веществото.

Ориз. 2. Формула за моларен обем.

IN международна система Si измерване на моларния обем на газообразните вещества се извършва в кубични метри на mol (m 3 / mol)

Моларният обем на газообразните вещества се различава от веществата в течно и твърдо състояние по това, че газообразен елемент от 1 мол винаги заема същия обем (ако се наблюдават едни и същи параметри).

Обемът на газа зависи от температурата и налягането, така че изчислението трябва да вземе обема на газа при нормални условия. За нормални условия се считат температура от 0 градуса и налягане от 101,325 kPa. Моларният обем на 1 mol газ при нормални условия винаги е един и същ и е равен на 22,41 dm 3 / mol. Този обем се нарича моларен обем на идеален газ. Тоест, в 1 мол от всеки газ (кислород, водород, въздух), обемът е 22,41 dm 3 / m.

Ориз. 3. Моларен обем газ при нормални условия.

Таблица "моларен обем на газовете"

Следната таблица показва обема на някои газове:

Какво научихме?

Моларният обем на газа, изучаван по химия (8 клас), заедно с моларната маса и плътността са необходимите количества за определяне състава на един или друг химически. Характеристика на моларния газ е, че един мол газ винаги съдържа същия обем. Този обем се нарича моларен обем на газа.

Тематическа викторина

Доклад за оценка

Среден рейтинг: 4.3. Общо получени оценки: 182.

Една от основните единици в Международната система единици (SI) е единицата за количество на веществото е молът.

къртица – това е такова количество вещество, което съдържа толкова структурни единици на дадено вещество (молекули, атоми, йони и т.н.), колкото въглеродни атоми има в 0,012 kg (12 g) въглероден изотоп 12 СЪС .

Като се има предвид, че стойността на абсолютната атомна маса за въглерода е м(° С) \u003d 1,99 10  26 kg, можете да изчислите броя на въглеродните атоми н Асъдържащи се в 0,012 kg въглерод.

Един мол от всяко вещество съдържа същия брой частици от това вещество (структурни единици). Броят на структурните единици, съдържащи се в вещество с количество от един мол, е 6,02 10 23 и се обади Числото на Авогадро (н А ).

Например, един мол мед съдържа 6,02 10 23 медни атома (Cu), а един мол водород (H 2) съдържа 6,02 10 23 водородни молекули.

моларна маса(М) е масата на вещество, взето в количество от 1 mol.

Моларната маса се обозначава с буквата М и има единицата [g/mol]. Във физиката се използва измерението [kg/kmol].

В общия случай числената стойност на моларната маса на веществото числено съвпада със стойността на неговата относителна молекулна (относителна атомна) маса.

Например относителното молекулно тегло на водата е:

Mr (H 2 O) \u003d 2Ar (H) + Ar (O) \u003d 2 ∙ 1 + 16 \u003d 18 a.m.u.

Моларната маса на водата има същата стойност, но се изразява в g/mol:

M (H 2 O) = 18 g/mol.

Така един мол вода, съдържащ 6,02 10 23 водни молекули (съответно 2 6,02 10 23 водородни атома и 6,02 10 23 кислородни атома), има маса 18 грама. 1 мол вода съдържа 2 мола водородни атоми и 1 мол кислородни атоми.

1.3.4. Връзката между масата на веществото и неговото количество

Познавайки масата на веществото и неговата химична формула, а оттам и стойността на неговата моларна маса, може да се определи количеството на веществото и, обратно, знаейки количеството на веществото, може да се определи неговата маса. За такива изчисления трябва да използвате формулите:

където ν е количеството вещество, [mol]; ме масата на веществото, [g] или [kg]; M е моларната маса на веществото, [g/mol] или [kg/kmol].

Например, за да намерим масата на натриев сулфат (Na 2 SO 4) в количество от 5 mol, намираме:

1) стойността на относителното молекулно тегло на Na 2 SO 4, което е сумата от закръглените стойности на относителните атомни маси:

Mr (Na 2 SO 4) \u003d 2Ar (Na) + Ar (S) + 4Ar (O) \u003d 142,

2) стойността на моларната маса на веществото, числено равна на него:

M (Na 2 SO 4) = 142 g/mol,

3) и накрая маса от 5 mol натриев сулфат:

m = ν M = 5 mol 142 g/mol = 710 g

Отговор: 710.

1.3.5. Връзката между обема на веществото и неговото количество

При нормални условия (n.o.), т.е. при натиск Р , равно на 101325 Pa (760 mm Hg), и температура T, равен на 273,15 K (0 С), един мол различни газове и пари заема същия обем, равен на 22.4 л.

Обемът, зает от 1 мол газ или пара при н.о., се нарича моларен обемгаз и има размер на литър на мол.

V mol \u003d 22,4 l / mol.

Познавайки количеството газообразно вещество (ν ) И моларна обемна стойност (V mol) можете да изчислите неговия обем (V) при нормални условия:

V = ν V mol,

където ν е количеството вещество [mol]; V е обемът на газообразното вещество [l]; V mol \u003d 22,4 l / mol.

Обратно, знаейки обема ( V) на газообразно вещество при нормални условия, можете да изчислите неговото количество (ν) :

От разпоредбите, че един мол от всяко вещество съдържа брой частици от това вещество, равен на числото на Авогадро, и че равни числачастици от различни газове при еднакви физически условия се съдържат в равни обеми от тези газове, следствието е следното:

равни количества от всякакви газообразни вещества при едни и същи физически условия заемат равни обеми

Например, обемът на един мол от всеки газ има (при p, T = const) същата стойност. Следователно уравнението на реакция, която протича с участието на газове, определя не само съотношението на техните количества и маси, но и обемите.

моларният обем на газ (V M) е обемът на газ, който съдържа 1 мол частици от този газ
V M = V / n

Единицата за моларен обем на газа в SI е кубичен метър на mol (m 3 / mol), но по-често те използват субкратни единици - литър (кубичен дециметър) на mol (l / mol, dm 3 / mol) и милилитър (кубичен сантиметър) на mol (cm 3 / mol).
В съответствие с дефиницията на моларния обем на всеки газ, съотношението на неговия обем Vкъм количеството нще бъде същото, при условие че е идеален газ.

При нормални условия (n.o.) - 101,3 kPa, 0 ° C - моларният обем на идеален газ е

V M \u003d 2,241381 10 -2 m 3 / mol ≈ 22,4 l / mol

IN химически изчисленияизползва се закръглена стойност от 22,4 l/mol, тъй като точната стойност се отнася за идеален газ, а повечето реални газове се различават по свойства от него. Реалните газове с много ниска равновесна температура на кондензация (H 2, O 2, N 2) при нормални условия имат обем, почти равен на 22,4 l / mol, а газовете, кондензиращи при високи температури, имат малко по-нисък моларен обем при n. : за CO 2 - 22,26 l / mol, за NH 3 - 22,08 l / mol.

Познавайки обема на определен газ при дадени условия, може да се определи количеството на веществата в този обем и обратно, по количеството вещество в дадена порция газ, може да се намери обемът на тази част:

n = V / V M ; V = V M * n

Моларен обем газ при n.o. - фундаментална физическа константа, която се използва широко в химичните изчисления. Позволява ви да използвате обема на газ вместо неговата маса, което е много полезно в аналитичната химия (базирани на обем газови анализатори), тъй като е по-лесно да се измери обемът на газ, отколкото неговата маса.

Стойността на моларния обем газ при н.о. е коефициентът на пропорционалност между константите на Авогадро и Лошмид:

V M \u003d N A / N L \u003d 6,022 10 23 (mol -1) / 2,24 10 4 (cm 3 / mol) = 2,69 10 19 (cm -3)

Използвайки стойностите на моларния обем и моларната маса на газ, може да се определи плътността на газа:

ρ = M / V M

При изчисления, основани на закона за еквивалентите за газообразни вещества (реагенти, продукти), вместо еквивалентна маса е по-удобно да се използва еквивалентен обем, който е съотношението на обема на част от даден газ към еквивалента количество вещество в тази част:

V eq = V / n eq = V / zn = V M / z; (p, T = const)

Единицата за еквивалентен обем е същата като единицата за моларен обем. Стойността на еквивалентния обем на газ е константа за даден газ само в конкретна реакция, тъй като зависи от фактора на еквивалентност f екв.

Моларен обем газ

Обем на газ при нормални условия

Тема 1

УРОК 7

Предмет. Моларен обем на газовете. Изчисляване на обема на газа при нормални условия

Цели на урока: запознаване на учениците с понятието "моларен обем"; разкрива характеристиките на използването на понятието "моларен обем" за газообразни вещества; да научи учениците да използват получените знания за изчисляване на обемите на газовете при нормални условия.

Тип урок: комбиниран.

Форми на работа: разказ на учителя, ръководена практика.

Оборудване: Периодична система химически елементиД. И. Менделеев, карти със задачи, куб с обем 22,4 литра (със страна 28,2 см).

II. Преглед домашна работа, актуализиране на основни знания

Учениците предават домашните си задачи за проверка.

1) Какво е "количество вещество"?

2) Мерна единица за количество вещество.

3) Колко частици се съдържат в 1 mol вещество?

4) Каква е връзката между количеството на веществото и агрегатно състояниев който се намира това вещество?

5) Колко водни молекули се съдържат в 1 мол лед?

6) А в 1 мол течна вода?

7) В 1 мол водна пара?

8) Каква маса ще имат:

III. Учене на нов материал

Създаване и разрешаване на проблемна ситуация Проблемен въпрос. Какъв обем ще отнеме?

Не можем да отговорим веднага на тези въпроси, тъй като обемът на веществото зависи от плътността на веществото. И според формулата V = m / ρ, обемът ще бъде различен. 1 мол пара заема по-голям обем от 1 мол вода или лед.

Тъй като в течните и газообразните вещества разстоянието между водните молекули е различно.

Много учени са изследвали газообразни вещества. Значителен принос за изследването на този въпрос направиха френският химик Жозеф Луи Гей-Люсак и английският физик Робърт Бойл, които формулираха редица физически закони, описващи състоянието на газовете.

От тези модели, знаете ли?

Всички газове са еднакво компресирани, имат еднакъв коефициент на топлинно разширение. Обемите на газовете не зависят от размера на отделните молекули, а от разстоянието между молекулите. Разстоянията между молекулите зависят от скоростта на тяхното движение, енергията и съответно температурата.

Въз основа на тези закони и своите изследвания италианският учен Амедео Авогадро формулира закона:

Еднакви обеми различни газове съдържат еднакъв брой молекули.

При нормални условия газообразните вещества имат молекулярна структура. Газовите молекули са много малки в сравнение с разстоянието между тях. Следователно обемът на газа се определя не от размера на частиците (молекулите), а от разстоянието между тях, което е приблизително еднакво за всеки газ.

А. Авогадро заключава, че ако вземем 1 mol, т.е. 6,02 1023 молекули от всякакви газове, те ще заемат същия обем. Но в същото време този обем се измерва при същите условия, тоест при същата температура и налягане.

Условията, при които се извършват такива изчисления, се наричат ​​нормални условия.

Нормални условия (n.w.):

Т= 273 К или t=0 °С

P = 101,3 kPa или P = 1 atm. = 760 mmHg Изкуство.

Обемът на 1 mol вещество се нарича моларен обем (Vm). За газове при нормални условия е 22,4 l / mol.

Демонстриран обем на куба от 22,4 литра.

Такъв куб съдържа 6,02-1023 молекули от всякакви газове, например кислород, водород, амоняк (NH 3), метан (CH4).

При какви условия?

При температура 0 ° C и налягане 760 mm Hg. Изкуство.

От закона на Авогадро следва, че

където Vm \u003d 22,4 l / mol от всеки газ при n. V.

Така че, знаейки обема на газа, можете да изчислите количеството вещество и обратно.

IV. Формиране на умения и способности

Упражнявайте се с примери

Изчислете какъв обем ще бъде зает от 3 мола кислород при n. V.

Изчислете броя на молекулите въглероден(IV) оксид в обем от 44,8 литра (н.в.).

2) Изчислете броя на молекулите CO 2, като използвате формулите:

N (CO 2) \u003d 2 mol 6,02 1023 молекули / mol \u003d 12,04 1023 молекули.

Отговор: 12.04 1023 молекули.

Изчислете обема на азота, зает от маса 112 g (N.V.).

V (N 2) \u003d 4 mol 22,4 l / mol \u003d 89,6 l.

V. Домашна работа

Разработете съответния параграф от учебника, отговорете на въпросите.

Творческа задача (домашна практика). Самостоятелно решаване на задачи 2, 4, 6 от картата.

Карта със задачи за урок 7

Изчислете какъв обем ще заемат 7 мола азот N 2 (според N.V.).

Изчислете броя на водородните молекули с обем 112 литра.

(Отговор: 30.1 1023 молекули)

Изчислете колко сероводород заема маса от 340 g.

Обем на газ при нормални условия

газови закони. Закон на Авогадро. Моларен обем газ

Френският учен J.L. Гей-Лусак създаде закона обемни отношения:

Например, 1 л хлор се свързва с 1 л водород , образувайки 2 литра хлороводород ; 2 литра серен оксид (IV) свържете се с 1 литър кислород, образувайки 1 литър серен оксид (VI).

Този закон позволи на италианския учен А. Авогадроприемем, че молекулите на простите газове ( водород, кислород, азот, хлор и др. ) се състои от два еднакви атома . Когато водородът се свързва с хлора, техните молекули се разпадат на атоми, а последните образуват молекули на хлороводород. Но тъй като две молекули хлороводород се образуват от една молекула водород и една молекула хлор, обемът на последния трябва да бъде равен на сумата от обемите на първоначалните газове.
По този начин обемните съотношения се обясняват лесно, ако изхождаме от концепцията за двуатомната природа на молекулите на простите газове ( H2, Cl2, O2, N2 и др. )- Това от своя страна служи като доказателство за двуатомния характер на молекулите на тези вещества.
Изследването на свойствата на газовете позволи на А. Авогадро да изрази хипотеза, която по-късно беше потвърдена от експериментални данни и затова стана известна като закон на Авогадро:

От закона на Авогадро следва важно следствие: при същите условия 1 мол от всеки газ заема същия обем.

Този обем може да се изчисли, ако масата е известна 1 л газ. При нормални условия, (n.o.), т.е. температура 273K (O°C) и натиск 101 325 Pa (760 mmHg) , масата на 1 литър водород е 0,09 g, неговата моларна маса е 1,008 2 = 2,016 g / mol. Тогава обемът, зает от 1 мол водород при нормални условия, е равен на 22.4 л

При същите условия масата 1л кислород 1.492гр ; кътник 32g/mol . Тогава обемът на кислорода при (n.s.) също е равен на 22,4 mol.

Моларният обем на газ е съотношението на обема на дадено вещество към количеството на това вещество:

Където V м - моларен обем газ (размер l/mol ); V е обемът на веществото на системата; н е количеството материя в системата. Пример за запис: V м газ (Добре.) \u003d 22,4 l / mol.

Въз основа на закона на Авогадро се определят моларните маси на газообразните вещества. Колкото по-голяма е масата на газовите молекули, толкова по-голяма е масата на същия обем газ. Еднакви обеми газове при еднакви условия съдържат еднакъв брой молекули, а оттам и молове газове. Съотношението на масите на равни обеми газове е равно на съотношението на техните моларни маси:

Където м 1 - маса на определен обем от първия газ; м 2 - маса на същия обем на втория газ; М 1 И М 2 - моларни маси на първия и втория газ.

Обикновено плътността на газа се определя по отношение на най-лекия газ - водород (обозначаван д H2 ). Моларната маса на водорода е 2g/mol . Следователно получаваме.

Молекулното тегло на дадено вещество в газообразно състояние е равно на удвоената му водородна плътност.

Плътността на газа често се определя спрямо въздуха. (Д б ) . Въпреки че въздухът е смес от газове, те все още говорят за неговата средна моларна маса. То е равно на 29g/mol. В този случай моларната маса се дава от M = 29D б .

Определянето на молекулните тегла показа, че молекулите на простите газове се състоят от два атома (H2, F2, Cl2, O2 N2) , а молекулите на инертните газове - от един атом (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). За благородните газове „молекула“ и „атом“ са еквивалентни.

Законът на Бойл - Мариот: при постоянна температура обемът на дадено количество газ е обратно пропорционален на налягането, под което се намира.Оттук pV = const ,
Където Р - налягане, V - обем газ.

Закон на Гей-Люсак: при постоянно налягане и изменението на обема на газа е правопропорционално на температурата, т.е.
V/T = конст
Където T - температура по скала ДА СЕ (келвин)

Комбинираният газов закон на Бойл-Мариот и Гей-Люсак:
pV/T = конст.
Тази формула обикновено се използва за изчисляване на обема на газ при дадени условия, ако неговият обем е известен при други условия. Ако има преход от нормални условия (или към нормални условия), тогава тази формула е написана по следния начин:
pV/T = p V /T ,
Където Р ,В ,T - налягане, обем на газа и температура при нормални условия ( Р = 101 325 Pa , T = 273 К V \u003d 22,4 l / mol) .

Ако масата и количеството газ са известни, но е необходимо да се изчисли обемът му или обратно, използвайте Уравнение на Менделеев-Клайперон:

Където н - количеството на газовото вещество, mol; м - маса, g; М е моларната маса на газа, g/yol ; Р е универсалната газова константа. R \u003d 8,31 J / (mol * K)

Газови закони