Молярлық көлемді қалай анықтауға болады. Газ тәрізді заттардың молярлық көлемі. Қалыпты жағдайда газ көлемі

Заттың 1 мольінің массасы молярлық масса деп аталады. 1 моль заттың көлемі қалай аталады? Оны молярлық көлем деп те атайтыны анық.

Немен тең молярлық көлемсу? Біз 1 моль суды өлшегенде, біз таразыда 18 г суды өлшемедік - бұл ыңғайсыз. Судың тығыздығы 1 г/мл болатынын білгендіктен өлшеуіш құралдар: цилиндр немесе стакан қолдандық. Демек, судың молярлық көлемі 18 мл/моль. Сұйықтар мен қатты заттар үшін молярлық көлем олардың тығыздығына байланысты болады (52, а-сурет). Газдар үшін тағы бір нәрсе (Cурет 52, б).

Күріш. 52.
Молярлық көлемдер (н.а.):
а - сұйық және қатты заттар; b – газ тәрізді заттар

Егер 1 моль сутегі Н 2 (2 г), 1 моль оттегі O 2 (32 г), 1 моль озон O 3 (48 г), 1 моль алсақ. Көмір қышқыл газы CO 2 (44 г) және тіпті 1 моль су буы H 2 O (18 г) бірдей жағдайларда, мысалы, қалыпты (химияда қалыпты жағдайларды (н.а.) 0 ° C температура деп атаған жөн. қысым 760 мм сын. бап. , немесе 101,3 кПа), кез келген газдың 1 моль бірдей көлемді алып, 22,4 литрге тең және бірдей молекулалар саны - 6 × 10 23 болатыны белгілі болды.

Ал егер 44,8 литр газ алсақ, онда оның қанша заты алынады? Әрине, 2 моль, өйткені берілген көлем молярлық көлемнен екі есе көп. Демек:

мұндағы V – газдың көлемі. Осы жерден

Молярлық көлем – зат көлемінің зат мөлшеріне қатынасына тең физикалық шама.

Газ тәрізді заттардың молярлық көлемі л/мольмен өрнектеледі. Вм - 22,4 л/моль. Бір киломолдың көлемі киломолярлық деп аталады және м 3 / кмольмен өлшенеді (Vm = 22,4 м 3 / кмоль). Сәйкесінше, миллимолярлық көлем 22,4 мл/ммоль.

Тапсырма 1. 33,6 м 3 аммиак NH 3 (n.a.) массасын табыңыз.

2-тапсырма. H 2 S күкіртсутегінің 18 × 10 20 молекуласының массасы мен көлемін (н.с.) табыңыз.

Есепті шығарған кезде молекулалар санына назар аударайық 18 × 10 20 . 10 20 10 23-тен 1000 есе кіші болғандықтан, есептеулерді ммоль, мл/ммоль және мг/ммоль арқылы жүргізу керек екені анық.

Негізгі сөздер мен сөз тіркестері

1. Газдардың молярлық, миллимолярлық және кимолярлық көлемдері.
2. Газдардың молярлық көлемі (қалыпты жағдайда) 22,4 л/моль.
3. Қалыпты жағдайлар.

Компьютермен жұмыс

1. Электрондық өтінімді қараңыз. Сабақтың материалын оқып, ұсынылған тапсырмаларды орындаңыз.
2. Параграфтың кілт сөздері мен сөз тіркестерінің мазмұнын ашатын қосымша көздер ретінде қызмет ете алатын электрондық пошта мекенжайларын Интернеттен іздеңіз. Мұғалімге жаңа сабақты дайындауда өз көмегіңізді ұсыныңыз - келесі абзацтың тірек сөздері мен сөз тіркестері бойынша есеп жасаңыз.

Сұрақтар мен тапсырмалар

1. n нүктедегі молекулалардың массасын және санын табыңыз. ж. үшін: а) 11,2 литр оттегі; б) 5,6 м 3 азот; в) 22,4 мл хлор.
2. n нүктесінде болатын көлемді табыңыз. ж. алады: а) 3 г сутегі; б) 96 кг озон; в) 12 × 10 20 азот молекуласы.
3. Аргонның, хлордың, оттегінің және озонның n-дегі тығыздықтарын (массасы 1 литр) табыңыз. ж. Бірдей жағдайда 1 литрде әр заттың қанша молекуласы болады?
4. 5 л (н.а.) массасын есептеңдер: а) оттегі; б) озон; в) көмірқышқыл газы СО 2.
5. Қайсысының ауыр екенін көрсетіңіз: а) 5 литр күкірт диоксиді (SO 2) немесе 5 литр көмірқышқыл газы (СО 2); б) 2 литр көмірқышқыл газы (СО 2) немесе 3 литр көміртегі тотығы (СО).

Қышқылдардың атауларыорталық қышқыл атомының орысша атауынан жұрнақтар мен жалғаулар қосылып жасалған. Егер қышқылдың орталық атомының тотығу дәрежесі периодтық жүйенің топтық нөміріне сәйкес келсе, онда атау элементтің атынан ең қарапайым сын есім арқылы жасалады: H 2 SO 4 - күкірт қышқылы, HMnO 4 – марганец қышқылы. Қышқыл түзуші элементтерде екі болса тотығу күйлері, онда аралық тотығу дәрежесі -ist- жұрнағы арқылы көрсетіледі: H 2 SO 3 - күкірт қышқылы, HNO 2 - азот қышқылы. Көптеген тотығу дәрежелері бар галоген қышқылдарының атаулары үшін әртүрлі жұрнақтар қолданылады: типтік мысалдар - HClO 4 - хлор n қышқыл, HClO 3 - хлор жаңа ші қышқыл, HClO 2 - хлор ist қышқыл, HClO – хлор жаңашыл қышқыл (аноксид қышқылы HCl тұз қышқылы деп аталады, әдетте тұз қышқылы). Қышқылдар оксидті ылғалдандыратын су молекулаларының саны бойынша әр түрлі болуы мүмкін. қышқылдары бар ең үлкен сансутегі атомдары орто қышқылдар деп аталады: H 4 SiO 4 - ортокремний қышқылы, H 3 PO 4 - фосфор қышқылы. Құрамында 1 немесе 2 сутегі атомы бар қышқылдарды метақышқылдар деп атайды: H 2 SiO 3 – метакремний қышқылы, HPO 3 – метафосфор қышқылы. Құрамында екі орталық атомы бар қышқылдар деп аталады ди қышқылдар: H 2 S 2 O 7 - күкірт қышқылы, H 4 P 2 O 7 - дифосфор қышқылы.

Күрделі қосылыстардың атаулары да солай жасалады тұз атаулары, бірақ комплекс катионына немесе анионына жүйелі атау беріледі, яғни оңнан солға қарай оқылады: K 3 - калий гексафтороферрат (III), SO 4 - тетраамминді мыс (II) сульфаты.

Оксидтердің атаулары«оксид» сөзін және қажет болған жағдайда элементтің тотығу дәрежесін көрсететін орталық оксид атомының орысша атауының тектік регистрін қолдану арқылы жасалады: Al 2 O 3 - алюминий оксиді, Fe 2 O 3 - темір оксиді (III).

Негізгі атауларқажет болған жағдайда элементтің тотығу дәрежесін көрсететін «гидроксид» сөзін және орталық гидроксид атомының орысша атауының тектік регистрін қолдану арқылы жасалады: Al (OH) 3 - алюминий гидроксиді, Fe (OH) 3 - темір (III) гидроксиді.

Сутегі бар қосылыстардың атауларыосы қосылыстардың қышқылдық-негіздік қасиеттеріне байланысты түзіледі. Сутегі бар газ тәрізді қышқыл түзетін қосылыстар үшін атаулар қолданылады: H 2 S - сульфан (күкіртсутек), H 2 Se - селан (сутек селениді), HI - сутегі йоды; олардың судағы ерітінділері сәйкесінше гидросульфидті, гидроселенді және гидроиодты қышқылдар деп аталады. Кейбір сутегі бар қосылыстар үшін арнайы атаулар қолданылады: NH 3 - аммиак, N 2 H 4 - гидразин, PH 3 - фосфин. Тотығу дәрежесі –1 болатын сутегі бар қосылыстар гидридтер деп аталады: NaH – натрий гидриді, CaH 2 – кальций гидриді.

Тұздардың атауларықышқыл қалдығының орталық атомының латын атауынан префикстер мен жұрнақтардың қосылуы арқылы жасалады. Бинарлы (екі элементті) тұздардың атаулары - жұрнағы арқылы жасалады. идентификатор: NaCl - натрий хлориді, Na 2 S - натрий сульфиді. Егер оттегі бар қышқыл қалдығының орталық атомы екі оң тотығу дәрежесіне ие болса, онда ең жоғары дәрежетотығу - жұрнағы арқылы белгіленеді. сағ: Na 2 SO 4 - күкірт сағ натрий, KNO 3 - нитр сағ калий, ал ең төменгі тотығу дәрежесі – жұрнағы – ол: Na 2 SO 3 - күкірт ол натрий, KNO 2 - нитр ол калий. Галогендердің оттегі бар тұздарының атауы үшін префикстер мен жұрнақтар қолданылады: KClO 4 - жолақ хлор сағ калий, Mg (ClO 3) 2 - хлор сағ магний, KClO 2 - хлор ол калий, KClO - гипо хлор ол калий.

Коваленттік қанығусбайланысоған- s- және p-элементтерінің қосылыстарында жұпталмаған электрондардың жоқтығынан көрінеді, яғни атомдардың барлық жұпталмаған электрондары байланыстырушы электрон жұптарын құрайды (ерекшеліктер NO, NO 2, ClO 2 және ClO 3).

Жалғыз электронды жұптар (LEPs) атомдық орбитальдарды жұппен алып жатқан электрондар. NEP-тің болуы аниондардың немесе молекулалардың электрон жұптарының донорлары ретінде донор-акцепторлық байланыстарды құру қабілетін анықтайды.

Жұпталмаған электрондар – орбитальда бірінен соң бірі орналасқан атомның электрондары. s- және p-элементтер үшін жұпталмаған электрондар саны берілген атомның алмасу механизмі арқылы басқа атомдармен қанша байланыс электрон жұбын құра алатынын анықтайды. Валенттік байланыс әдісі, егер валенттік электрондық деңгейде бос орбитальдар болса, жұпталмаған электрондар санын ортақталмаған электрондар жұптары арқылы көбейтуге болады деп болжайды. s- және p-элементтерінің қосылыстарының көпшілігінде жұпталмаған электрондар болмайды, өйткені атомдардың барлық жұпталмаған электрондары байланыс түзеді. Бірақ жұпталмаған электрондары бар молекулалар бар, мысалы, NO, NO 2, олар жоғары реактивті және жұпталмаған электрондардың арқасында N 2 O 4 типті димерлерді түзуге бейім.

Қалыпты концентрация -моль саны болып табылады эквиваленттер 1 литр ерітіндіде.

Қалыпты жағдайлар -температура 273К (0 o C), қысым 101,3 кПа (1 атм).

Химиялық байланыстың түзілуінің алмасу және донор-акцепторлық механизмдері. Білім коваленттік байланыстаратомдар арасында екі жолмен болуы мүмкін. Егер байланыстырушы электрон жұбының түзілуі екі байланысқан атомдардың жұпталмаған электрондарының есебінен жүрсе, онда байланыстырушы электрон жұбының пайда болу әдісі алмасу механизмі деп аталады - атомдар электрондармен алмасады, сонымен қатар байланыс электрондары екі байланысқан атомға да жатады. . Егер байланыстырушы электрон жұбы бір атомның жалғыз электрон жұбы мен басқа атомның бос орбиталының есебінен түзілсе, онда байланыс электрон жұбының мұндай түзілуі донор-акцепторлық механизм болып табылады (суретті қараңыз). валенттік байланыс әдісі).

Қайтымды иондық реакцияларбұл бастапқы заттарды түзуге қабілетті өнімдер түзілетін реакциялар (егер жазбаша теңдеуді есте ұстасақ, қайтымды реакциялар туралы олар әлсіз электролиттер немесе нашар еритін қосылыстардың түзілуімен екі бағытта да жүруі мүмкін деп айтуға болады) . Қайтымды иондық реакциялар көбінесе толық емес конверсиямен сипатталады; өйткені қайтымды иондық реакция кезінде бастапқы реакция өнімдеріне ығысуды тудыратын молекулалар немесе иондар пайда болады, яғни олар реакцияны «баяулатады». Қайтымды иондық реакциялар ⇄ белгісі арқылы, ал қайтымсыз реакциялар → белгісі арқылы сипатталады. Қайтымды иондық реакцияның мысалы ретінде H 2 S + Fe 2+ ⇄ FeS + 2H + реакциясы, ал қайтымсыз реакцияның мысалы ретінде S 2- + Fe 2+ → FeS табылады.

Тотықтырғыштар – тотығу-тотықсыздану реакциялары кезінде кейбір элементтердің тотығу дәрежелері төмендейтін заттар.

Тотығу-тотықсыздану дуализмі -заттардың әрекет ету қабілеті тотығу-тотықсыздану реакциялары серіктеске байланысты тотықтырғыш немесе тотықсыздандырғыш ретінде (мысалы, H 2 O 2, NaNO 2).

Тотығу-тотықсыздану реакциялары(OVR) -Бұл әрекеттесуші заттардың элементтерінің тотығу дәрежелері өзгеретін химиялық реакциялар.

Тотығу-тотықсыздану потенциалы -сәйкес жартылай реакцияны құрайтын тотықтырғыштың да, тотықсыздандырғыштың да тотықсыздандырғыш қабілетін (күштілігін) сипаттайтын шама. Сонымен, Cl 2 /Cl - жұбының тотықсыздандырғыш потенциалы 1,36 В-қа тең, молекулалық хлорды тотықтырғыш ретінде және хлор ионын тотықсыздандырғыш ретінде сипаттайды.

Оксидтер -оттегінің тотығу дәрежесі -2 болатын элементтердің оттегімен қосылыстары.

Бағдарлық өзара әрекеттесулер– полярлы молекулалардың молекулааралық әрекеттесулері.

Осмос -еріткіш молекулаларының жартылай өткізгіш (тек еріткіш-өткізгіш) мембранадағы еріткіштің төменгі концентрациясына қарай ауысу құбылысы.

Осмостық қысым -мембраналардың тек еріткіш молекулаларын өткізу қабілетіне байланысты ерітінділердің физика-химиялық қасиеті. Аз концентрацияланған ерітіндінің жағынан осмостық қысым мембрананың екі жағындағы еріткіш молекулаларының ену жылдамдығын теңестіреді. Ерітіндінің осмостық қысымы молекулаларының концентрациясы ерітіндідегі бөлшектердің концентрациясымен бірдей болатын газдың қысымына тең.

Аррениус бойынша негіздер -электролиттік диссоциация процесінде гидроксид иондарын ыдырататын заттар.

Бронстед бойынша негіздер -сутегі иондарын қоса алатын қосылыстар (молекулалар немесе иондар, мысалы, S 2-, HS -).

Негіздер Льюис бойынша (Льюис негіздері) – донорлық-акцепторлық байланыстарды түзуге қабілетті бөлінбеген электрон жұптары бар қосылыстар (молекулалар немесе иондар). Ең көп таралған Льюис негізі – күшті донорлық қасиеті бар су молекулалары.

Кез келген газ тәрізді заттардың құрамын білу үшін заттың молярлық көлемі, молярлық массасы және тығыздығы сияқты ұғымдармен жұмыс істей білу қажет. Бұл мақалада біз молярлық көлем дегеніміз не және оны қалай есептеу керектігін қарастырамыз?

Заттың мөлшері

Сандық есептеулер белгілі бір процесті нақты жүзеге асыру немесе белгілі бір заттың құрамы мен құрылымын білу мақсатында жүргізіледі. Бұл есептеулерді атомдар немесе молекулалар массаларының абсолютті мәндерімен жасау ыңғайсыз, өйткені олар өте аз. туыс атомдық массаларсонымен қатар көп жағдайда оны қолдану мүмкін емес, өйткені олар заттың массасының немесе көлемінің жалпы қабылданған өлшемдерімен байланысты емес. Сондықтан гректің v (nu) немесе n әрпімен белгіленетін зат мөлшері ұғымы енгізілді. Заттың мөлшері заттың құрамындағы құрылымдық бірліктердің (молекулалар, атомдық бөлшектер) санына пропорционал.

Заттың шама бірлігі - моль.

Моль – 12 г көміртегі изотопында қанша атом болса, сонша құрылымдық бірліктен тұратын заттың мөлшері.

1 атомның массасы 12 а. м., сондықтан 12 г көміртегі изотопындағы атомдар саны:

Na \u003d 12г / 12 * 1,66057 * 10 -24г қуатына \u003d 6,0221 * 10 23 қуатына

Na физикалық шама Авогадро тұрақтысы деп аталады. Кез келген заттың бір мольінде 23 бөлшектің қуатына 6,02*10 болады.

Күріш. 1. Авогадро заңы.

Газдың молярлық көлемі

Газдың молярлық көлемі – бұл зат көлемінің сол заттың мөлшеріне қатынасы. Бұл мән заттың молярлық массасын оның тығыздығына келесі формула бойынша бөлу арқылы есептеледі:

мұндағы Vm – молярлық көлем, M – молярлық масса, р – заттың тығыздығы.

Күріш. 2. Молярлық көлем формуласы.

IN халықаралық жүйеГаз тәрізді заттардың молярлық көлемін Si өлшеу бір мольге текше метрмен (м 3 / моль) жүзеге асырылады.

Газ тәріздес заттардың молярлық көлемінің сұйық және қатты күйдегі заттардан айырмашылығы 1 мольдік газтәрізді элемент әрқашан бірдей көлемді алады (егер бірдей параметрлер байқалса).

Газдың көлемі температура мен қысымға байланысты, сондықтан есептеу қалыпты жағдайда газ көлемін алуы керек. Қалыпты жағдайлар 0 градус температура және 101,325 кПа қысым деп саналады. Қалыпты жағдайда 1 моль газдың молярлық көлемі әрқашан бірдей және 22,41 дм 3 /мольге тең. Бұл көлем идеал газдың молярлық көлемі деп аталады. Яғни, кез келген газдың 1 мольінде (оттегі, сутегі, ауа) көлемі 22,41 дм 3 / м құрайды.

Күріш. 3. Қалыпты жағдайдағы газдың молярлық көлемі.

«Газдардың молярлық көлемі» кестесі

Төмендегі кестеде кейбір газдардың көлемі көрсетілген:

Біз не үйрендік?

Химияда (8-сынып) зерттелетін газдың молярлық көлемі молярлық массасы мен тығыздығымен бірге сол немесе басқаның құрамын анықтауға қажетті шама болып табылады. химиялық. Молярлық газдың ерекшелігі - бір моль газдың әрқашан бірдей көлемде болуы. Бұл көлем газдың молярлық көлемі деп аталады.

Тақырыптық викторина

Есепті бағалау

Орташа рейтинг: 4.3. Алынған жалпы рейтингтер: 182.

Халықаралық бірліктер жүйесіндегі (SI) негізгі бірліктердің бірі болып табылады зат мөлшерінің бірлігі - моль.

моль – бұл 0,012 кг (12 г) көміртегі изотопында көміртек атомдары болса, берілген заттың құрылымдық бірліктерін (молекулалар, атомдар, иондар және т.б.) қамтитын заттың сонша мөлшері. 12 МЕН .

Көміртегі үшін абсолютті атомдық массаның мәні екенін ескерсек м(С) \u003d 1,99 10  26 кг, сіз көміртегі атомдарының санын есептей аласыз Н А 0,012 кг көміртегі бар.

Кез келген заттың мольінде осы заттың бөлшектерінің саны бірдей болады (құрылымдық бірлік). Бір моль мөлшері бар заттың құрамындағы құрылымдық бірліктердің саны 6,02 10 23 және шақырды Авогадро саны (Н А ).

Мысалы, бір моль мыстың құрамында 6,02 10 23 мыс атомы (Cu), ал бір моль сутегі (Н 2) 6,02 10 23 сутегі молекуласынан тұрады.

молярлық масса(М) 1 моль мөлшерінде алынған заттың массасы.

Молярлық масса М әрпімен белгіленеді және [г/моль] бірлігіне ие. Физикада өлшем [кг/кмоль] қолданылады.

Жалпы жағдайда заттың молярлық массасының сандық мәні оның салыстырмалы молекулалық (салыстырмалы атомдық) массасының мәнімен сандық түрде сәйкес келеді.

Мысалы, судың салыстырмалы молекулалық салмағы:

Мистер (H 2 O) \u003d 2Ar (H) + Ar (O) \u003d 2 ∙ 1 + 16 \u003d 18:00.

Судың молярлық массасы бірдей мәнге ие, бірақ г/мольмен өрнектеледі:

M (H 2 O) = 18 г/моль.

Сонымен, 6,02 10 23 су молекуласы (сәйкесінше 2 6,02 10 23 сутегі атомы және 6,02 10 23 оттегі атомы) бар судың бір мольінің массасы 18 грамм. 1 моль суда 2 моль сутегі атомы және 1 моль оттегі атомы бар.

1.3.4. Заттың массасы мен оның мөлшері арасындағы байланыс

Заттың массасын және оның химиялық формуласын, демек, оның молярлық массасының мәнін біле отырып, заттың мөлшерін анықтауға болады, ал керісінше заттың мөлшерін біле отырып, оның массасын анықтауға болады. Мұндай есептеулер үшін формулаларды пайдалану керек:

мұндағы ν – заттың мөлшері, [моль]; мзаттың массасы, [г] немесе [кг]; M – заттың молярлық массасы, [г/моль] немесе [кг/кмоль].

Мысалы, 5 моль көлеміндегі натрий сульфатының (Na 2 SO 4) массасын табу үшін мынаны табамыз:

1) салыстырмалы атомдық массалардың дөңгелектенген мәндерінің қосындысы болып табылатын Na 2 SO 4 салыстырмалы молекулалық массасының мәні:

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

2) сан жағынан оған тең заттың молярлық массасының мәні:

M (Na 2 SO 4) = 142 г/моль,

3) және, ең соңында, 5 моль натрий сульфатының массасы:

m = ν M = 5 моль 142 г/моль = 710 г

Жауабы: 710.

1.3.5. Зат көлемі мен оның мөлшері арасындағы байланыс

Қалыпты жағдайда (н.о.), яғни. қысымда Р , 101325 Па (760 мм Hg) және температураға тең Т, 273,15 К (0 С) тең, әр түрлі газдар мен булардың бір моль бірдей көлемді алады, тең 22,4 л.

N.o-да 1 моль газ немесе бу алатын көлем деп аталады молярлық көлемгаз және бір мольге литрдің өлшеміне ие.

V моль \u003d 22,4 л / моль.

Газ тәрізді заттардың мөлшерін білу (ν ) Және молярлық көлем мәні (V моль) оның көлемін (V) қалыпты жағдайда есептей аласыз:

V = ν V моль,

мұндағы ν – заттың мөлшері [моль]; V – газ тәрізді заттың көлемі [л]; V моль \u003d 22,4 л / моль.

Керісінше, көлемді білу ( В) қалыпты жағдайда газ тәрізді заттың мөлшерін есептей аласыз (ν) :

Кез келген заттың бір мольінде Авогадро санына тең осы заттың бөлшектерінің саны бар деген ережелерден және тең сандарбірдей физикалық жағдайларда әртүрлі газдардың бөлшектері осы газдардың бірдей көлемдерінде болады, нәтижесінде келесідей болады:

Кез келген газ тәріздес заттардың бірдей физикалық жағдайларда бірдей мөлшері бірдей көлемді алады

Мысалы, кез келген газдың бір мольінің көлемі (ат p, T = const) бірдей мән. Демек, газдардың қатысуымен жүретін реакция теңдеуі олардың шамалары мен массаларының қатынасын ғана емес, сонымен бірге көлемдерін де көрсетеді.

газдың молярлық көлемі (V M) - бұл газдың 1 моль бөлшектерінен тұратын газдың көлемі
V M = V / n

SI-дағы газдың молярлық көлемінің бірлігі - моль үшін текше метр (м 3 / моль), бірақ көбінесе олар бір мольге бір литр (текше дециметр) (л / моль, дм 3 / моль) және субкөп бірліктерді пайдаланады. мллилитр (текше сантиметр) бір моль (см 3 / моль).
Кез келген газдың молярлық көлемінің анықтамасына сәйкес оның көлемінің қатынасы Всанға nидеал газ болған жағдайда бірдей болады.

Қалыпты жағдайда (n.o.) - 101,3 кПа, 0 ° C - идеал газдың молярлық көлемі

V M \u003d 2,241381 10 -2 м 3 / моль ≈ 22,4 л / моль

IN химиялық есептеулер 22,4 л/моль дөңгелектенген мән пайдаланылады, өйткені дәл мән идеалды газды білдіреді және көптеген нақты газдар қасиеттері бойынша одан ерекшеленеді. Қалыпты жағдайда өте төмен тепе-теңдік конденсация температурасы бар нақты газдар (H 2, O 2, N 2) шамамен 22,4 л / мольге тең көлемге ие, ал жоғары температурада конденсацияланатын газдар n.-де сәл төмен молярлық көлемде болады. : CO 2 үшін - 22,26 л / моль, NH 3 үшін - 22,08 л / моль.

Берілген шарттардағы белгілі бір газдың көлемін біле отырып, осы көлемдегі заттардың мөлшерін анықтауға болады және керісінше, газдың берілген бөлігіндегі заттың мөлшері бойынша осы бөліктің көлемін табуға болады:

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

Газдың молярлық көлемі n.o. - химиялық есептеулерде кеңінен қолданылатын негізгі физикалық тұрақты. Ол газдың массасының орнына оның көлемін пайдалануға мүмкіндік береді, бұл аналитикалық химияда (көлемдік газ анализаторларында) өте пайдалы, өйткені оның массасына қарағанда газдың көлемін өлшеу оңайырақ.

газдың молярлық көлемінің мәні n.o. Авогадро және Лошмидт тұрақтылары арасындағы пропорционалдық коэффициенті:

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

Газдың молярлық көлемі мен молярлық массасының мәндерін пайдалана отырып, газдың тығыздығын анықтауға болады:

ρ = M / V M

Газ тәрізді заттардың (реагенттер, өнімдер) эквиваленттер заңына негізделген есептеулерде эквивалентті массаның орнына берілген газ бөлігінің көлемінің эквивалентке қатынасы болып табылатын эквивалентті көлемді қолданған ыңғайлы. осы бөліктегі заттың мөлшері:

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

Эквивалентті көлем бірлігі молярлық көлем бірлігімен бірдей. Газдың эквиваленттік көлемінің мәні берілген газдың тек белгілі бір реакциядағы тұрақтысы болып табылады, өйткені ол эквиваленттік коэффициентке тәуелді f теңд.

Газдың молярлық көлемі

Қалыпты жағдайда газ көлемі

Тақырып 1

7-САБАҚ

Тақырып. Газдардың молярлық көлемі. Қалыпты жағдайда газ көлемін есептеу

Сабақтың мақсаты: студенттерді «молярлық көлем» ұғымымен таныстыру; газ тәрізді заттар үшін «молярлық көлем» түсінігін қолдану ерекшеліктерін ашу; оқушыларды қалыпты жағдайда газдардың көлемдерін есептеу үшін алған білімдерін қолдана білуге ​​үйрету.

Сабақтың түрі: аралас.

Жұмыс формалары: мұғалімнің әңгімесі, жетекшілік ететін тәжірибе.

Жабдық: Периодтық жүйе химиялық элементтерД.И.Менделеев, тапсырмалар жазылған карточкалар, көлемі 22,4 литр куб (бүйір жағы 28,2 см).

II. Емтихан үй жұмысы, негізгі білімді жаңарту

Оқушылар үй тапсырмасын тексеруге береді.

1) «Заттың мөлшері» дегеніміз не?

2) Зат мөлшерінің өлшем бірлігі.

3) 1 моль заттың құрамында қанша бөлшек бар?

4) Зат мөлшері мен арасында қандай байланыс бар біріктіру жағдайыбұл зат қай жерде орналасқан?

5) 1 моль мұзда қанша су молекуласы бар?

6) Ал 1 моль сұйық суда?

7) 1 моль су буында?

8) Олардың массасы қандай болады?

III. Жаңа материалды меңгерту

Проблемалық жағдайды құру және шешу Проблемалық мәселе. Ол қандай көлемді алады?

Бұл сұрақтарға бірден жауап бере алмаймыз, өйткені заттың көлемі заттың тығыздығына байланысты. Ал V = m / ρ формуласы бойынша көлем әртүрлі болады. 1 моль бу 1 моль судан немесе мұздан үлкен көлемді алады.

Өйткені сұйық және газ тәрізді заттарда су молекулаларының ара қашықтығы әртүрлі.

Көптеген ғалымдар газ тәрізді заттарды зерттеді. Бұл мәселені зерттеуге француз химигі Джозеф Луи Гей-Люссак пен ағылшын физигі Роберт Бойль газдардың күйін сипаттайтын бірқатар физикалық заңдарды тұжырымдаған елеулі үлес қосты.

Осы үлгілерден сіз білесіз бе?

Барлық газдар бірдей сығылған, жылулық кеңею коэффициенті бірдей. Газдардың көлемі жеке молекулалардың мөлшеріне емес, молекулалар арасындағы қашықтыққа байланысты. Молекулалар арасындағы қашықтық олардың қозғалыс жылдамдығына, энергиясына және сәйкесінше температураға байланысты.

Осы заңдар мен өз зерттеулеріне сүйене отырып, итальяндық ғалым Амедео Авогадро заңды тұжырымдаған:

Әртүрлі газдардың бірдей көлемдегі молекулаларының саны бірдей болады.

Қалыпты жағдайда газ тәрізді заттар болады молекулалық құрылым. Газ молекулалары олардың арасындағы қашықтықпен салыстырғанда өте аз. Демек, газдың көлемі бөлшектердің (молекулалардың) өлшемімен емес, олардың арасындағы қашықтықпен анықталады, бұл кез келген газ үшін шамамен бірдей.

Кез келген газдың 1 моль, яғни 6,02 1023 молекуласын алсақ, олар бірдей көлемді алады деп қорытындылады А.Авогадро. Бірақ сонымен бірге бұл көлем бірдей жағдайларда, яғни бірдей температура мен қысымда өлшенеді.

Мұндай есептеулер жүргізілетін шарттар қалыпты жағдайлар деп аталады.

Қалыпты жағдайлар (n. w.):

Т= 273 К немесе t=0 °С

P = 101,3 кПа немесе P = 1 атм. = 760 мм сын.бағ Өнер.

Заттың 1 моль көлемі молярлық көлем (Vm) деп аталады. Қалыпты жағдайда газдар үшін ол 22,4 л/моль.

Көрсетілген текше көлемі 22,4 литр.

Мұндай кубта кез келген газдың 6,02-1023 молекуласы бар, мысалы, оттегі, сутегі, аммиак (NH 3), метан (CH4).

Қандай жағдайларда?

0 ° C температурада және 760 мм Hg қысымда. Өнер.

Бұл Авогадро заңынан шығады

мұндағы Vm \u003d 22,4 л/моль кез келген газдың n кезінде. В.

Сонымен, газдың көлемін біле отырып, сіз заттың мөлшерін есептей аласыз және керісінше.

IV. Білік пен дағдыны қалыптастыру

Мысалдармен жаттығу

n-де 3 моль оттегі қанша көлемді алатынын есептеңіз. В.

Көлемі 44,8 литр болатын көміртегі (IV) оксидінің молекулаларының санын есептеңдер.

2) Формулалар арқылы C O 2 молекулаларының санын есептеңіз:

N (CO 2) \u003d 2 моль 6,02 1023 молекула / моль \u003d 12,04 1023 молекула.

Жауабы: 12.04 1023 молекула.

Массасы 112 г (Н.В.) алатын азоттың көлемін есептеңдер.

V (N 2) \u003d 4 моль 22,4 л / моль \u003d 89,6 л.

V. Үйге тапсырма

Оқулықтың сәйкес абзацын пысықтау, сұрақтарға жауап беру.

Шығармашылық тапсырма (үй тәжірибесі). Картадан 2, 4, 6 есептерді өз бетінше шешу.

7-сабаққа арналған тапсырма картасы

N 2 7 моль азоттың қанша көлемін алатынын есептеңдер (Н.В. бойынша).

Көлемі 112 л сутегі молекулаларының санын есептеңдер.

(Жауабы: 30,1 1023 молекула)

Күкіртсутегінің 340 г массасы қанша болатынын есептеңіз.

Қалыпты жағдайда газ көлемі

газ заңдары. Авогадро заңы. Газдың молярлық көлемі

Француз ғалымы Ж.Л. Гей-Люссак заң шығарды көлемдік қатынастар:

Мысалы, 1 л хлор -мен байланысады 1 л сутегі , 2 литр хлорсутек түзеді ; 2 литр күкірт оксиді (IV) -мен байланысыңыз 1 литр күкірт оксиді (VI) түзетін 1 литр оттегі.

Бұл заң итальяндық ғалымға мүмкіндік берді А. Авогадроқарапайым газдардың молекулалары ( сутегі, оттегі, азот, хлор және т.б. ) тұрады екі бірдей атом . Сутегі хлормен қосылса, олардың молекулалары атомдарға ыдырайды, ал соңғылары хлорсутек молекулаларын түзеді. Бірақ сутегінің бір молекуласынан және хлордың бір молекуласынан екі хлорсутек молекуласы түзілетіндіктен, соңғысының көлемі бастапқы газдардың көлемдерінің қосындысына тең болуы керек.
Осылайша, егер қарапайым газдар молекулаларының екі атомды табиғаты туралы тұжырымдамадан шығатын болсақ, көлемдік қатынас оңай түсіндіріледі ( H2, Cl2, O2, N2 және т.б. )- Бұл, өз кезегінде, осы заттардың молекулаларының екі атомды табиғатының дәлелі ретінде қызмет етеді.
Газдардың қасиеттерін зерттеу А.Авогадроға гипотезаны білдіруге мүмкіндік берді, ол кейін эксперименттік мәліметтермен расталды, сондықтан Авогадро заңы деп аталды:

Авогадро заңынан маңызды нәрсе шығады салдары: бірдей жағдайларда кез келген газдың 1 моль бірдей көлемді алады.

Бұл көлемді массасы белгілі болған жағдайда есептеуге болады 1 л газ. Қалыпты жағдайда (жоқ) яғни температура 273K (O°C) және қысым 101 325 Па (760 мм рт.ст.) , 1 л сутектің массасы 0,09 г, молярлық массасы 1,008 2 = 2,016 г/моль. Сонда қалыпты жағдайда 1 моль сутегінің алатын көлемі тең болады 22,4 л

Бірдей жағдайларда массасы 1л оттегі 1,492 г ; молярлық 32 г/моль . Сонда (н.с.) оттегінің көлемі де тең болады 22,4 моль.

Газдың молярлық көлемі - бұл зат көлемінің осы заттың мөлшеріне қатынасы:

Қайда В м - газдың молярлық көлемі (өлшемі л/моль ); V – жүйе затының көлемі; n жүйедегі заттың мөлшері. Жазу мысалы: В м газ (Жақсы.) \u003d 22,4 л / моль.

Авогадро заңы негізінде газ тәрізді заттардың молярлық массалары анықталады. Газ молекулаларының массасы неғұрлым көп болса, бірдей көлемдегі газдың массасы соғұрлым көп болады. Бірдей жағдайда бірдей көлемдегі газдар бірдей молекулалар санын, демек, газдардың мольдерін қамтиды. Бірдей көлемдегі газдардың массаларының қатынасы олардың молярлық массаларының қатынасына тең:

Қайда м 1 - бірінші газдың белгілі бір көлемінің массасы; м 2 - екінші газдың бірдей көлемінің массасы; М 1 Және М 2 - бірінші және екінші газдардың молярлық массалары.

Әдетте газдың тығыздығы ең жеңіл газға – сутегіге (белгіленген) қатысты анықталады. D H2 ). Сутектің молярлық массасы 2 г/моль . Сондықтан, аламыз.

Газ күйіндегі заттың молекулалық массасы оның сутегі тығыздығынан екі есе көп.

Газдың тығыздығы көбінесе ауаға қатысты анықталады. (Д Б ) . Ауа газдардың қоспасы болғанымен, олар әлі де оның орташа молярлық массасы туралы айтады. Ол 29 г/мольге тең. Бұл жағдайда молярлық масса арқылы беріледі M = 29D Б .

Молекулалық салмақтарды анықтау қарапайым газдардың молекулалары екі атомнан тұратынын көрсетті (H2, F2, Cl2, O2 N2) , ал инертті газдардың молекулалары – бір атомнан (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). Асыл газдар үшін «молекула» мен «атом» эквивалентті.

Бойль заңы - Мариотта: тұрақты температурада газдың берілген мөлшерінің көлемі оның орналасқан қысымына кері пропорционал болады.Осы жерден pV = const ,
Қайда Р - қысым, В - газ көлемі.

Гей-Люссак заңы: тұрақты қысымда және газ көлемінің өзгеруі температураға тура пропорционал, яғни.
V/T = const
Қайда Т - шкаладағы температура TO (Кельвин)

Бойль-Мариотт пен Гей-Люссактың біріктірілген газ заңы:
pV/T = конст.
Бұл формула әдетте берілген шарттардағы газдың көлемін есептеу үшін қолданылады, егер оның көлемі басқа шарттарда белгілі болса. Егер қалыпты жағдайдан (немесе қалыпты жағдайға) ауысу болса, онда бұл формула жазылады келесідей:
pV/T = p В /Т ,
Қайда Р , В , Т - қалыпты жағдайдағы қысым, газ көлемі және температурасы ( Р = 101 325 Па , Т = 273 К В \u003d 22,4 л/моль) .

Егер газдың массасы мен мөлшері белгілі болса, бірақ оның көлемін есептеу қажет болса немесе керісінше пайдалану керек Менделеев-Клайперон теңдеуі:

Қайда n - газ затының мөлшері, моль; м - массасы, г; М газдың молярлық массасы, г/йол ; Р әмбебап газ тұрақтысы болып табылады. R \u003d 8,31 Дж / (моль * К)

Газ заңдары