Вопрос 2

Закон сохранения массы-масса веществ,вступающих в реакцию,равна массе веществ,образующихся в результате реакции. (Благодаря этому закону,открытому М.В.Ломоносовым в 1748-1756г,химия перешла от науки качественной к колличественной.В производстве на этой основе ведутся расчеты материальных балансов.)

Закон сохранения энергии-при любых взаимодействиях,имеющих место в изолированной системе, энергия этой системы остается постоянной и возможны лишь переходы из одного вида энергии в другой.(Это означает,что,если в ходе реакции энергия выделяется или поглощается,то запас энергии в продуктах реакции по сравнению с запасом ее в исходных веществах будет меньше или больше,соответственно.Запас энергии вещ-ва в химии принято называть теплосодержанием,а выделяющуюся или поглощающуюся энергию-теплом.Благодаря закону сохран.энергии существует целая наука,изучающая вместе с другими яылениями тепловые эффекты химич.реакций,называемая химич.термодинамикой.В производстве на основе данного закона ведутся тепловые балансы.)

Закон постоянства состава-любое химически индивидуальное соединение имеет один и тот же количественный состав независимо от способа его получения.(Ж.Пруст,1801-1808г.Это значит,что соотношения между массами элементов,входящих в состав соединения,постоянны.Закон всегда выполняется для газообразных и жидких вещ-в.Для вещ-ва,находящегося в твердом состоянии,строго говоря,закон не справедлив.Это связано с тем,что в кристаллической структуре любого твердого вещ-ва всегда,имеются пустоты,не заполненые атомами,примесные атомы других элементов и другие отклонения от идеальной структуры.)

Закон кратных отношений-если два элемента образуют друг с другом несколько химич. Соединений,то массы одного из элементов,приходящиеся в этих соединениях на одну и ту же массу другого,относятся между собой как небольшие целые числа.(Дж.Дальтон,1808г.Так ,углерод образует с кислородом два соединения.Одно из них-оксид углерода-содержит 42,88%масс углерода и 57,12%масс кислорода.2соединение-диоксид углерода-содержит 27,29%масс углерода и 72,71%масс кислорода.Подсчитаем массу кислорода,соединяющуюся с одним и тем же кол-ом углерода при образовании оксидов.Разделим друг на друга величины,выражающие содержание кислорода и углерода в том и другом оксидах.получим,что на одну единицу массы углерода в диоксиде углерода приходится ровно в 2 раза больше кислорода,чем в оксиде углерода.)

Закон экивалентов: Закон эквивалентов. Закон открыт И.Рихтером в период 1792-1802 гг. Вещества реагируют между собой в отношениях, пропорциональных молярным массам их эквивалентов.

                Эквивалент ^_  это условные частицы вещества в целое число раз меньшие, чем соответствующие им формульные единицы.(Число z_B  называют  эквивалентным числом, z_B<=1. Значение  z_B определяют по химической реакции, в которой участвует данное вещество или по формуле вещества. В зависимости от природы вещества и реакции, в которой это вещество участвует, число эквивалентности может  изменяться. Величина, обратная числу эквивалентности  называется фактором эквивалентности f_B=1/z_B.  Число эквивалентности может быть формально определено по формуле вещества. Для простого вещества число эквивалентности равно абсолютной величине степени окисления, проявляемой одним атомом;  для двойных соединений – абсолютной величине суммы положительных или отрицательных степеней окисления атомов, составляющих соединение; для оснований, кислот и солей ^_ абсолютной величине суммы положительных или отрицательных зарядов ионов, образующих соединение.

                Например:

1.       Число эквивалентности кислорода:

 Кислород проявляет степень окисления (-2), следовательно число эквивалентности атомарного кислорода  (О) z_O=2, а число эквивалентности молекулярного кислорода (О­₂ ) 

2.       Число эквивалентности  оксида азота (IV) – NO₂.

Степень окисления азота составляет (+4), а атома кислорода ^_  (-2). Абсолютная величина суммы положительных или отрицательных степеней окисления составляет число эквивалентности   

3.       Число эквивалентности гидроксида кальция Са(ОН)₂

 Са(ОН)₂  диссоциирует по уравнению

Абсолютная величина суммы зарядов положительного иона кальция (катиона) или двух отрицательных ионов гидроксида (анионов) равна 2. Следовательно 

   Определение числа эквивалентности по формуле носит формальный характер, т.к. не связано с конкретной химической реакцией.  Количество вещества эквивалентов В (символ n_эк(В), единица ^_ моль) ^_ физическая величина, пропорциональная числу эквивалентов вещества В,N_эк(В):                               (1.2)

где N_A ^_  постоянная  Авогадро.

                Например: n_эк(3;Н₃РO₄)= 1.5 моль, n_эк(2;Са²⁺)= 2 ммоль. Цифры 3 и 2 ^_ значения чисел эквивалентности.

                Так как в одной формульной единице вещества В содержится z_B эквивалентов этого вещества, то  справедливо соотношение

                                                   n_эк(В)=z_Вn_B ,                                         (1.3)

где n_B ^_ количество вещества В, моль.

 

                Молярная массы эквивалентов вещества В (символ М_эк(В),  единица ^_ кг/моль  или г/моль) ^_ это отношение массы вещества В (m_B) к количеству вещества эквивалентов В (n_эк(В)):

                                                                              (1.4)

                Молярная масса эквивалентов вещества В всегда в z_B раз меньше молярной массы этого же вещества. Поэтому для вычислений можно использовать также следующую формулу

                                                                                 (1.5)

                Для газообразных веществ используют понятие молярного объема эквивалентов вещества В (символ V_эк(В), единица ^_ л/моль  или дм³/моль).   Эта величина может быть найдена как отношение  молярного объема вещества В (V_B) к числу  эквивалентности вещества В (z_эк(В)):