Вопрос №1.

Стехиометрические законы.

Стехиометрия - раздел химии, в котором рассматриваются массовые или объемные отношения между реагирующими веществами. На основании стехиометрических законов проводят расчеты количества веществ, вступающих в химическую реакцию и образующихся в результате ее протекания, устанавливаются химические формулы на основе данных химического анализа. В химии используются следующие стехиометрические законы: закон сохранения массы, закон постоянства состава вещества, закон эквивалентов, закон кратных отношений.

Закон сохранения массы.

Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции. ∆Е = ∆mс²

Закон постоянства состава.

Всякое химически чистое соединение независимо от способа его получения имеет вполне определенный состав.

Закон кратных отношений.

Если два элемента образуют друг с другом несколько химических соединений, то на одну и ту же массу одного из них приходятся такие массы другого, которые относятся между собой как простые целые числа.

Закон эквивалентов.

Химические элементы соединяются друг с другом в строго определенных количествах, соответствующих их эквивалентам. Под эквивалентом понимают то весовое количество вещества, которое взаимодействует с одной весовой частью водорода или замещают ее или то количество вещества, которое взаимодействует с 8 весовыми частями кислорода. m1/m2= Э1/ Э2

Закон Авогадро.

в равных объемах газов (V) при одинаковых условиях (температуре Т и давлении Р) содержится одинаковое число молекул.

Следствие из закона Авогадро: один моль любого газа при одинаковых условиях занимает одинаковый объем. В частности, при нормальных условиях, т.е. при 0⁰ С (273 К) и 101,3 кПа, объем 1 моля газа, равен 22.4 л. Этот объем называют молярным объемом газа. Закон Авогадро используется в расчетах для газообразных веществ. При пересчете объема газа от нормальных условий к любым иным применяют объединенный газовый закон Бойля-Мариотта и Гей-Люссака: (P*V)/T=P₀*V₀/T₀(где P₀,V₀,T₀ - давление, объем газа и температура при нормальных условиях).

Если известна масса (m) или количество (v) газа и требуется вычислить его объем, или наоборот, используют уравнение Менделеева-Клапейрона: PV=vRT, где v = m/М - отношение массы вещества к его молярной массе, R - универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/(моль·К).

Из закона Авогадро вытекает еще одно важное следствие: отношение масс одинаковых объемов двух газов есть величина постоянная для данных газов. Эта постоянная величина называется относительной плотностью газа и обозначается D. Так как молярные объемы всех газов одинаковы (1-e следствие закона Авогадро), то отношение молярных масс любой пары газов также равна этой постоянной: D=M1/M2 (где М1 и М2 - молярные массы двух газообразных веществ). Величина D определяется экспериментально как отношение масс одинаковых объемов исследуемого газа (М1) и эталонного газа с известной молекулярной массой (М2). По величинам D и М2 можно найти молярную массу исследуемого газа: M1=D*M2.

Закон Гей-Люссака.

Закон объёмных отношений гласит, что объёмы газов, вступающих в химическую реакцию, находятся в простых отношениях друг к другу и к объёмам газообразных продуктов реакции. Другими словами, отношение объёмов, в которых газы участвуют в реакции, соответствует отношению небольших целых чисел. Измеряя при одинаковых условиях объёмы водорода, хлора и хлористого водорода, Гей-Люссак нашёл, что один объём водорода и один объём хлора. соединяясь, дают два объёма хлористого водорода. т. е. отношение объёмов равно1:1:2. Этот закон сыграл важную роль в создании атомно-молекулярной теории. Он послужил толчком для открытия Авогадро закона, с помощью которого Авогадро впервые сделал правильный вывод о составе молекул простых газов (H2, Cl2, N2) и строго разграничил понятия атома и молекулы.

Атомно-молекулярное учение.

1. Все вещества состоят из молекул. Молекула - наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами.

2. Молекулы состоят из атомов. Атом - наименьшая частица химического элемента, сохраняющая все его химические свойства. Различными элементам соответствуют различные атомы.

3. Молекулы и атомы находятся в непрерывном движении; между ними существуют силы притяжения и отталкивания.

Уравнение Клапейрона-Менделеева.

Газы нередко бывают реагентами и продуктами в химических реакциях. Не всегда удается заставить их реагировать между собой при нормальных условиях. Поэтому нужно научиться определять число молей газов в условиях, отличных от нормальных. Для этого используют уравнение состояния идеального газа: РV = nRT

(где n - число молей газа; Р - давление газа (например, в а.т.м); V - объем газа (в литрах); т - температура газа в кельвинах; R - газовая постоянная (0,0821 л^* а.т.м/моль^* К)). Давление дается в мм ртутного столба – перевести его в атмосферы, исходя из соотношения: 1 атм = 760 мм рт. ст. Давление, заданное в паскалях (Па) – перевести в атмосферы, исходя из того, что 101325 Па = 1 атм.