Народна Освіта » Хімія » § 23. Закон Авогадро. Молярний об’єм газів

НАРОДНА ОСВІТА

§ 23. Закон Авогадро. Молярний об’єм газів

Опрацювавши параграф, ви:

   дізнаєтеся, як співвідносяться об’єми газів у хімічних реакціях;

   зрозумієте, чому в однакових об’ємах різних газів за однакових умов міститься однакове число молекул;

   усвідомите, який об’єм газу називають молярним;

   начитеся розв’язувати задачі з використанням молярного об’єму газів.

1. Співвідношення об’ємів газів у хімічних реакціях

Розглянемо реакцію між воднем і киснем, яку описує таке хімічне рівняння:

Як видно з рівняння, одна молекула кисню реагує з двома молекулами водню. Але на практиці в реакцію вступають величезні кількості частинок. Припустимо, що реагують 6,02 · IO23 молекул кисню (1 моль). Тоді очевидно, що кількість молекул водню, які вступають у реакцію, у два рази більша: 2 · 6,02 · IO23, тобто 2 моль.

Зробимо висновок: коефіцієнти біля формул речовин у рівнянні реакції відповідають кількостям речовин.

Досліджуючи реакцію водню з киснем, французький учений Ж.Л. Гей-Люссак виявив, що два об’єми водню завжди сполучаються з одним об’ємом КИСНЮ, З'творюючи воду. Вивчивши іще декілька реакцій, Гей-Люссак встановив, що, коли гази реагують між собою, їхні об’єми завжди відносяться один до одного як невеликі цілі числа (мал. 31). Цей закон називають законом об’ємних співвідношень.

2. Закон Авогадро

Знову запишемо рівняння реакції між воднем і киснем:

 

^ MU. ІЬ X IAUJin

Згідно з цим рівнянням, два молі водню реагують з одним молем кисню. Якщо врахувати, що об’єм водню теж у два рази більший за об’єм кисню, то очевидно, що 1 моль будь-якого із цих газів займає однаковий об’єм.

 

Мал. 31. Об’єми газів, що вступають у реакцію та утворюються внаслідок реакції, співвідносяться як цілі числа: а - два об’єми водню (20 л) реагують з одним об’ємом кисню (10 л); б - три об'єми водню (ЗО л) реагують з одним об'ємом азоту (10 л), утворюючи два об’єми амоніаку (20 л)

До цього ж висновку можна прийти на основі закону, який сформулював А. Авогадро і який названий його ім’ям:

IB однакових об’ємах різних газів за однакових умов (темпера-тури і тиску) міститься однакове число молекул.

3. Молярний об’єм газів

Знаючи, що один моль будь-якої речовини містить певне число молекул, можна зробити висновок про те, що всі гази кількістю речовини 1 моль за одних і тих самих умов займають однаковий об’єм (мол. 32). Об’єм 1 моль речовини називають молярним об'ємом.

Значення молярного об’єму газів залежить від температури і тиску. В хімії молярний об’єм газів вимірюють за нормальних умов (скорочено н. у.): за температури 0 °С і атмосферному тиску 101,3 кПа (або 760 мм рт. ст.).

І За нормальних умов молярний об'єм будь-якого газу дорівнює 22,4 л/моль.

Молярний об’єм позначають Vm.

По аналогії з молярною масою визначають молярний об’єм V41 як відношення об’єму V до кількості речовини V:

Знаючи молярний об’єм газу, можна визначити кількість речовини V, що міститься в об’ємі V за нормальних умов:

Газ кількістю v молей займає об’єм:

Для порівняння маси одиниці об’єму різних тіл використовують фізичну величину — густину:

Де: р — густина тіла; т — маса тіла;

V — об’єм тіла.

Для газів справедливим є співвідношення:

Де: р(газу) — густина газу;

M — молярна маса газу;

Vm — молярний об’єм газу.

Із цієї формули можна отримати формулу для обчислення молярної маси газу, якщо відома його густина:

4. Розв’язування задач з використанням молярного об’єму газів

ЗАДАЧА 1. Яку кількість речовини становить водень об’ємом 44,8 л (н. у.)?

ЗАДАЧА 2. Який об’єм за н. у. займає кисень кількістю речовини 0,5 моль?

ЗАДАЧА 3. Обчисліть об’єм 32 г метану CH1 за нормальних умов.

ЗАДАЧА 4. Розрахуйте густину вуглекислого газу за н. у.

ЗАДАЧА 6. Скільки молекул міститься в 448 л (н. у.) амоніаку NH3?

...за кімнатної температури (25 °С) і атмосферного тиску молярний об'єм газів дещо більший: Vyj = 24,4 л/моль.

...молярний об'єм рідких і твердих речовин, на відміну від молярного об'єму газів, практично не залежить від тиску і температури, проте він різний у різних речовин. Наприклад, за звичайних умов один моль води займає: об'єм 18 мл, етанолу — 58 мл, золота — 10 см3 (1 елі3 = 1 мл). Молярний об'єм можна знайти, якщо відома молярна маса M і густина р:

у = JL

м р

...закон Авогадро відіграв дуже важливу роль у розвитку атомно-молекулярного вчення. За його допомогою Авогадро встановив, що молекули газуватих простих речовин ( кисень, азот, водень, хлор) двохатомні. Відомо, наприклад, що під час взаємодії водню і хлору загальний об'єм залишається постійним, отже, число молекул також не змінюється. Якщо припустити, що водень і хлор одноатомні, то в результаті реакції сполучення об'єм повинен був би зменшитись у 2рази:

Оскільки об’єм не змінюється, то це означає, що молекули водню і хлору містять по 2 атоми і реакція відбувається за рівнянням:

Аналогічно були встановлені формули води, амоніак}', вуглекислого газу та інших газоподібних речовин.

— ВИСНОВКИ    і

Об'єми газів, що вступають у реакцію та утворюються внаслідок реакції, співвідносяться як цілі числа (закон об’ємних співвідношень Гей-Люссака).

   В однакових об'ємах газів за однакових температури і тиску міститься однакова кількість молекул (закон Авогадро).

   Об’єм 1 моль речовини називають молярним об’ємом.

   Молярний об’єм газів залежить від температури і тиску. За нормальних умов (температурі 0 °С і тиску 101,3 кПа) молярний об’єм будь-якого газу дорівнює 22,4 л/моль.

   Об’єм газу V, молярний об’єм Vmі кількість речовини v зв'язані формулами:

Початковий рівень

1.    Як співвідносяться об’єми газів у хімічних реакціях?

2.    Сформулюйте закон Авогадро.

3.    Які умови називають нормальними?

4.    Чому дорівнює молярний об’єм газів за нормальних умов?

Середній рівень

5.    Який об’єм займають за нормальних умов: а) 2 моль азоту;

б)    0,5 моль кисню; в) 0,25 моль азоту?

Достатній рівень

6.    Скільки молекул кисню міститься за нормальних умов: а) в 1 м3; б) в 1 кг?

7.    Скільки молекул міститься всередині гумової кулі об’ємом 5,6 л (н. у.), заповненої воднем? Чи зміниться відповідь, якщо в умові задачі водень замінити на: а) азот; б) невідомий газ;

в)    водопровідну воду?

8.    Який об’єм займають за нормальних умов: а) 10 г водню; 10 моль водню?

9.    Де міститься більше молекул амоніаку —у 100 г чи в 100 л (н. у.)?

Високий рівень

10.    У якому об’ємі амоніаку NH3 міститься в 3 рази більше молекул, ніж у 100 літрах метану CH1? Об’єми газів виміряні за однакових умов.

11.    Є два гази, взяті за однакових умов: 10 л метану CH5 і 20 л хлору Cl2. В якому із них міститься більше молекул, а в якому — більше атомів і у скільки разів?

12. * Поясніть, як з допомогою закону Авогадро можна встановити,

що формула води H9O, а не НО.

 

Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Дячук

 

Категорія: Хімія

Автор: admin от 12-09-2016, 22:14, Переглядів: 1902