Խնդիրները լուծելուց առաջ դուք պետք է սովորեք գազի ծավալը գտնելու բանաձեւերն ու կանոնները։ Հիշեք Ավոգադրոյի օրենքը. Իսկ գազի ծավալն ինքնին կարելի է հաշվարկել մի քանի բանաձևերի միջոցով՝ դրանցից ընտրելով համապատասխանը։ Ճիշտ բանաձև ընտրելիս. մեծ նշանակությունշրջակա միջավայրի պայմանները, մասնավորապես ջերմաստիճանը և ճնշումը:

Ավոգադրոյի օրենքը

Այն ասում է, որ նույն ճնշման և նույն ջերմաստիճանի դեպքում տարբեր գազերի նույն ծավալները կպարունակեն նույն թվով մոլեկուլներ: Մեկ մոլում պարունակվող գազի մոլեկուլների թիվը Ավոգադրոյի թիվն է։ Այս օրենքից հետևում է, որ՝ 1 Կմոլ (կիլոմոլ) իդեալական գազ և ցանկացած մեկը, նույն ճնշման և ջերմաստիճանի դեպքում (760 մմ Hg և t \u003d 0 * C) միշտ զբաղեցնում է մեկ ծավալ \u003d 22,4136 մ3:

Ինչպես որոշել գազի ծավալը

• Խնդիրներում ամենից հաճախ հանդիպում է V=n*Vm բանաձևը: Այստեղ գազի ծավալը լիտրով V է, Vm-ը գազի մոլային ծավալն է (լ/մոլ), որը նորմալ պայմաններում = 22,4 լ/մոլ, իսկ n-ը նյութի քանակությունն է մոլերով։ Երբ պայմաններում չկա նյութի քանակություն, բայց միևնույն ժամանակ կա նյութի զանգված, ապա գործում ենք հետևյալ կերպ՝ n=m/M. Այստեղ M-ը գ/մոլ է (նյութի մոլային զանգված), իսկ նյութի զանգվածը գրամներով՝ մ է: Պարբերական աղյուսակում յուրաքանչյուր տարրի տակ գրված է որպես իր ատոմային զանգված. Ավելացրե՛ք բոլոր զանգվածները և ստացե՛ք ցանկալիը։
• Այսպիսով, ինչպես հաշվարկել գազի ծավալը: Ահա առաջադրանքը. աղաթթուլուծել 10 գ ալյումին։ Հարց. որքա՞ն ջրածին կարող է արձակվել n-ում: ժամը. Ռեակցիայի հավասարումն ունի հետևյալ տեսքը՝ 2Al + 6HCl (օրինակ) = 2AlCl3 + 3H2: Հենց սկզբում մենք գտնում ենք ալյումին (քանակ), որն արձագանքել է ըստ բանաձևի՝ n(Al)=m(Al)/M(Al): Մենք վերցնում ենք ալյումինի զանգվածը (մոլար) պարբերական աղյուսակից M (Al) \u003d 27 գ / մոլ: Փոխարինող՝ n(Al)=10/27=0.37մոլ. Սկսած քիմիական հավասարումերևում է, որ 2 մոլ ալյումինի լուծարման արդյունքում առաջացել է 3 մոլ ջրածին։ Պետք է հաշվել, թե 0,4 մոլ ալյումինից որքան ջրածին կբացվի՝ n(H2)=3*0,37/2=0,56մոլ։ Փոխարինեք բանաձևի տվյալները և գտեք այս գազի ծավալը: V=n*Vm=0.56*22.4=12.54լ.

Միավորների միջազգային համակարգի (SI) հիմնական միավորներից է նյութի քանակի միավորը մոլն է։

խալ – սա նյութի այնպիսի քանակություն է, որը պարունակում է տվյալ նյութի նույնքան կառուցվածքային միավորներ (մոլեկուլներ, ատոմներ, իոններ և այլն), որքան ածխածնի ատոմներ կան ածխածնի իզոտոպի 0,012 կգ (12 գ) մեջ։ 12 ՀԵՏ .

Հաշվի առնելով, որ ածխածնի բացարձակ ատոմային զանգվածի արժեքը կազմում է մ(C) \u003d 1,99 10  26 կգ, կարող եք հաշվարկել ածխածնի ատոմների քանակը Ն Ապարունակվում է 0,012 կգ ածխածնի մեջ։

Ցանկացած նյութի մոլը պարունակում է այս նյութի նույն քանակությամբ մասնիկներ (կառուցվածքային միավորներ): Մեկ մոլի քանակով նյութում պարունակվող կառուցվածքային միավորների թիվը 6,02 10 է։ 23 և կանչեց Ավոգադրոյի համարը (Ն Ա ).

Օրինակ՝ պղնձի մեկ մոլը պարունակում է 6,02 10 23 պղնձի ատոմ (Cu), իսկ ջրածնի մեկ մոլը (H 2) պարունակում է 6,02 10 23 ջրածնի մոլեկուլ։

մոլային զանգված(Մ) 1 մոլ քանակով վերցված նյութի զանգվածն է։

Մոլային զանգվածը նշվում է M տառով և ունի [գ/մոլ] միավոր։ Ֆիզիկայի մեջ օգտագործվում է [կգ/կմոլ] չափը։

Ընդհանուր դեպքում նյութի մոլային զանգվածի թվային արժեքը թվայինորեն համընկնում է նրա հարաբերական մոլեկուլային (հարաբերական ատոմային) զանգվածի արժեքի հետ։

Օրինակ, ջրի հարաբերական մոլեկուլային քաշը հետևյալն է.

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

Ջրի մոլային զանգվածն ունի նույն արժեքը, բայց արտահայտվում է գ/մոլով.

M (H 2 O) = 18 գ/մոլ.

Այսպիսով, ջրի մոլը, որը պարունակում է 6,02 10 23 ջրի մոլեկուլ (համապատասխանաբար 2 6,02 10 23 ջրածնի ատոմ և 6,02 10 23 թթվածնի ատոմ) ունի 18 գրամ զանգված։ 1 մոլ ջուրը պարունակում է 2 մոլ ջրածնի ատոմ և 1 մոլ թթվածնի ատոմ։

1.3.4. Նյութի զանգվածի և դրա քանակի հարաբերությունը

Իմանալով նյութի զանգվածը և դրա քիմիական բանաձևը, հետևաբար դրա արժեքը մոլային զանգված, կարող եք որոշել նյութի քանակությունը և հակառակը, իմանալով նյութի քանակը՝ կարող եք որոշել դրա զանգվածը։ Նման հաշվարկների համար դուք պետք է օգտագործեք բանաձևերը.

որտեղ ν նյութի քանակն է, [mol]; մնյութի զանգվածն է՝ [g] կամ [kg]; M-ը նյութի մոլային զանգվածն է՝ [g/mol] կամ [kg/kmol]:

Օրինակ, նատրիումի սուլֆատի (Na 2 SO 4) զանգվածը 5 մոլի չափով գտնելու համար մենք գտնում ենք.

1) Na 2 SO 4 հարաբերական մոլեկուլային քաշի արժեքը, որը հարաբերական ատոմային զանգվածների կլորացված արժեքների գումարն է.

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

2) նյութի մոլային զանգվածի արժեքը թվայինորեն հավասար է դրան.

M (Na 2 SO 4) = 142 գ/մոլ,

3) և, վերջապես, 5 մոլ նատրիումի սուլֆատի զանգված.

m = ν Մ = 5 մոլ 142 գ/մոլ = 710 գ

Պատասխան՝ 710։

1.3.5. Նյութի ծավալի և դրա քանակի միջև կապը

Նորմալ պայմաններում (n.o.), այսինքն. ճնշման տակ Ռ , հավասար է 101325 Պա (760 մմ Hg), և ջերմաստիճանը Տ, հավասար է 273,15 Կ (0 С), տարբեր գազերի և գոլորշիների մեկ մոլը զբաղեցնում է նույն ծավալը՝ հավասար. 22,4 լ.

Այն ծավալը, որը զբաղեցնում է 1 մոլ գազը կամ գոլորշին n.o.-ում կոչվում է մոլային ծավալըգազ և ունի մեկ մոլի մեկ լիտր չափ:

V մոլ \u003d 22,4 լ / մոլ:

Իմանալով գազային նյութի քանակությունը (ն ) Եվ մոլային ծավալի արժեքը (V մոլ) Դուք կարող եք հաշվարկել դրա ծավալը (V) նորմալ պայմաններում.

V = ν V մոլ,

որտեղ ν նյութի քանակն է [մոլ]; V-ը գազային նյութի ծավալն է [l]; V մոլ \u003d 22,4 լ / մոլ:

Ընդհակառակը, իմանալով ծավալը ( Վ) գազային նյութի նորմալ պայմաններում կարող եք հաշվարկել դրա քանակը (ν) :

Թթուների անուններըձևավորվում են կենտրոնական թթվային ատոմի ռուսերեն անվանումից՝ վերջածանցների և վերջավորությունների ավելացմամբ։ Եթե ​​թթվի կենտրոնական ատոմի օքսիդացման վիճակը համապատասխանում է Պարբերական համակարգի խմբային թվին, ապա անունը ձևավորվում է տարրի անունից ամենապարզ ածականով. H 2 SO 4 - ծծմբական թթու, HMnO 4 - մանգանաթթու: Եթե ​​թթու առաջացնող տարրերն ունեն երկու օքսիդացման վիճակ, ապա միջանկյալ օքսիդացման վիճակը նշվում է -ist- վերջածանցով՝ H 2 SO 3՝ ծծմբաթթու, HNO 2՝ ազոտային թթու։ Բազմաթիվ օքսիդացման վիճակներով հալոգեն թթուների անվանումների համար օգտագործվում են տարբեր վերջածանցներ. բնորոշ օրինակներ՝ HClO 4 - քլոր n th թթու, HClO 3 - քլոր նովատ th թթու, HClO 2 - քլոր ist թթու, HClO - քլոր նովատիստ թթու (անօքսիկ թթու HCl կոչվում է աղաթթու, սովորաբար աղաթթու): Թթուները կարող են տարբերվել ջրի մոլեկուլների քանակով, որոնք խոնավացնում են օքսիդը: թթուներ պարունակող ամենամեծ թիվըջրածնի ատոմները կոչվում են օրթաթթուներ՝ H 4 SiO 4 - օրթոսիլիկաթթու, H 3 PO 4 - ֆոսֆորաթթու: Ջրածնի 1 կամ 2 ատոմ պարունակող թթուները կոչվում են մետաթթուներ՝ H 2 SiO 3՝ մետասիլիկաթթու, HPO 3՝ մետաֆոսֆորական թթու։ Երկու կենտրոնական ատոմ պարունակող թթուները կոչվում են դի թթուներ՝ H 2 S 2 O 7 - երկծծմբաթթու, H 4 P 2 O 7 - երկֆոսֆորական թթու:

Բարդ միացությունների անվանումները կազմվում են այնպես, ինչպես աղի անուններ, բայց բարդ կատիոնին կամ անիոնին տրվում է համակարգային անվանում, այսինքն՝ այն կարդացվում է աջից ձախ՝ K 3 - կալիումի հեքսաֆտորոֆերատ (III), SO 4 - տետրամմին պղնձի (II) սուլֆատ:

Օքսիդների անվանումներըձևավորվում են օգտագործելով «օքսիդ» բառը և օքսիդի կենտրոնական ատոմի ռուսերեն անվանումը, անհրաժեշտության դեպքում նշելով տարրի օքսիդացման աստիճանը. Al 2 O 3 - ալյումինի օքսիդ, Fe 2 O 3 - երկաթի օքսիդ (III).

Բազային անուններկազմված «հիդրօքսիդ» բառով և սեռականԿենտրոնական հիդրօքսիդի ատոմի ռուսերեն անվանումը, որը անհրաժեշտության դեպքում նշում է տարրի օքսիդացման աստիճանը. Al (OH) 3 - ալյումինի հիդրօքսիդ, Fe (OH) 3 - երկաթի (III) հիդրօքսիդ:

Ջրածնի հետ միացությունների անվանումներըառաջանում են կախված այդ միացությունների թթու-հիմնային հատկություններից։ Ջրածնի հետ գազային թթու առաջացնող միացությունների համար անվանումները օգտագործվում են՝ H 2 S - սուլֆան (ջրածնի սուլֆիդ), H 2 Se - սելան (ջրածնի սելենիդ), HI - ջրածնի յոդ; ջրում դրանց լուծույթները կոչվում են համապատասխանաբար հիդրոսուլֆիդային, հիդրոսելենային և հիդրոդային թթուներ։ Ջրածնի հետ որոշ միացությունների համար օգտագործվում են հատուկ անվանումներ՝ NH 3 - ամոնիակ, N 2 H 4 - հիդրազին, PH 3 - ֆոսֆին: -1 օքսիդացման աստիճան ունեցող ջրածնի միացությունները կոչվում են հիդրիդներ. NaH-ը նատրիումի հիդրիդ է, CaH 2-ը՝ կալցիումի հիդրիդ։

Աղերի անուններըձևավորվում են թթվային մնացորդի կենտրոնական ատոմի լատինական անվանումից՝ նախածանցների և վերջածանցների ավելացմամբ։ Երկուական (երկտարրից բաղկացած) աղերի անվանումները ձևավորվում են վերջածանցով. id NaCl - նատրիումի քլորիդ, Na 2 S - նատրիումի սուլֆիդ: Եթե ​​թթվածին պարունակող թթվային մնացորդի կենտրոնական ատոմն ունի երկու դրական օքսիդացման վիճակ, ապա. բարձրագույն աստիճանօքսիդացումը նշվում է վերջածանցով. ժամը Na 2 SO 4 - ծծմբ ժամը նատրիում, KNO 3 - նիտր ժամը կալիում, իսկ օքսիդացման ամենացածր աստիճանը՝ վերջածանցը՝ այն Na 2 SO 3 - ծծմբ այն նատրիում, KNO 2 - նիտր այն կալիում. Հալոգենների թթվածին պարունակող աղերի անվանման համար օգտագործվում են նախածանցներ և վերջածանցներ՝ KClO 4 - գոտի քլորին ժամը կալիում, Mg (ClO 3) 2 - քլոր ժամը մագնեզիում, KClO 2 - քլոր այն կալիում, KClO - հիպո քլորին այն կալիում.

Հագեցվածության կովալենտսկապնրան- դրսևորվում է նրանով, որ s- և p-տարրերի միացություններում չկան չզույգված էլեկտրոններ, այսինքն՝ ատոմների բոլոր չզույգված էլեկտրոնները կազմում են կապող էլեկտրոնային զույգեր (բացառություն են կազմում NO, NO 2, ClO 2 և ClO 3)։

Միայնակ էլեկտրոնային զույգերը (LEP) էլեկտրոններ են, որոնք զույգերով զբաղեցնում են ատոմային ուղեծրերը։ NEP-ի առկայությունը որոշում է անիոնների կամ մոլեկուլների կարողությունը դոնոր-ընդունիչ կապեր ձևավորելու որպես էլեկտրոնային զույգերի դոնորներ։

Չզույգված էլեկտրոններ - ատոմի էլեկտրոններ, որոնք պարունակվում են մեկ առ մեկ ուղեծրում: s- և p-տարրերի համար չզույգված էլեկտրոնների թիվը որոշում է, թե տվյալ ատոմը փոխանակման մեխանիզմով քանի կապող էլեկտրոնային զույգ կարող է ձևավորել այլ ատոմների հետ: Վալենտային կապի մեթոդը ենթադրում է, որ չզույգված էլեկտրոնների թիվը կարող է ավելացվել չկիսված էլեկտրոնային զույգերով, եթե վալենտային էլեկտրոնային մակարդակում կան դատարկ ուղեծրեր: S- և p-տարրերի միացությունների մեծ մասում չկան չզույգված էլեկտրոններ, քանի որ ատոմների բոլոր չզույգված էլեկտրոնները կապեր են կազմում: Այնուամենայնիվ, գոյություն ունեն չզույգված էլեկտրոններով մոլեկուլներ, օրինակ՝ NO, NO 2, դրանք շատ ռեակտիվ են և հակված են ձևավորել N 2 O 4 տիպի դիմերներ՝ չզույգված էլեկտրոնների պատճառով:

Նորմալ կոնցենտրացիան -խալերի թիվն է համարժեքներ 1 լիտր լուծույթում։

Նորմալ պայմաններ -ջերմաստիճանը 273K (0 o C), ճնշումը 101,3 կՊա (1 ատմ):

Քիմիական կապի ձևավորման փոխանակման և դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմներ. Կրթություն կովալենտային կապերատոմների միջև կարող է առաջանալ երկու ձևով. Եթե ​​կապող էլեկտրոնային զույգի ձևավորումը տեղի է ունենում երկու կապակցված ատոմների չզույգված էլեկտրոնների պատճառով, ապա կապող էլեկտրոնային զույգի ձևավորման այս մեթոդը կոչվում է փոխանակման մեխանիզմ. ատոմները փոխանակում են էլեկտրոնները, ընդ որում՝ կապող էլեկտրոնները պատկանում են երկու կապակցված ատոմներին: . Եթե ​​կապող էլեկտրոնային զույգը ձևավորվում է մեկ ատոմի միայնակ էլեկտրոնային զույգի և մեկ այլ ատոմի դատարկ ուղեծրի պատճառով, ապա կապող էլեկտրոնային զույգի նման ձևավորումը դոնոր-ընդունող մեխանիզմ է (տես Նկ. վալենտային կապի մեթոդ):

Հետադարձելի իոնային ռեակցիաներ -սրանք ռեակցիաներ են, որոնցում ձևավորվում են արտադրանքներ, որոնք ընդունակ են ձևավորել սկզբնական նյութեր (եթե նկատի ունենանք գրավոր հավասարումը, ապա շրջելի ռեակցիաների մասին կարող ենք ասել, որ դրանք կարող են ընթանալ երկու ուղղությամբ՝ թույլ էլեկտրոլիտների կամ վատ լուծվող միացությունների ձևավորմամբ) . Հետադարձելի իոնային ռեակցիաները հաճախ բնութագրվում են թերի փոխակերպմամբ. քանի որ շրջելի իոնային ռեակցիայի ժամանակ ձևավորվում են մոլեկուլներ կամ իոններ, որոնք առաջացնում են տեղաշարժ դեպի սկզբնական ռեակցիայի արտադրանքները, այսինքն՝ նրանք «դանդաղեցնում են» ռեակցիան, ասես,։ Հետադարձելի իոնային ռեակցիաները նկարագրվում են ⇄ նշանով, իսկ անշրջելի ռեակցիաները՝ → նշանով։ Հետադարձելի իոնային ռեակցիայի օրինակ է H 2 S + Fe 2+ ⇄ FeS + 2H + ռեակցիան, իսկ անշրջելիի օրինակ՝ S 2- + Fe 2+ → FeS։

Օքսիդացնողներ – նյութեր, որոնցում ռեդոքսային ռեակցիաների ժամանակ որոշ տարրերի օքսիդացման աստիճանները նվազում են։

Redox երկակիություն -նյութերի գործելու ունակությունը ռեդոքս ռեակցիաներ որպես օքսիդացնող կամ վերականգնող նյութ՝ կախված գործընկերոջից (օրինակ՝ H 2 O 2 , NaNO 2 )։

Redox ռեակցիաներ(OVR) -Սրանք քիմիական ռեակցիաներ են, որոնց ընթացքում փոխվում են ռեակտիվների տարրերի օքսիդացման վիճակները։

Redox ներուժ -արժեք, որը բնութագրում է և՛ օքսիդացնող նյութի, և՛ վերականգնող նյութի ռեդոքսային կարողությունը (ուժը), որոնք կազմում են համապատասխան կես ռեակցիան։ Այսպիսով, Cl 2 /Cl - զույգի ռեդոքս պոտենցիալը, որը հավասար է 1,36 Վ, բնութագրում է մոլեկուլային քլորը որպես օքսիդացնող նյութ, իսկ քլորիդ իոնը որպես վերականգնող նյութ:

Օքսիդներ -թթվածնով տարրերի միացություններ, որոնցում թթվածինն ունի -2 օքսիդացման աստիճան։

Կողմնորոշիչ փոխազդեցություններ- բևեռային մոլեկուլների միջմոլեկուլային փոխազդեցությունները.

Օսմոզ -լուծիչի մոլեկուլների տեղափոխման երևույթը կիսաթափանցելի (միայն լուծիչով թափանցելի) մեմբրանի վրա դեպի լուծիչի ավելի ցածր կոնցենտրացիան։

Օսմոտիկ ճնշում -Լուծույթների ֆիզիկաքիմիական հատկությունը՝ պայմանավորված թաղանթների ունակությամբ՝ անցնելու միայն լուծիչի մոլեկուլները։ Ավելի քիչ խտացված լուծույթի կողմից օսմոտիկ ճնշումը հավասարեցնում է լուծիչի մոլեկուլների ներթափանցման արագությունը մեմբրանի երկու կողմերում: Լուծույթի օսմոտիկ ճնշումը հավասար է գազի ճնշմանը, որում մոլեկուլների կոնցենտրացիան նույնն է, ինչ լուծույթում մասնիկների կոնցենտրացիան:

Հիմնադրամները ըստ Արենիուսի -նյութեր, որոնք էլեկտրոլիտիկ տարանջատման գործընթացում պառակտում են հիդրօքսիդի իոնները։

Հիմնադրամներ ըստ Bronsted -միացություններ (մոլեկուլներ կամ իոններ, ինչպիսիք են S 2-, HS -), որոնք կարող են միացնել ջրածնի իոնները:

Հիմնադրամներ ըստ Լյուիսի (Լյուիսի հիմքեր) – միացություններ (մոլեկուլներ կամ իոններ) չբաշխված էլեկտրոնային զույգերով, որոնք ընդունակ են ձևավորել դոնոր-ընդունիչ կապեր։ Ամենատարածված Լյուիսի հիմքը ջրի մոլեկուլներն են, որոնք ունեն ուժեղ դոնորային հատկություններ:

Այնտեղ, որտեղ m-ը զանգված է, M-ը մոլային զանգված է, V-ը՝ ծավալը:

4. Ավոգադրոյի օրենք.Հիմնադրվել է իտալացի ֆիզիկոս Ավոգադրոյի կողմից 1811 թվականին։ Ցանկացած գազերի նույն ծավալները, որոնք վերցված են նույն ջերմաստիճանում և նույն ճնշումում, պարունակում են նույն թվով մոլեկուլներ:

Այսպիսով, մենք կարող ենք ձևակերպել նյութի քանակի հայեցակարգը. նյութի 1 մոլը պարունակում է մի շարք մասնիկներ, որոնք հավասար են 6,02 * 10 23 (կոչվում է Ավոգադրոյի հաստատուն)

Այս օրենքի հետեւանքն այն է Ցանկացած գազի 1 մոլ նորմալ պայմաններում (P 0 \u003d 101,3 կՊա և T 0 \u003d 298 K) զբաղեցնում է 22,4 լիտրի ծավալ:

5. Բոյլ-Մարիոտի օրենք

Մշտական ​​ջերմաստիճանում գազի տվյալ քանակի ծավալը հակադարձ համեմատական ​​է այն ճնշմանը, որի տակ այն գտնվում է.

6. Գեյ-Լյուսակի օրենքը

Մշտական ​​ճնշման դեպքում գազի ծավալի փոփոխությունն ուղիղ համեմատական ​​է ջերմաստիճանին.

V/T = կոնստ.

7. Գազի ծավալի, ճնշման և ջերմաստիճանի միջև կապը կարող է արտահայտվել Բոյլ-Մարիոտի և Գեյ-Լյուսակի համակցված օրենքը,որն օգտագործվում է գազի ծավալները մի պայմանից մյուսը բերելու համար.

P 0 , V 0 ,T 0 - ծավալային ճնշում և ջերմաստիճան նորմալ պայմաններում՝ P 0 =760 մմ Hg: Արվեստ. կամ 101,3 կՊա; T 0 \u003d 273 K (0 0 C)

8. Մոլեկուլային արժեքի անկախ գնահատում զանգվածները Մ կարելի է անել՝ օգտագործելով այսպես կոչված վիճակի հավասարումներ իդեալական գազի համար կամ Կլապեյրոն-Մենդելեև հավասարումները :

pV=(m/M)*RT=vRT.(1.1)

Որտեղ R -գազի ճնշումը փակ համակարգում, Վ- համակարգի ծավալը, T -գազի զանգված T - բացարձակ ջերմաստիճան, R-ունիվերսալ գազի հաստատուն.

Նշենք, որ հաստատունի արժեքը Ռկարելի է ձեռք բերել՝ փոխարինելով N.C.-ում մեկ մոլ գազը բնութագրող արժեքները (1.1) հավասարման մեջ.

r = (p V) / (T) \u003d (101,325 կՊա 22,4լ) / (1 մոլ 273 Կ) \u003d 8,31 Ջ / մոլ.Կ)

Խնդիրների լուծման օրինակներ

Օրինակ 1Գազի ծավալը նորմալ վիճակի բերելը.

Ի՞նչ ծավալ (n.o.) կզբաղեցնի 0,4×10 -3 մ 3 գազ 50 0 C ջերմաստիճանում և 0,954×10 5 Պա ճնշում։

Լուծում.Գազի ծավալը նորմալ վիճակի բերելու համար օգտագործեք ընդհանուր բանաձևը, որը միավորում է Բոյլ-Մարիոտի և Գեյ-Լյուսակի օրենքները.

pV/T = p 0 V 0 /T 0:

Գազի ծավալը (n.o.) այն է, որտեղ T 0 \u003d 273 K; p 0 \u003d 1,013 × 10 5 Պա; T = 273 + 50 = 323 K;

M 3 \u003d 0,32 × 10 -3 մ 3:

Երբ (n.o.) գազը զբաղեցնում է 0,32×10 -3 մ 3 հավասար ծավալ:

Օրինակ 2Գազի հարաբերական խտության հաշվարկը նրա մոլեկուլային քաշից:

Հաշվե՛ք էթանի C 2 H 6 խտությունը ջրածնից և օդից:

Լուծում.Ավոգադրոյի օրենքից հետևում է, որ մի գազի հարաբերական խտությունը մյուսի նկատմամբ հավասար է մոլեկուլային զանգվածների հարաբերությանը ( Մ հ) այս գազերից, այսինքն. D=M 1 /M 2. Եթե Մ 1С2Н6 = 30, Մ 2 H2 = 2, օդի միջին մոլեկուլային զանգվածը 29 է, ապա էթանի հարաբերական խտությունը ջրածնի նկատմամբ D H2 = 30/2 =15.

Էթանի հարաբերական խտությունը օդում. D օդ= 30/29 = 1.03, այսինքն. էթանը 15 անգամ ծանր է ջրածնից և 1,03 անգամ ավելի ծանր է օդից։

Օրինակ 3Գազերի խառնուրդի միջին մոլեկուլային քաշի որոշում հարաբերական խտությամբ.

Հաշվարկել 80% մեթանից և 20% թթվածնից (ըստ ծավալով) կազմված գազերի խառնուրդի միջին մոլեկուլային զանգվածը՝ օգտագործելով այդ գազերի հարաբերական խտության արժեքները ջրածնի նկատմամբ։

Լուծում.Հաճախ հաշվարկները կատարվում են ըստ խառնման կանոնի, որն այն է, որ երկու բաղադրիչ գազային խառնուրդում գազերի ծավալների հարաբերակցությունը հակադարձ համեմատական ​​է խառնուրդի խտության և այս խառնուրդը կազմող գազերի խտությունների տարբերություններին: . Նշենք գազային խառնուրդի հարաբերական խտությունը ջրածնի նկատմամբ ԴՀ2. այն ավելի մեծ կլինի, քան մեթանի խտությունը, բայց պակաս, քան թթվածնի խտությունը.

80Դ H2 - 640 = 320 - 20 Դ H2; Դ H2 = 9,6:

Գազերի այս խառնուրդի ջրածնի խտությունը 9,6 է։ գազային խառնուրդի միջին մոլեկուլային քաշը Մ H2 = 2 Դ H2 = 9,6×2 = 19,2:

Օրինակ 4Գազի մոլային զանգվածի հաշվարկ.

0,327 × 10 -3 մ 3 գազի զանգվածը 13 0 C ջերմաստիճանում և 1,040 × 10 5 Պա ճնշումը 0,828 × 10 -3 կգ է: Հաշվե՛ք գազի մոլային զանգվածը։

Լուծում.Դուք կարող եք հաշվարկել գազի մոլային զանգվածը՝ օգտագործելով Մենդելեև-Կլապեյրոն հավասարումը.

Որտեղ մգազի զանգվածն է; Մգազի մոլային զանգվածն է; Ռ- մոլային (ունիվերսալ) գազի հաստատուն, որի արժեքը որոշվում է ընդունված չափման միավորներով.

Եթե ​​ճնշումը չափվում է Pa-ով, իսկ ծավալը՝ m 3-ով, ապա Ռ\u003d 8,3144 × 10 3 J / (kmol × K):

3.1. Մթնոլորտային օդի, աշխատանքային տարածքի օդի, ինչպես նաև գազատարներում արդյունաբերական արտանետումների և ածխաջրածինների չափումներ կատարելիս խնդիր է առաջանում չափված օդի ծավալները հասցնել նորմալ (ստանդարտ) պայմանների: Հաճախ գործնականում, օդի որակի չափումներ կատարելիս, չափված կոնցենտրացիաների փոխակերպումը նորմալ պայմանների չի օգտագործվում, ինչը հանգեցնում է անվստահելի արդյունքների:

Ահա մի հատված Ստանդարտից.

«Չափումները բերվում են ստանդարտ պայմանների՝ օգտագործելով հետևյալ բանաձևը.

C 0 \u003d C 1 * P 0 T 1 / R 1 T 0

որտեղ՝ C 0 - արդյունքը, արտահայտված զանգվածի միավորներով մեկ միավոր օդի ծավալով, կգ/խմ: մ, կամ նյութի քանակությունը մեկ միավորի օդի ծավալով, մոլ/խմ. մ, ստանդարտ ջերմաստիճանի և ճնշման պայմաններում;

C 1 - արդյունքը, որը արտահայտված է զանգվածի միավորներով մեկ միավորի օդի ծավալի համար, կգ / խմ: մ, կամ նյութի քանակությունը մեկ միավորի ծավալով

օդ, մոլ/խմ. մ, T 1, K ջերմաստիճանում և P 1, կՊա ճնշման պայմաններում:

Պարզեցված ձևով նորմալ պայմանների բերելու բանաձևն ունի (2) ձևը.

C 1 \u003d C 0 * f, որտեղ f \u003d P 1 T 0 / P 0 T 1

նորմալացման ստանդարտ փոխակերպման գործակից: Օդի և կեղտերի պարամետրերը չափվում են տարբեր ջերմաստիճանների, ճնշման և խոնավության պայմաններում: Արդյունքները հանգեցնում են ստանդարտ պայմանների՝ տարբեր վայրերում և տարբեր կլիմայական պայմաններում օդի որակի չափված պարամետրերը համեմատելու համար:

3.2 Արդյունաբերության նորմալ պայմաններ

Նորմալ պայմանները ստանդարտ ֆիզիկական պայմաններն են, որոնց հետ սովորաբար փոխկապակցված են նյութերի հատկությունները (Ստանդարտ ջերմաստիճան և ճնշում, STP): Նորմալ պայմանները սահմանվում են IUPAC-ի (International Union of Practical and Applied Chemistry) կողմից հետևյալ կերպ.

Ստանդարտ պայմանները (Standard Ambient Temperature and Pressure, SATP) նորմալ միջավայրի ջերմաստիճան և ճնշում են. ճնշում 1 Bar = 10 5 Pa = 750.06 մմ T. St.; ջերմաստիճանը 298,15 K = 25 °C:

Այլ ոլորտներ.

Օդի որակի չափումներ.

Աշխատանքային տարածքի օդում վնասակար նյութերի կոնցենտրացիաների չափումների արդյունքները հանգեցնում են հետևյալ պայմանների՝ 293 K (20°C) ջերմաստիճան և 101,3 կՊա (760 մմ Hg) ճնշում:

Աղտոտող նյութերի արտանետումների աերոդինամիկական պարամետրերը պետք է չափվեն ներկայիս պետական ​​ստանդարտներին համապատասխան: Գործիքային չափումների արդյունքներից ստացված արտանետվող գազերի ծավալները պետք է հասցվեն նորմալ պայմանների (ն.ս.)՝ 0 °C, 101,3 կՊա ..

Ավիացիա.

միջազգային կազմակերպություն քաղաքացիական ավիացիա(ICAO) սահմանում է Միջազգային ստանդարտ մթնոլորտը (ISA) ծովի մակարդակում 15°C ջերմաստիճանով, 101325 Պա մթնոլորտային ճնշմամբ և 0% հարաբերական խոնավությամբ։ Այս պարամետրերը օգտագործվում են ինքնաթիռների շարժը հաշվարկելիս:

Գազի տնտեսություն.

Գազի արդյունաբերություն Ռուսաստանի Դաշնությունսպառողների հետ բնակավայրերում այն ​​օգտագործում է մթնոլորտային պայմաններ ԳՕՍՏ 2939-63-ի համաձայն. ջերմաստիճանը 20 ° C (293,15 K); ճնշում 760 մմ Hg: Արվեստ. (101325 N/m²); խոնավությունը 0 է: Այսպիսով, գազի մեկ խորանարդ մետրի զանգվածը ԳՕՍՏ 2939-63-ի համաձայն մի փոքր ավելի քիչ է, քան «քիմիական» նորմալ պայմաններում:

Թեստեր

Մեքենաների, գործիքների և այլ տեխնիկական արտադրանքի փորձարկման համար արտադրանքի փորձարկման ժամանակ կլիմայական գործոնների նորմալ արժեքներ են ընդունվում հետևյալը (նորմալ կլիմայական փորձարկման պայմաններ).

Ջերմաստիճանը - գումարած 25°±10°С; Հարաբերական խոնավությունը՝ 45-80%

Մթնոլորտային ճնշում 84-106 կՊա (630-800 մմ Hg)

Չափիչ գործիքների ստուգում

Ամենատարածված նորմալ ազդող մեծությունների անվանական արժեքները ընտրվում են հետևյալ կերպ.

Ռացիոնալավորում

Օդի որակի ստանդարտներ սահմանելու ուղեցույցները ցույց են տալիս, որ շրջակա օդում MPC-ները տեղադրվում են նորմալ ներքին պայմաններում, այսինքն. 20 C և 760 մմ: rt. Արվեստ.

^ Նյութի մոլային զանգված և մոլային ծավալ: Մոլային զանգվածը նյութի մոլի զանգվածն է։ Այն հաշվարկվում է նյութի զանգվածի և քանակի միջոցով՝ ըստ բանաձևի.

Mv \u003d K · պարոն (1)

Որտեղ՝ K - համաչափության գործակից, հավասար է 1գ/մոլի:

Իրոք, ածխածնի իզոտոպի համար 12 6 С Ar = 12, իսկ ատոմների մոլային զանգվածը (ըստ «մոլ» հասկացության սահմանման) 12 գ / մոլ է: Հետևաբար, երկու զանգվածների թվային արժեքները նույնն են, և, հետևաբար, K = 1: Հետևում է, որ նյութի մոլային զանգվածը՝ արտահայտված գրամներով մեկ մոլում, ունի նույն թվային արժեքը, ինչ նրա հարաբերական մոլեկուլային քաշը(ատոմային) քաշը։Այսպիսով, ատոմային ջրածնի մոլային զանգվածը 1,008 գ/մոլ է, մոլեկուլային ջրածինը` 2,016 գ/մոլ, իսկ մոլեկուլային թթվածինը` 31,999 գ/մոլ:

Ավոգադրոյի օրենքի համաձայն, ցանկացած գազի նույն թվով մոլեկուլները նույն պայմաններում զբաղեցնում են նույն ծավալը։ Մյուս կողմից, ցանկացած նյութի 1 մոլը պարունակում է (ըստ սահմանման) նույն թվով մասնիկներ։ Դրանից բխում է, որ որոշակի ջերմաստիճանի և ճնշման դեպքում գազային վիճակում գտնվող ցանկացած նյութի 1 մոլը նույն ծավալն է զբաղեցնում։

Նյութի զբաղեցրած ծավալի և դրա քանակի հարաբերակցությունը կոչվում է նյութի մոլային ծավալ։ Նորմալ պայմաններում (101,325 կՊա; 273 Կ) ցանկացած գազի մոլային ծավալը կազմում է. 22,4լ/մոլ(ավելի ճիշտ՝ Vn = 22,4 լ/մոլ): Այս պնդումը ճիշտ է այնպիսի գազի համար, երբ նրա մոլեկուլների փոխազդեցության այլ տեսակները միմյանց հետ, բացառությամբ դրանց առաձգական բախման, կարող են անտեսվել։ Նման գազերը կոչվում են իդեալական: Համար ոչ իդեալական գազեր, որը կոչվում է իրական, մոլային ծավալները տարբեր են և որոշակիորեն տարբերվում են ճշգրիտ արժեքից: Այնուամենայնիվ, շատ դեպքերում տարբերությունը ազդում է միայն չորրորդ և հաջորդ նշանակալի թվերի վրա:

Գազի ծավալների չափումները սովորաբար կատարվում են սովորականից տարբեր պայմաններում: Գազի ծավալը նորմալ պայմանների բերելու համար կարող եք օգտագործել հավասարումը, որը միավորում է գազի օրենքները Boyle - Mariotte and Gay - Lussac:

pV / T = p 0 V 0 / T 0

Որտեղ. V-ը գազի ծավալն է p ճնշման և T ջերմաստիճանի դեպքում.

V 0-ը գազի ծավալն է նորմալ ճնշման p 0 (101,325 կՊա) և T 0 (273,15 Կ) ջերմաստիճանում:

Գազերի մոլային զանգվածները կարող են հաշվարկվել նաև իդեալական գազի վիճակի հավասարման միջոցով՝ Կլապեյրոն-Մենդելեևի հավասարումը.

pV = m B RT / M B,

Որտեղ՝ p – գազի ճնշում, Pa;

V-ն դրա ծավալն է, m 3;

M B - նյութի զանգված, g;

M B-ն նրա մոլային զանգվածն է, գ/մոլ;

T-ը բացարձակ ջերմաստիճանն է, K;

R-ն գազի համընդհանուր հաստատուն է, որը հավասար է 8,314 Ջ / (մոլ Կ):

Եթե ​​գազի ծավալը և ճնշումը արտահայտված են այլ միավորներով, ապա Կլապեյրոն-Մենդելեև հավասարման մեջ գազի հաստատունի արժեքը այլ արժեք կստանա։ Այն կարող է հաշվարկվել մեկ մոլ գազի նորմալ պայմաններում նյութի մեկ մոլի գազային վիճակի համակցված օրենքից հետևյալ բանաձևով.

R = (p 0 V 0 / T 0)

Օրինակ 1 Արտահայտեք մոլերով՝ ա) 6,0210 21 CO 2 մոլեկուլ; բ) 1,2010 24 թթվածնի ատոմ; գ) 2,0010 23 ջրի մոլեկուլ. Որքա՞ն է այս նյութերի մոլային զանգվածը:

Լուծում.Խալը նյութի քանակն է, որը պարունակում է ցանկացած տեսակի մասնիկների քանակ, որը հավասար է Ավոգադրոյի հաստատունին: Հետևաբար, ա) 6.0210 21, այսինքն. 0,01 մոլ; բ) 1.2010 24, այսինքն. 2 մոլ; գ) 2.0010 23, այսինքն. 1/3 մոլ. Նյութի մոլի զանգվածն արտահայտվում է կգ/մոլով կամ գ/մոլով։ Նյութի մոլային զանգվածը գրամներով թվայինորեն հավասար է նրա հարաբերական մոլեկուլային (ատոմային) զանգվածին՝ արտահայտված ատոմային զանգվածի միավորներով (a.m.u.)

Քանի որ CO 2 և H 2 O մոլեկուլային կշիռները և թթվածնի ատոմային զանգվածը, համապատասխանաբար, 44 են. 18 և 16 ամու, ապա դրանց մոլային զանգվածներն են՝ ա) 44 գ/մոլ; բ) 18 գ/մոլ; գ) 16գ/մոլ.

Օրինակ 2 Հաշվե՛ք ծծմբաթթվի մոլեկուլի բացարձակ զանգվածը գրամներով։

Լուծում.Ցանկացած նյութի մոլը (տես օրինակ 1) պարունակում է կառուցվածքային միավորների Ավոգադրոյի հաստատուն N A (մեր օրինակում՝ մոլեկուլներ): H 2 SO 4-ի մոլային զանգվածը 98,0 գ/մոլ է։ Ուստի մեկ մոլեկուլի զանգվածը 98/(6,02 10 23) = 1,63 10 -22 գ է։

Մոլային ծավալը- նյութի մեկ մոլի ծավալը, մոլային զանգվածը խտության վրա բաժանելով ստացված արժեքը. Բնութագրում է մոլեկուլների փաթեթավորման խտությունը:

Իմաստը Ն A = 6,022…×10 23Այն կոչվում է Ավոգադրոյի թիվ՝ իտալացի քիմիկոս Ամեդեո Ավոգադրոյի անունով։ Սա ունիվերսալ հաստատուն է ցանկացած նյութի ամենափոքր մասնիկների համար:

Հենց այս թվով մոլեկուլներ են պարունակում 1 մոլ թթվածին O 2, նույնքան ատոմներ՝ 1 մոլ երկաթում (Fe), մոլեկուլներ 1 մոլ ջրի մեջ H 2 O և այլն։

Ավոգադրոյի օրենքի համաձայն՝ 1 մոլ իդեալական գազ ատ նորմալ պայմաններունի նույն ծավալը Վմ\u003d 22,413 996 (39) լ. Նորմալ պայմաններում գազերի մեծ մասը մոտ է իդեալականին, ուստի բոլորը հղում Տեղեկությունմոլային ծավալի մասին քիմիական տարրերվերաբերում է դրանց խտացված փուլերին, եթե այլ բան նշված չէ