Една од основните единици во Меѓународниот систем на единици (SI) е Единица за количина на супстанција е крт.

Крт – тоа е количината на супстанција која содржи исто толку структурни единици на дадена супстанција (молекули, атоми, јони итн.) колку што има јаглеродни атоми содржани во 0,012 kg (12 g) од јаглеродниот изотоп 12 СО .

Имајќи предвид дека вредноста на апсолутната атомска маса за јаглерод е еднаква на м(C) = 1,99 10  26 kg, може да се пресмета бројот на јаглеродни атоми Н А, содржани во 0,012 kg јаглерод.

Крт од која било супстанција содржи ист број на честички од оваа супстанција (структурни единици). Бројот на структурни единици содржани во супстанција со количина од еден мол е 6,02 10 23 и се нарекува Бројот на Авогадро (Н А ).

На пример, еден мол бакар содржи 6,02 10 23 атоми на бакар (Cu), а еден мол водород (H 2) содржи 6,02 10 23 молекули на водород.

Моларна маса(М) е масата на супстанцијата земена во количина од 1 мол.

Моларната маса се означува со буквата М и има димензија [g/mol]. Во физиката ја користат единицата [kg/kmol].

Во општиот случај, нумеричката вредност на моларната маса на супстанцијата нумерички се совпаѓа со вредноста на нејзината релативна молекуларна (релативна атомска) маса.

На пример, релативната молекуларна тежина на водата е:

Мr(Н 2 О) = 2Аr (Н) + Аr (O) = 2∙1 + 16 = 18 часот наутро.

Моларната маса на водата има иста вредност, но се изразува во g/mol:

M (H 2 O) = 18 g/mol.

Така, мол вода што содржи 6,02 10 23 молекули на вода (односно 2 6,02 10 23 атоми на водород и 6,02 10 23 атоми на кислород) има маса од 18 грама. Водата, со количина на супстанција од 1 мол, содржи 2 молови атоми на водород и еден мол атоми на кислород.

1.3.4. Односот помеѓу масата на супстанцијата и нејзината количина

Знаејќи ја масата на супстанцијата и нејзината хемиска формула, а со тоа и вредноста на нејзината моларна маса, можете да ја одредите количината на супстанцијата и, обратно, знаејќи ја количината на супстанцијата, можете да ја одредите нејзината маса. За такви пресметки, треба да ги користите формулите:

каде ν е количината на супстанцијата, [mol]; м– маса на супстанцијата, [g] или [kg]; M – моларна маса на супстанцијата, [g/mol] или [kg/kmol].

На пример, за да се најде масата на натриум сулфат (Na 2 SO 4) во количина од 5 молови, наоѓаме:

1) вредноста на релативната молекуларна маса на Na 2 SO 4, што е збир на заоблените вредности на релативните атомски маси:

Мr(Na 2 SO 4) = 2Аr(Na) + Аr(S) + 4Аr(O) = 142,

2) нумерички еднаква вредност на моларната маса на супстанцијата:

M(Na 2 SO 4) = 142 g/mol,

3) и, конечно, масата од 5 mol натриум сулфат:

m = ν М = 5 mol · 142 g/mol = 710 g.

Одговор: 710.

1.3.5. Односот помеѓу волуменот на супстанцијата и нејзината количина

Во нормални услови (н.с.), т.е. при притисок Р , еднакво на 101325 Pa (760 mm Hg) и температура Т, еднакво на 273,15 K (0 С), еден мол различни гасови и пареи зафаќа ист волумен еднаков на 22,4 l.

Волуменот окупиран од 1 мол гас или пареа на нивото на земјата се нарекува моларен волуменгас и има димензија литар по мол.

V mol = 22,4 l/mol.

Знаејќи ја количината на гасовита супстанција (ν ) И моларна волуменска вредност (V mol) можете да го пресметате неговиот волумен (V) во нормални услови:

V = ν V mol,

каде ν е количината на супстанцијата [mol]; V – волумен на гасовита супстанција [l]; V mol = 22,4 l/mol.

И, обратно, знаејќи ја јачината на звукот ( В) на гасовита супстанција во нормални услови може да се пресмета нејзината количина (ν). :

Целта на лекцијата:го формираат концептот на моларни, милимоларни и киломоларни волумени на гасови и нивните мерни единици.

Цели на лекцијата:

• Образовни– консолидирајте ги претходно изучените формули и пронајдете ја врската помеѓу волуменот и масата, количината на супстанцијата и бројот на молекули, консолидирајте и систематизирајте го знаењето на учениците.
• Развојна– развиваат вештини и способности за решавање проблеми, способности за логично размислување, проширување на хоризонтите на учениците, нивната креативност, способност за работа со дополнителна литература, долгорочна меморија, интерес за предметот.
• Образовни– да се едуцираат поединци со високо ниво на култура, да се создаде потреба од когнитивна активност.

Тип на лекција:Комбинирана лекција.

Опрема и реагенси:Табела „Моларен волумен на гасови“, портрет на Авогадро, чаша, вода, мерни чаши со сулфур, калциум оксид, гликоза со количина на супстанција од 1 мол.

План за лекција:

1. Организациски момент (1 мин.)
2. Тест на знаење во форма на фронтална анкета (10 мин.)
3. Пополнување на табелата (5 мин.)
4. Објаснување на новиот материјал (10 мин.)
5. Консолидација (10 мин.)
6. Сумирање (3 мин.)
7. Домашна работа (1 мин.)

За време на часовите

1. Организациски момент.

2. Фронтален разговор за прашања.

Како се нарекува масата на 1 мол супстанција?

Како да се поврзат моларната маса и количината на супстанцијата?

Кој е бројот на Авогадро?

Како бројот на Авогадро е поврзан со количината на материјата?

Како можеме да ги поврземе масата и бројот на молекулите на супстанцијата?

3. Сега пополнете ја табелата со решавање на проблемите - ова е групна работа.

Формула, супстанции	Тежина, г	Моларна маса, g/mol	Количина на супстанција, мол	Број на молекули	Авогадро број, молекули/мол
ZnO	?	81 g/mol	? крт	18 10 23 молекули	6 10 23
MgS	5,6 g	56 g/mol	? крт	?	6 10 23
BaCl2	?	? g/mol	0,5 мол	3 10 23 молекули	6 10 23

4. Проучување на нов материјал.

„...Ние сакаме не само да знаеме како функционира природата (и како се случуваат природните феномени), туку и, ако е можно, да постигнеме цел, можеби утопистичка и смела по изглед, - да откриеме зошто природата е токму таква. е, а не друг. Во ова научниците наоѓаат најголемо задоволство“.
Алберт Ајнштајн

Значи, нашата цел е да го најдеме највисокото задоволство како вистинските научници.

Како се вика волуменот на 1 мол супстанција?

Од што зависи моларниот волумен?

Колкав ќе биде моларниот волумен на водата ако неговиот M r = 18 и ρ = 1 g/ml?

(Секако 18 ml).

За да го одредите волуменот, ја користевте формулата позната од физиката ρ = m / V (g/ml, g/cm3, kg/m3)

Ајде да го измериме овој волумен со помош на прибор за мерење. Ајде да ги измериме моларните волумени на алкохол, сулфур, железо, шеќер. Тие се различни бидејќи ... различни густини (табела со различни густини).

Што е со гасовите? Излегува дека 1 мол од кој било гас при амбиентални услови. (0°C и 760 mm Hg) зафаќа ист моларен волумен од 22,4 l/mol (прикажано на табелата). Како ќе се вика волуменот од 1 киломол? Киломолари. Тоа е еднакво на 22,4 m 3 / kmol. Милимоларен волумен 22,4 ml/mol.

Од каде овој број?

Тоа произлегува од законот на Авогадро. Заклучок од законот на Авогадро: 1 мол од кој било гас при амбиентални услови. зафаќа волумен од 22,4 l/mol.

Сега ќе слушнеме малку за животот на италијанскиот научник. (извештај за животот на Авогадро)

Сега да ја разгледаме зависноста на вредностите од различни индикатори:

Формула за супстанција	Физичка состојба (на бр.)	Тежина, г	Густина, g/ml	Волумен на делови од 1 мол, l	Количина на супстанција, мол	Врска помеѓу волуменот и количината на супстанцијата
NaCl	Цврсти	58,5	2160	0,027	1	0,027
H2O	Течност	18	1000	0,018	1	0,18
О2	Гас	32	1,43	22,4	1	22,4
H 2	Гас	2	0,09	22,4	1	22,4
CO2	Гас	44	1,96	22,4	1	22,4
SO 2	гас	64	2,86	22,4	1	22,4

Од споредбата на добиените податоци, извлечете заклучок (односот помеѓу волуменот и количината на супстанцијата за сите гасовити супстанции (при стандардни услови) се изразува со иста вредност, која се нарекува моларен волумен.)

Се означува V m и се мери во l/mol, итн. Дозволете ни да изведеме формула за наоѓање на моларниот волумен

Vm = V/v , оттука можете да ја најдете количината на супстанцијата и волуменот на гасот. Сега да се потсетиме на претходно проучуваните формули, дали е можно да се комбинираат? Можете да добиете универзални формули за пресметки.

m/M = V/V m;

V/V m = N/Na

5. Сега да го консолидираме стекнатото знаење со помош на ментална пресметка, така што знаењето преку вештини ќе се применува автоматски, односно ќе се претвори во вештини.

За точниот одговор добивате бод, а според бројот на бодови добивате оценка.

1. Која е формулата за водород?
2. Која е неговата релативна молекуларна тежина?
3. Која е нејзината моларна маса?
4. Колку молекули на водород ќе има во секој случај?
5. Колкав волумен ќе заземаат во нормални услови? 3 g H2?
6. Колку ќе тежат 12 10 23 молекули на водород?
7. Колкав волумен ќе заземаат овие молекули во секој случај?

Сега да ги решиме проблемите во групи.

Задача бр. 1

Примерок: Колкав волумен зафаќа 0,2 mol N 2 на нулта ниво?

1. Колку волумен зафаќа 5 mol O 2 на нивото на земјата?
2. Колкав волумен зафаќаат 2,5 mol H 2 на нивото на земјата?

Задача бр. 2

Примерок: Колкаво количество супстанција содржи водород со волумен од 33,6 литри на нивото на земјата?

Проблеми кои треба да се решаваат самостојно

Решавајте проблеми според дадениот пример:

1. Колкаво количество супстанција содржи кислород со волумен од 0,224 литри при амбиентални услови?
2. Колкаво количество супстанција содржи јаглеродниот диоксид со волумен од 4,48 литри на ниво на земјата?

Задача бр.3

Примерок: Колкав волумен ќе зафатат 56 g гас CO во стандардни услови?

Проблеми кои треба да се решаваат самостојно

Решавајте проблеми според дадениот пример:

1. Колкав волумен ќе заземат 8 g гас O 2 при амбиентални услови?
2. Колкав волумен ќе зафатат 64 g гас SO 2 на нула ниво?

Задача бр.4

Примерок: Кој волумен содржи 3·10 23 молекули на водород H 2 на нула ниво?

Проблеми кои треба да се решаваат самостојно

Решавајте проблеми според дадениот пример:

1. Кој волумен содржи 12,04 · 10 23 молекули на водород CO 2 во стандардни услови?
2. Кој волумен содржи 3,01·10 23 молекули на водород O 2 во стандардни услови?

Концептот за релативната густина на гасовите треба да се даде врз основа на нивното знаење за густината на телото: D = ρ 1 /ρ 2, каде ρ 1 е густината на првиот гас, ρ 2 е густината на втор гас. Ја знаете формулата ρ = m/V. Заменувајќи го m во оваа формула со M, и V со V m, добиваме ρ = M/V m. Тогаш релативната густина може да се изрази со користење на десната страна од последната формула:

D = ρ 1 /ρ 2 = M 1 / M 2.

Заклучок: релативната густина на гасовите е бројка што покажува колку пати моларната маса на еден гас е поголема од моларната маса на друг гас.

На пример, определете ја релативната густина на кислородот во споредба со воздухот и водородот.

6. Сумирајќи.

Решете ги проблемите за консолидирање:

Најдете ја масата (не.с.): а) 6 литри. О 3; б) 14 l. гас H 2 S?

Колкав е волуменот на водородот при амбиентални услови? се формира со интеракција на 0,23 g натриум со вода?

Колкава е моларната маса на гасот ако 1 литар. неговата маса е 3,17 g? (Совет! m = ρ V)

За теоретски материјал, видете ја страницата „Моларен волумен на гас“.

Основни формули и концепти:

Од законот на Авогадро, на пример, произлегува дека под исти услови, 1 литар водород и 1 литар кислород содржат ист број на молекули, иако нивните големини се многу различни.

Прва последица од законот на Авогадро:

Волуменот зафатен од 1 мол од кој било гас во нормални услови (n.s.) е 22,4 литри и се нарекува моларен волумен на гас(Vm).

V m =V/ν (m 3 /mol)

Што се нарекуваат нормални услови (н.с.):

• нормална температура = 0°C или 273 K;
• нормален притисок = 1 atm или 760 mm Hg. или 101,3 kPa

Од првата последица на законот на Авогадро, следува дека, на пример, 1 мол водород (2 g) и 1 мол кислород (32 g) зафаќаат ист волумен, еднаков на 22,4 литри на нивото на земјата.

Знаејќи го V m, можете да го најдете волуменот на која било количина (ν) и која било маса (m) гас:

V=V m ·ν V=V m ·(m/M)

Типичен проблем 1: Колкав е волуменот на бр. зафаќа 10 молови гас?

V=V m ·ν=22,4·10=224 (l/mol)

Типичен проблем 2: Колкав е волуменот на бр. зафаќа 16 g кислород?

V(O2)=V m ·(m/M) M r (O2)=32; M(O 2)=32 g/mol V(O 2)=22,4·(16/32)=11,2 l

Втора последица од законот на Авогадро:

Знаејќи ја густината на гасот (ρ=m/V) во нормални услови, можеме да ја пресметаме моларната маса на овој гас: М=22,4·ρ

Густината (D) на еден гас инаку се нарекува однос на масата на одреден волумен на првиот гас со масата на сличен волумен на вториот гас, земен под исти услови.

Типична задача 3: Одредете ја релативната густина на јаглерод диоксид во споредба со водородот и воздухот.

D водород (CO 2) = M r (CO 2) / M r (H 2) = 44/2 = 22 D воздух = 44/29 = 1,5

• еден волумен водород и еден волумен хлор даваат два волумена водород хлорид: H 2 +Cl 2 =2HCl
• два тома водород и еден волумен кислород даваат два волумена водена пареа: 2H 2 + O 2 = 2H 2 O

Задача 1. Колку молови и молекули се содржани во 44 g јаглерод диоксид?

Решение:

M(CO 2) = 12+16 2 = 44 g/mol ν = m/M = 44/44 = 1 mol N(CO 2) = ν N A = 1 6,02 10 23 = 6,02 ·10 23

Задача 2. Пресметајте ја масата на една молекула озон и атом на аргон.

Решение:

M(O 3) = 16 3 = 48 g m(O 3) = M(O 3)/N A = 48/(6,02 10 23) = 7,97 10 -23 g M(Ar) = 40 g m(Ar) = M( Ar)/N A = 40/(6,02 10 23) = 6,65 10 -23 g

Задача 3. Колкав е волуменот при стандардни услови? зафаќа 2 молови метан.

Решение:

ν = V/22,4 V(CH 4) = ν 22,4 = 2 22,4 = 44,8 l

Задача 4. Да се ​​определи густината и релативната густина на јаглерод моноксид (IV) од водород, метан и воздух.

Решение:

M r (CO 2)=12+16·2=44; M(CO2)=44 g/mol Mr (CH4)=12+1·4=16; M(CH4)=16 g/mol Mr (H2)=1·2=2; M(H2)=2 g/mol Mr (воздух)=29; M(воздух)=29 g/mol ρ=m/V ρ(CO 2)=44/22,4=1,96 g/mol D(CH4)=M(CO 2)/M(CH4)= 44/16= 2,75 D (H 2) = M (CO 2) / M (H 2) = 44/2 = 22 D (воздух) = M (CO 2) / M (воздух) = 44/24 = 1,52

Задача 5. Одредете ја масата на мешавината на гас, која вклучува 2,8 кубни метри метан и 1,12 кубни метри јаглерод моноксид.

Решение:

M r (CO 2)=12+16·2=44; M(CO2)=44 g/mol Mr (CH4)=12+1·4=16; M(CH 4) = 16 g/mol 22,4 кубни метри CH 4 = 16 kg 2,8 кубни метри CH 4 = x m(CH 4) = x = 2,8 16/22,4 = 2 kg 22,4 кубни метри CO 2 = 28 kg 1,12 кубни метри CO 2 = x m (CO 2) = x = 1,12 · 28 / 22,4 = 1,4 kg m (CH 4) + m (CO 2) = 2 + 1, 4 = 3,4 kg

Задача 6. Определете ги волумените на кислород и воздух потребни за согорување на 112 кубни метри двовалентен јаглерод моноксид кога содржи незапаливи нечистотии во волуменска фракција од 0,50.

Решение:

• да се определи волуменот на чист CO во смесата: V(CO)=112·0,5=66 кубни метри
• да се определи волуменот на кислородот потребен за согорување на 66 кубни метри CO: 2CO+O 2 =2CO 2 2mol+1mol 66m 3 +X m 3 V(CO)=2·22,4 = 44,8 m 3 V(O 2)=22 . 4 m 3 66/44,8 = X/22,4 X = 66 22,4/44,8 = 33 m 3 или 2V(CO)/V(O 2) = V 0 (CO)/V 0 (O 2) V - моларни волумени V 0 - пресметани волумени V 0 (O 2) = V(O 2)·(V 0 (CO)/2V (CO))

Задача 7. Како ќе се промени притисокот во сад исполнет со гасови од водород и хлор откако ќе реагираат? Дали е исто за водородот и кислородот?

Решение:

• H 2 +Cl 2 =2HCl - како резултат на интеракцијата на 1 мол водород и 1 мол хлор, се добиваат 2 молови водород хлорид: 1 (mol) + 1 (mol) = 2 (mol), затоа, притисокот нема да се промени, бидејќи добиениот волумен на мешавината на гас е еднаков на збирот на волумените на компонентите што реагирале.
• 2H 2 + O 2 = 2H 2 O - 2 (mol) + 1 (mol) = 2 (mol) - притисокот во садот ќе се намали за еден и пол пати, бидејќи од 3 волумени на компонентите што реагирале, 2 се добиваат волумени од гасната смеса.

Задача 8. 12 литри гасна мешавина од амонијак и четиривалентен јаглерод моноксид на бр. имаат маса од 18 g.Колку од секој гас има во смесата?

Решение:

V(NH 3)=x l V(CO 2)=y l M(NH 3)=14+1 3=17 g/mol M(CO 2)=12+16 2=44 g/mol m(NH 3)= x/(22,4·17) g m(CO 2)=y/(22,4·44) g Систем на равенки волумен на смеса: x+y=12 маса на смеса: x/(22,4· 17)+y/(22,4· 44)=18 По решавањето добиваме: x=4,62 l y=7,38 l

Задача 9. Колкаво количество вода ќе се добие како резултат на реакција на 2 g водород и 24 g кислород?

Решение:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O

Од равенката на реакцијата е јасно дека бројот на реактантите не одговара на односот на стехиометриските коефициенти во равенката. Во такви случаи, пресметките се вршат со помош на супстанција што е помалку изобилна, односно оваа супстанца ќе заврши прва за време на реакцијата. За да одредите која од компонентите е дефицитарна, треба да обрнете внимание на коефициентот во равенката на реакцијата.

Количини на почетни компоненти ν(H 2)=4/2=2 (mol) ν(O 2)=48/32=1,5 (mol)

Сепак, нема потреба од брзање. Во нашиот случај, за реакција со 1,5 молови кислород, потребни се 3 молови водород (1,5 2), но имаме само 2 молови, т.е. недостасува 1 мол водород за да реагираат сите еден и пол мол кислород . Затоа, ќе ја пресметаме количината на вода користејќи водород:

ν(H 2 O)=ν(H 2)=2 mol m(H 2 O) = 2 18=36 g

Проблем 10. На температура од 400 К и притисок од 3 атмосфери, гасот зафаќа волумен од 1 литар. Колкав волумен ќе зафаќа овој гас на нула ниво?

Решение:

Од Клапејроновата равенка:

P·V/T = Pn ·Vn/Tn Vn = (PVT n)/(Pn T) Vn = (3·1·273)/(1·400) = 2,05 l

Каде што m е маса, M е моларна маса, V е волумен.

4. Законот на Авогадро.Основана од италијанскиот физичар Авогадро во 1811 година. Идентичните волумени на кои било гасови, земени на иста температура и ист притисок, содржат ист број на молекули.

Така, можеме да го формулираме концептот за количината на супстанцијата: 1 мол од супстанцијата содржи бројни честички еднакви на 6,02 * 10 23 (наречена константа на Авогадро)

Последица на овој закон е тоа Во нормални услови (P 0 = 101,3 kPa и T 0 = 298 K), 1 мол од кој било гас зафаќа волумен еднаков на 22,4 литри.

5. Закон Бојл-Мариот

При константна температура, волуменот на дадена количина гас е обратно пропорционален на притисокот под кој се наоѓа:

6. Закон на Геј-Лусак

При постојан притисок, промената на волуменот на гасот е директно пропорционална на температурата:

V/T = конст.

7. Може да се изрази односот помеѓу волуменот на гасот, притисокот и температурата комбиниран закон Бојл-Мариот и Геј-Лусак,што се користи за претворање на волумени на гас од една состојба во друга:

P 0 , V 0 , T 0 - притисок на волуменот и температурата во нормални услови: P 0 =760 mm Hg. чл. или 101,3 kPa; T 0 =273 K (0 0 C)

8. Самостојна проценка на молекуларната вредност масите М може да се направи со користење на т.н идеални гасни равенки на состојбата или Клапејрон-Менделев равенки :

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

Каде Р -притисок на гас во затворен систем, В- волумен на системот, Т -гасна маса, Т -апсолутна температура, R-универзална гасна константа.

Забележете дека вредноста на константата Рможе да се добие со замена на вредностите што карактеризираат еден мол гас во нормални услови во равенката (1.1):

р = (p V)/(T)=(101,325 kPa 22,4 l)/(1 mol 273K)=8,31J/mol.K)

Примери за решавање проблеми

Пример 1.Доведување на волуменот на гасот во нормални услови.

Каков волумен (бр.) ќе зафати 0,4×10 -3 m 3 гас кој се наоѓа на 50 0 C и притисок од 0,954×10 5 Pa?

Решение.За да го доведете волуменот на гасот во нормални услови, користете општа формула која ги комбинира законите Бојл-Мариот и Геј-Лусак:

pV/T = p 0 V 0 / T 0 .

Волуменот на гасот (n.s.) е еднаков на, каде што T 0 = 273 K; p 0 = 1,013 × 10 5 Pa; Т = 273 + 50 = 323 К;

M 3 = 0,32 × 10 -3 m 3.

Во (норма) гасот зафаќа волумен еднаков на 0,32×10 -3 m 3 .

Пример 2.Пресметка на релативната густина на гасот од неговата молекуларна тежина.

Пресметајте ја густината на етанот C 2 H 6 врз основа на водород и воздух.

Решение.Од законот на Авогадро произлегува дека релативната густина на еден гас во друг е еднаква на односот на молекуларните маси ( М ч) од овие гасови, т.е. D=M 1 /M 2. Ако М 1 C2H6 = 30, М 2 H2 = 2, просечната молекуларна тежина на воздухот е 29, тогаш релативната густина на етанот во однос на водородот е D H2 = 30/2 =15.

Релативна густина на етанот во воздухот: Д воздух= 30/29 = 1,03, т.е. етанот е 15 пати потежок од водородот и 1,03 пати потежок од воздухот.

Пример 3.Одредување на просечната молекуларна тежина на мешавина на гасови по релативна густина.

Пресметајте ја просечната молекуларна тежина на мешавина на гасови што се состои од 80% метан и 20% кислород (по волумен), користејќи ја релативната густина на овие гасови во однос на водородот.

Решение.Честопати пресметките се прават според правилото за мешање, кое вели дека односот на волумените на гасовите во двокомпонентната гасна смеса е обратно пропорционален на разликите помеѓу густината на смесата и густините на гасовите што ја сочинуваат оваа смеса. . Да ја означиме релативната густина на мешавината на гас во однос на водородот со Д H2. ќе биде поголема од густината на метанот, но помала од густината на кислородот:

80Д H2 – 640 = 320 – 20 Д H2; Д H2 = 9,6.

Густината на водородот на оваа мешавина на гасови е 9,6. просечна молекуларна тежина на мешавината на гас М H2 = 2 Д H2 = 9,6×2 = 19,2.

Пример 4.Пресметка на моларната маса на гасот.

Масата на 0,327×10 -3 m 3 гас на 13 0 C и притисок од 1,040×10 5 Pa е еднаква на 0,828×10 -3 kg. Пресметајте ја моларната маса на гасот.

Решение.Моларната маса на гасот може да се пресмета со помош на Менделеев-Клапејроновата равенка:

Каде м– маса на гас; М– моларна маса на гас; Р– моларна (универзална) гасна константа, чија вредност се одредува со прифатените мерни единици.

Ако притисокот се мери во Pa, а волуменот во m3, тогаш Р=8,3144×10 3 J/(kmol×K).

3.1. При вршење на мерења на атмосферскиот воздух, воздухот на работната површина, како и на индустриските емисии и јаглеводороди во гасоводите, се јавува проблем со доведување на волумените на измерениот воздух во нормални (стандардни) услови. Често во пракса, кога се прават мерења на квалитетот на воздухот, измерените концентрации не се пресметуваат повторно во нормални услови, што резултира со неверодостојни резултати.

Еве извадок од Стандардот:

„Мерењата доведуваат до стандардни услови користејќи ја следната формула:

C 0 = C 1 * P 0 T 1 / P 1 T 0

каде што: C 0 - резултат изразен во единици маса по единица волумен на воздух, kg / кубен метар. m, или количината на супстанцијата по единица волумен на воздух, mol/cubic. m, при стандардна температура и притисок;

C 1 - резултат изразен во единици маса по единица волумен на воздух, kg / кубен метар. m, или количината на супстанција по единица волумен

воздух, мол/младенче. m, на температура T 1, K и притисок P 1, kPa.

Формулата за намалување на нормални услови во поедноставена форма ја има формата (2)

C 1 = C 0 * f, каде што f = P 1 T 0 / P 0 T 1

стандарден фактор на конверзија за нормализација. Параметрите на воздухот и нечистотиите се мерат со различни вредности на температура, притисок и влажност. Резултатите обезбедуваат стандардни услови за споредување на измерените параметри за квалитетот на воздухот на различни локации и различни климатски услови.

3.2 Индустриски нормални услови

Нормалните услови се стандардни физички услови со кои вообичаено се поврзани својствата на супстанциите (Стандардна температура и притисок, STP). Нормалните услови се дефинирани со IUPAC (International Union of Practical and Applied Chemistry) на следниов начин: Атмосферски притисок 101325 Pa = 760 mm Hg Температура на воздухот 273,15 K = 0° C.

Стандардните услови (Стандардна амбиентална температура и притисок, SATP) се нормална температура и притисок на околината: притисок 1 Bar = 10 5 Pa = 750,06 mm T. Art.; температура 298,15 K = 25 °C.

Други области.

Мерења на квалитетот на воздухот.

Резултатите од мерењето на концентрациите на штетни материи во воздухот на работната површина доведуваат до следните услови: температура 293 K (20 ° C) и притисок 101,3 kPa (760 mm Hg).

Аеродинамичките параметри на емисиите на загадувачки материи мора да се мерат во согласност со сегашните владини стандарди. Волуменот на издувните гасови добиени од резултатите од инструменталните мерења мора да се сведе на нормални услови (норма): 0°C, 101,3 kPa..

Авијација.

Меѓународната организација за цивилно воздухопловство (ICAO) ја дефинира Меѓународната стандардна атмосфера (ISA) како ниво на морето со температура од 15 °C, атмосферски притисок од 101325 Pa и релативна влажност од 0%. Овие параметри се користат при пресметување на движењето на авионите.

Гасна индустрија.

Гасната индустрија на Руската Федерација, при плаќањата на потрошувачите, користи атмосферски услови во согласност со ГОСТ 2939-63: температура 20 ° C (293,15 К); притисок 760 mm Hg. чл. (101325 N/m²); влажноста е 0. Така, масата на кубен метар гас според ГОСТ 2939-63 е нешто помала отколку во „хемиски“ нормални услови.

Тестови

За тестирање на машини, инструменти и други технички производи, следново се земаат како нормални вредности на климатските фактори при тестирање на производите (нормални услови за климатски тест):

Температура - плус 25°±10°С; Релативна влажност - 45-80%

Атмосферски притисок 84-106 kPa (630-800 mmHg)

Верификација на мерните инструменти

Номиналните вредности на најчестите нормални влијателни количини се избираат на следниов начин: Температура - 293 K (20 ° C), атмосферски притисок - 101,3 kPa (760 mm Hg).

Рационирање

Упатствата за воспоставување стандарди за квалитет на воздухот укажуваат дека максимално дозволените концентрации во атмосферскиот воздух се воспоставени во нормални услови на затворен простор, т.е. 20 C и 760 mm. rt. чл.

Од одредбите дека еден мол од која било супстанција вклучува број на честички од оваа супстанца еднаков на бројот на Авогадро и дека еднаков број честички од различни гасови под исти физички услови се содржани во еднакви волумени на овие гасови, следува следново:

еднакви количини на гасовити материи под исти физички услови заземаат еднакви волумени

На пример, волуменот на еден мол од кој било гас има (на стр, Т = конст) истата вредност. Следствено, равенката за реакција што се случува со учество на гасови го одредува не само односот на нивните количини и маси, туку и нивните волумени.

моларен волумен на гас (V M) е волуменот на гасот што содржи 1 мол честички од овој гас
V M = V / n

Единицата SI за моларниот волумен на гасот е кубен метар по мол (m 3 /mol), но почесто се користат подпомножени единици - литар (кубен дециметар) по мол (l/mol, dm 3 /mol) и милилитар (кубни сантиметар) по мол (cm 3 /mol).
Во согласност со дефиницијата за моларен волумен за кој било гас, односот на неговиот волумен Вдо количина nќе биде исто под услов да е идеален гас.

Во нормални услови (норма) - 101,3 kPa, 0°C - моларниот волумен на идеалниот гас е еднаков на

V M = 2,241381·10 -2 m 3 /mol ≈ 22,4 l/mol

Во хемиските пресметки се користи заоблената вредност од 22,4 L/mol бидејќи точната вредност се однесува на идеален гас, а повеќето реални гасови се разликуваат по својства од него. Реалните гасови со многу ниска температура на рамнотежна кондензација (H 2, O 2, N 2) во нормални услови имаат волумен речиси еднаков на 22,4 l/mol, а гасовите што се кондензираат на високи температури имаат малку помал моларен волумен на n. y.: за CO 2 - 22,26 l/mol, за NH 3 - 22,08 l/mol.

Знаејќи го волуменот на одреден гас во дадени услови, можете да ја одредите количината на супстанции во овој волумен, и обратно, според количината на супстанција во даден дел гас можете да го најдете волуменот на овој дел:

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

Моларен волумен на гас кај Н.С. е основна физичка константа која е широко користена во хемиските пресметки. Ви овозможува да го користите волуменот на гасот наместо неговата маса, што е многу погодно во аналитичката хемија (гасни анализатори базирани на мерење на волуменот), бидејќи е полесно да се измери волуменот на гасот отколку неговата маса.

Вредноста на моларниот волумен на гасот на бр. е коефициентот на пропорционалност помеѓу константите Авогадро и Лошмит:

V M = N A / N L = 6,022 10 23 (mol -1) / 2,24 10 4 (cm 3 /mol) = 2,69 10 19 (cm -3)

Користејќи го моларниот волумен и моларната маса на гасот, може да се одреди густината на гасот:

ρ = M / V M

Во пресметките засновани на законот за еквиваленти за гасовити супстанции (реагенси, производи), наместо еквивалентната маса, попогодно е да се користи еквивалентниот волумен, што е односот на волуменот на дел од даден гас со еквивалентот количина на супстанција во овој дел:

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

Еквивалентната волуменска единица е иста како единицата за моларна волумен. Вредноста на еквивалентниот волумен на гасот е константа на даден гас само во одредена реакција, бидејќи зависи од факторот на еквивалентност f eq.

Моларен волумен на гас

Моларен волумен на гас Од одредбите дека еден мол од која било супстанција вклучува број на честички од оваа супстанца еднаков на бројот на Авогадро и дека еднаков број честички од различни гасови во исто време

Волумен на гас во нормални услови

Тема 1

ЛЕКЦИЈА 7

Предмет. Моларен волумен на гасови. Пресметка на волуменот на гасот во нормални услови

Цели на часот: да се запознаат учениците со концептот на „моларен волумен“; откривање на карактеристиките на користење на концептот на „моларен волумен“ за гасовити материи; ги научи учениците да ги користат стекнатите знаења за пресметување на волуменот на гасовите во нормални услови.

Тип на лекција: комбиниран.

Форми на работа: приказна за наставникот, водена пракса.

Опрема: Периодичен систем на хемиски елементи од Д.И. Менделеев, картички со задачи, коцка со волумен од 22,4 l (со страна од 28,2 см).

II. Проверка на домашните задачи, ажурирање на основните знаења

Учениците ја доставуваат својата домашна задача пополнета на листовите на проверка.

1) Што е „количина на супстанција“?

2) Мерна единица за количината на супстанцијата.

3) Колку честички се содржани во 1 мол од супстанцијата?

4) Каква е врската помеѓу количината на супстанцијата и состојбата на агрегација во која се наоѓа оваа супстанца?

5) Колку молекули на вода се содржани во 1 мол мраз?

6) Што е со 1 мол течна вода?

7) Во 1 мол водена пареа?

8) Која маса ќе имаат:

III. Учење нов материјал

Креирање и решавање на проблемска ситуација Проблематично прашање. Колкав волумен ќе зафаќа:

Не можеме веднаш да одговориме на овие прашања, бидејќи волуменот на супстанцијата зависи од густината на супстанцијата. И според формулата V = m / ρ, волуменот ќе биде различен. 1 мол пареа зафаќа повеќе волумен од 1 мол вода или мраз.

Бидејќи во течни и гасовити материи растојанието помеѓу молекулите на водата е различно.

Многу научници проучувале гасовити материи. Значаен придонес во проучувањето на ова прашање дадоа францускиот хемичар Џозеф Луис Геј-Лусак и англискиот физичар Роберт Бојл, кои формулираа голем број физички закони кои ја опишуваат состојбата на гасовите.

Дали знаете од овие модели?

Сите гасови се подеднакво компресирани и имаат ист коефициент на термичка експанзија. Волуменот на гасовите не зависат од големината на поединечните молекули, туку од растојанието помеѓу молекулите. Растојанието помеѓу молекулите зависат од нивната брзина на движење, енергијата и, соодветно, температурата.

Врз основа на овие закони и неговото истражување, италијанскиот научник Амедео Авогадро го формулирал законот:

Еднакви волумени на различни гасови содржат ист број на молекули.

Во нормални услови, гасните материи имаат молекуларна структура. Молекулите на гасот се многу мали во споредба со растојанието меѓу нив. Според тоа, волуменот на гасот не се одредува според големината на честичките (молекулите), туку од растојанието меѓу нив, што е приближно исто за секој гас.

А. Авогадро заклучил дека ако земеме 1 мол, т.е. 6,02 x 1023 молекули од кој било гас, тие ќе заземаат ист волумен. Но, во исто време, овој волумен се мери под исти услови, односно на иста температура и притисок.

Условите под кои се вршат ваквите пресметки се нарекуваат нормални услови.

Нормални услови (n.v.):

T = 273 K или t = 0 °C

P = 101,3 kPa или P = 1 atm. = 760 mm Hg. чл.

Волуменот од 1 мол од супстанцијата се нарекува моларен волумен (Vm). За гасови во нормални услови е 22,4 l/mol.

Демонстрирана е коцка со волумен од 22,4 литри.

Таквата коцка содржи 6,02-1023 молекули од кој било гас, на пример, кислород, водород, амонијак (NH 3), метан (CH4).

Под кои услови?

На температура од 0 ° C и притисок од 760 mm Hg. чл.

Од законот на Авогадро произлегува дека

каде Vm = 22,4 l/mol од кој било гас на n. В.

Значи, знаејќи го волуменот на гасот, можете да ја пресметате количината на супстанцијата и обратно.

IV. Формирање на вештини и способности

Вежбајте со примери

Пресметајте колку волумен ќе зафатат 3 молови кислород на N. В.

Пресметај го бројот на молекули на јаглерод(IV) оксид во волумен од 44,8 литри (n.v.).

2) Пресметајте го бројот на молекули C O 2 користејќи ги формулите:

N (CO 2) = 2 mol · 6,02 · 1023 молекули / mol = 12,04 · 1023 молекули.

Одговор: 12.04 · 1023 молекули.

Пресметајте го волуменот окупиран од азот со тежина од 112 g (во моментов).

V (N 2) = 4 mol · 22,4 l/mol = 89,6 l.

V. Домашна задача

Работете го соодветниот пасус од учебникот и одговорете на прашањата.

Креативна задача (домашна пракса). Самостојно решавајте ги задачите 2, 4, 6 од картата.

Задача со карти за лекција 7

Пресметајте колку волумен ќе зафатат 7 молови азот N2 (врз основа на струјата).

Пресметајте го бројот на молекули на водород во волумен од 112 литри.

(Одговор: 30,1 1023 молекули)

Пресметајте го волуменот на водород сулфид со тежина од 340 g.

Волумен на гас во нормални услови

Моларен волумен на гасови. Пресметка на волуменот на гасот во нормални услови - КОЛИЧИНА НА СУПСТАНЦИЈА. ПРЕСМЕТКИ ПО ХЕМИСКИ ФОРМУЛИ – СИТЕ ЧАСОВИ ПО ХЕМИЈА – 8 одделение – белешки за час – лекции по хемија – План за час – Белешки за час – Планови за час – изработка на часови по хемија – ХЕМИЈА – Наставна програма на училиште за стандардно и на академско ниво – сите лекции за хемија 1-во одделение годишни училишта

Закони за гас. Законот на Авогадро. Моларен волумен на гас

Францускиот научник Џ.Л. Геј-Лусак го постави законот волуметриски односи:

На пример, 1 литар хлор се поврзува со 1 литар водород , формирајќи 2 литри водород хлорид ; 2 l сулфур оксид (IV) поврзете се со 1 литар кислород, формирајќи 1 литар сулфур оксид (VI).

Овој закон му дозволи на италијанскиот научник А. Авогадрода претпоставиме дека молекулите на едноставни гасови ( водород, кислород, азот, хлор итн. ) се состои од два идентични атоми . Кога водородот се комбинира со хлорот, нивните молекули се распаѓаат на атоми, а тие формираат молекули на водород хлорид. Но, бидејќи две молекули на водород хлорид се формираат од една молекула на водород и една молекула на хлор, волуменот на вториот мора да биде еднаков на збирот на волумените на оригиналните гасови.
Така, волуметриските односи лесно се објаснуваат ако тргнеме од идејата за диатомската природа на молекулите на едноставни гасови ( H2, Cl2, O2, N2, итн. ) - Ова, пак, служи како доказ за диатомската природа на молекулите на овие супстанции.
Студијата за својствата на гасовите му овозможи на А. Авогадро да постави хипотеза, која подоцна беше потврдена со експериментални податоци и затоа стана позната како Авогадров закон:

Законот на Авогадро подразбира важна последица: под исти услови, 1 мол од кој било гас зафаќа ист волумен.

Овој волумен може да се пресмета ако масата е позната 1 л гас Во нормални услови, (н.с.) т.е. температура 273К (О°С) и притисок 101.325 Pa (760 mmHg) , масата на 1 литар водород е 0,09 g, неговата моларна маса е 1,008 2 = 2,016 g/mol. Тогаш волуменот окупиран од 1 мол водород во нормални услови е еднаков на 22,4 l

Под исти услови масата 1л кислород 1,492 гр ; моларна 32 g/mol . Тогаш волуменот на кислород во (n.s.) е исто така еднаков на 22,4 мол.

Моларниот волумен на гасот е односот на волуменот на супстанцијата со количината на таа супстанција:

Каде В м - моларен волумен на гас (димензија l/mol ); V е волуменот на системската супстанција; n - количината на супстанција во системот. Пример запис: В м гас (Па.) =22,4 l/mol.

Врз основа на законот на Авогадро, се одредуваат моларните маси на гасовити материи. Колку е поголема масата на молекулите на гасот, толку е поголема масата на истиот волумен на гас. Еднаквите волумени на гасови во исти услови содржат ист број на молекули, а со тоа и молови гасови. Односот на масите на еднакви волумени на гасови е еднаков на односот на нивните моларни маси:

Каде м 1 - маса на одреден волумен на првиот гас; м 2 - маса на ист волумен на вториот гас; М 1 И М 2 - моларни маси на првиот и вториот гас.

Обично, густината на гасот се одредува во однос на најлесниот гас - водород (означен Д H2 ). Моларната маса на водородот е 2 g/mol . Затоа добиваме.

Молекуларната маса на супстанцијата во гасовита состојба е еднаква на двапати нејзината густина на водород.

Честопати густината на гасот се одредува во однос на воздухот (Д Б ) . Иако воздухот е мешавина од гасови, тие сепак зборуваат за неговата просечна моларна маса. Тоа е еднакво на 29 g/mol. Во овој случај, моларната маса се одредува со изразот M = 29D Б .

Одредувањето на молекуларните маси покажа дека молекулите на едноставни гасови се состојат од два атома (H2, F2, Cl2, O2 N2) , а молекулите на инертни гасови се направени од еден атом (Тој, Не, Ар, Кр, Ксе, Рн). За благородни гасови, „молекула“ и „атом“ се еквивалентни.

Законот Бојл-Мариот: на константна температура, волуменот на дадена количина гас е обратно пропорционален на притисокот под кој се наоѓа.Од тука pV = конст ,
Каде Р - притисок, В - волумен на гас.

Законот на Геј-Лусак: при постојан притисок и промената на волуменот на гасот е директно пропорционална на температурата, т.е.
V/T = конст,
Каде Т - температура на вагата ДО (келвин)

Комбиниран гасен закон на Бојл - Мариот и Геј-Лусак:
pV/T = конст.
Оваа формула обично се користи за пресметување на волуменот на гасот под дадени услови, ако неговиот волумен под други услови е познат. Ако се направи премин од нормални услови (или во нормални услови), тогаш оваа формула е напишана на следниов начин:
pV/T = стр В /Т ,
Каде Р , В , Т - притисок, волумен на гас и температура во нормални услови ( Р = 101 325 Па , Т = 273 К В =22,4 l/mol) .

Ако масата и количината на гасот се познати, но потребно е да се пресмета неговиот волумен или обратно, користете Равенка Менделеев-Клејперон:

Каде n - количина на гасна супстанција, мол; м - маса, g; М - моларна маса на гас, g/iol ; Р - универзална гасна константа. R = 8,31 J/(mol*K)

Закони за гас

Закони за гас. Законот на Авогадро. Моларен волумен на гас Францускиот научник Џ.Л. Геј-Лусак го воспостави законот за волуметриски односи: На пример, 1 литар хлор се комбинира со 1 литар водород, формирајќи 2