Ціль:
Ознайомити учнів із поняттями «кількість речовини», «молярна маса» дати уявлення про постійну авогадро. Показати взаємозв'язок кількості речовини, числа частинок та постійної Авогадро, а також взаємозв'язок молярної маси, маси та кількості речовини. Навчити робити розрахунки.
1) Що така кількість речовини?
2) Що таке моль?
3) Скільки структурних одиниць міститься в 1 молі?
4) Через які величини можна визначити кількість речовини?
5) Що таке молярна маса, із чим чисельно збігається?
6) Що таке молярний об'єм?
Кількість речовини - фізична величина, яка означає певну кількість структурних елементів (молекул, атомів, іонів) Позначається n (ен) вимірюється в міжнародній системі одиниць (Сі)
Число Авогадро - показує число частинок в 1 моль речовини Позначається NA вимірюється в моль-1 має числове значення 6,02 * 10 ^ 23
Молярна маса речовини чисельно дорівнює його відносної молекулярної маси. Молярна маса - фізична величина, яка показує масу в 1 моля речовини Позначається М вимірюється в г/моль М = m/n
Молярний об'єм - фізична величина, яка показує об'єм, який займає будь-який газ кількістю речовини 1 моль. Vm=22,4л/моль
МІЛЬ - це КІЛЬКІСТЬ РЕЧОВИНИ, що дорівнює 6,02 . 10 23 структурних одиниць даної речовини – молекул (якщо речовина складається з молекул), атомів (якщо це атомарна речовина), іонів (якщо речовина є іонною сполукою).
1 моль (1 М) води = 6 .
10 23 молекул Н 2 Про,
1 моль (1 М) заліза = 6 . 10 23 атомів Fe,
1 моль (1 М) хлору = 6 . 10 23 молекул Cl 2 ,
1 моль (1 М) іонів хлору Cl - = 6 . 10 23 іонів Cl - .
1 моль (1 М) електронів е - = 6 . 10 23 електронів е - .
Завдання:
1) Скільки молей кисню міститься у 128 г кисню?
2) При грозових розрядах у атмосфері відбувається така реакція: N 2 + O 2 ® NO 2 . Зрівняйте реакцію. Скільки молей кисню потрібно для повного перетворення 1 моля азоту NO 2 ? Скільки це буде грамів кисню? Скільки грамів NO2 утворюється?
3) У склянку налили 180 г води. Скільки молекул води у склянці? Скільки це молей H2O?
4) Змішали 4 г водню та 64 г кисню. Суміш підірвали. Скільки грамів води вийшло? Скільки грамів кисню залишилося невитраченим?
Домашнє завдання: параграф 15, упр. 1-3,5
Молярний об'єм газоподібних речовин.
Ціль:освітня – систематизувати знання учнів про поняття кількість речовини, число Авогадро, молярна маса, на їх основі сформувати уявлення про молярний об'єм газоподібних речовин; розкрити сутність закону Авогадро та його практичного застосування;
розвиваюча – формувати здатність до адекватного самоконтролю та самооцінки; розвивати вміння логічно мислити, висувати гіпотези, робити аргументовані висновки.
Хід уроку:
1.Організаційний момент.
2.Оголошення теми та цілей уроку.
3.Актуалізація опорних знань
4.Рішення завдань
Закон Авогадро- Це один з найважливіших законів хімії (сформульований Амадео Авогадро в 1811 р), що говорить, що «в рівних обсягах різних газів, які взяті при однаковому тиску і температурі, міститься однакова кількість молекул».
Молярний об'єм газів- Об'єм газу, що містить 1 моль частинок цього газу.
Нормальні умови– температура 0 С (273 K) та тиск 1 атм (760 мм ртутного стовпа або 101 325 Па).
Дайте відповідь на питання:
1. Що називається атомом? (Атом - найдрібніша хімічно неподільна частина хімічного елемента, яка є носієм його властивостей).
2. Що таке моль? (Міль - це кількості речовини, яка дорівнює 6,02.10^23 структурних одиниць цієї речовини - молекул, атомів, іонів. Це кількість речовини, що містить стільки ж частинок, скільки міститься атомів в 12 г вуглецю).
3. У чому вимірюється кількість речовини? (У міль).
4. У чому вимірюється маса речовини? (Маса речовини вимірюється у грамах).
5. Що таке молярна маса та у чому вона вимірюється? (Молярна маса – це маса 1 моль речовини. Вона вимірюється в г/моль).
Наслідки закону Авогадро.
Із закону Авогадро випливають два наслідки:
1. Один моль будь-якого газу займає однаковий обсяг за однакових умов. Зокрема, за нормальних умов, тобто за 0 °C (273К) і 101,3 кПа, об'єм 1 моля газу дорівнює 22,4 л. Цей обсяг називають молярним об'ємом газу Vm. Перерахувати цю величину на інші температуру та тиск можна за допомогою рівняння Менделєєва-Клапейрона (Малюнок 3).
Молярний обсяг газу за нормальних умов - фундаментальна фізична постійна, що широко використовується в хімічних розрахунках. Вона дозволяє використовувати обсяг газу замість його маси. Значення молярного обсягу газу за н.у. є коефіцієнтом пропорційності між постійними Авогадро та Лошмідта.
2. Молярна маса першого газу дорівнює добутку маси молярної другого газу на відносну щільність другого другого газу. Це становище мало велике значення у розвиток хімії, т.к. воно дало можливість визначати часткову вагу тіл, які здатні переходити в пароподібний або газоподібний стан. Отже, відношення маси певного обсягу одного газу до маси такого ж обсягу іншого газу, взятого за тих же умов, називається щільністю першого газу за другим
1. Заповніть перепустки:
Молярний об'єм - це фізична величина, що показує....................., позначається.................. .., вимірюється в ...................... .
2. Запишіть формулуза правилом.
Об'єм газоподібної речовини (V) дорівнює добутку молярного об'єму
(Vm) кількість речовини (n) ............................. .
3. Використовуючи матеріал завдання 3, виведіть формулидля розрахунку:
а) обсягу газоподібної речовини.
б) молярного обсягу.
Домашнє завдання: параграф 16,упр. 1-5
Розв'язання задач на обчислення кількості речовини, маси та обсягу.
Узагальнення та систематизація знань на тему «Прості речовини»
Ціль:узагальнити та систематизувати знання учнів про основні класи з'єднань
Хід роботи:
1) Організаційний момент
2) Узагальнення вивченого матеріалу:
а)Усне опитування на тему уроку
б) Виконання завдання 1 (знаходження оксидів, основ, кислот, солей серед заданих речовин)
в) Виконання завдання 2 (складання формул оксидів, основ, кислот, солей)
3. Закріплення (самостійна робота)
5. Домашнє завдання
2)
а)
- На які дві групи можна поділити речовини?
Які речовини називаються простими?
Які дві групи діляться прості речовини?
Які речовини називаються складними?
Які складні речовини відомі?
Які речовини називаються оксидами?
Які речовини називаються основами?
Які речовини називають кислотами?
Які речовини називають солями?
б)
Виписати окремо оксиди, основи, кислоти, солі:
KOH, SO 2 HCI, BaCI 2 P 2 O 5
NaOH, CaCO 3 , H 2 SO 4 , HNO 3 ,
MgO, Ca(OH) 2 , Li 3 PO 4
Назвати їх.
в)
Скласти формули оксидів, що відповідають основам і кислотам:
Гідроксид калію-оксид калію
Гідроксид заліза(III)-оксид заліза(III)
Фосфорна кислота-оксид фосфору(V)
Сірчана кислота-оксид сірки(VI)
Скласти формулу солі нітрату барію; за зарядами іонів, ступеня окислення елементів
формули відповідних гідроксидів, оксидів, простих речовин
1. Ступінь окислення сірки дорівнює +4 у поєднанні:
2. До оксидів відноситься речовина:
3. Формула сірчистої кислоти:
4. Підставою є речовина:
5. Сіль K 2 CO 3 називається:
1 - силікат калію
2- карбонат калію
3- карбід калію
4- карбонат кальцію
6. У розчині якої речовини лакмус змінить забарвлення на червоне:
2- у лугу
3- в кислоті
Домашнє завдання: повторити пункти 13-16
Контрольна робота №2
«Прості речовини»
Ступінь окислення: бінарні сполуки
Мета: навчити складати молекулярні формули речовин, які з двох елементів за рівнем окислення. продовжити закріплення навички визначення ступеня окиснення елемента за формулою.
1. Ступінь окислення (с. о.) – цеумовний заряд атомів хімічного елемента у складному речовині, обчислений з урахуванням припущення, що складається з простих іонів.
Слід знати!
1) У з'єднаннях с. о. водню = +1, крім гідридів.
2) У з'єднаннях с. о. кисню = -2, крім пероксидів 
та фторидів
3) Ступінь окиснення металів завжди позитивна.
Для металів головних підгруп перших трьох груп с. о. постійна:
метали ІА групи - с. о. = +1,
метали IIA групи – с. о. = +2,
метали IIIA групи – с. о. = +3.
4) У вільних атомів та простих речовин с. о. = 0.
5) Сумарна с. о. всіх елементів у поєднанні = 0.
2. Спосіб утворення назвдвоелементних (бінарних) з'єднань.
3. 
Завдання:
Складіть формули речовин за назвою.
Скільки молекул міститься у 48 г оксиду сірки (IV)?
Ступінь окислення марганцю у поєднанні К2МnO4 дорівнює:
Максимальний ступінь окислення хлор виявляє у поєднанні, формула якого:
Домашнє завдання: параграф 17, упр. 2,5,6
Оксиди. Летючі водневі сполуки.
Ціль:формування знань у учнів про найважливіші класи бінарних сполук – оксиди та леткі водневі сполуки.
Запитання:
– Які речовини називаються бінарними?
– Що називається ступенем окиснення?
– Який ступінь окиснення матимуть елементи, якщо вони віддають електрони?
– Який ступінь окислення матимуть елементи, якщо вони приймають електрони?
– Як визначити, скільки електронів будуть віддавати, чи приймати елементи?
– Який ступінь окислення матимуть одиночні атоми чи молекули?
- Як будуть називатися сполуки, якщо у формулі на другому місці стоїть сірка?
– Як будуть називатись сполуки, якщо у формулі на другому місці стоїть хлор?
– Як будуть називатись сполуки, якщо у формулі на другому місці стоїть водень?
– Як будуть називатись сполуки, якщо у формулі на другому місці стоїть азот?
– Як будуть називатись сполуки, якщо у формулі на другому місці стоїть кисень?
Вивчення нової теми:
– Що спільного у цих формулах?
– Як називатимуться такі речовини?
SiO 2 , H 2 O, CO 2 , AI 2 O 3 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , CO.
Оксиди– поширений у природі клас речовин неорганічних сполук. До оксидів відносять такі добре відомі сполуки, як:
Пісок (діоксид кремнію SiO2 з невеликою кількістю домішок);
Вода (оксид водню H2O);
Вуглекислий газ (діоксид вуглецю CO2 IV);
Чадний газ (CO II оксид вуглецю);
Глина (оксид алюмінію AI2O3 з невеликою кількістю інших сполук);
Більшість руд чорних металів містять оксиди, наприклад, червоний залізняк - Fe2O3 і магнітний залізняк - Fe3O4.
Летючі водневі сполуки- Найбільш практично важлива група сполук з воднем. До них відносяться такі речовини, що часто зустрічаються в природі або використовуються в промисловості, як вода, метан та інші вуглеводні, аміак, сірководень, галогеноводи. Багато летких водневих сполук знаходяться у вигляді розчинів у ґрунтових водах, у складі живих організмів, а також у газах, що утворюються при біохімічних і геохімічних процесах, тому дуже велика їх біохімічна і геохімічна роль.
Залежно від хімічних властивостей розрізняють:
Солеутворюючі оксиди:
o основні оксиди (наприклад, оксид натрію Na2O, оксид міді(II) CuO): оксиди металів, ступінь окислення яких I-II;
o кислотні оксиди (наприклад, оксид сірки(VI) SO3, оксид азоту(IV) NO2): оксиди металів зі ступенем окиснення V-VII та оксиди неметалів;
o амфотерні оксиди (наприклад, оксид цинку ZnO, оксид алюмінію Al2О3): оксиди металів зі ступенем окислення III-IV та виключення (ZnO, BeO, SnO, PbO);
Несолетворні оксиди: оксид вуглецю(II) СО, оксид азоту(I) N2O, оксид азоту(II) NO, оксид кремнію(II) SiO.
Домашнє завдання: параграф 18, упр.1,4,5
Основи.
Ціль:
познайомити учнів зі складом, класифікацією та представниками класу підстав
продовжити формування знань про іони на прикладі складних гідроксид-іонів
продовжити формування знань про ступінь окислення елементів, хімічний зв'язок у речовинах;
дати поняття про якісні реакції та індикатори;
формувати навички поводження з хімічним посудом та реактивами;
формувати дбайливе ставлення до свого здоров'я.
Крім бінарних сполук, існують складні речовини, наприклад основи, які складаються з трьох елементів: металу, кисню і водню.
Водень і кисень в них входить у вигляді гідроксогрупи ВІН -. Отже, гідроксогрупа ВІН-є іон, тільки не простий, як Na + або Сl-, а складний - ВІН - - гідроксид-іон.
Основи
- це складні речовини, що складаються з іонів металів та пов'язаних з ними одного або кількох гідроксид іонів.
Якщо заряд іона металу 1+, то, зрозуміло, з іоном металу пов'язана одна гідроксогрупа ОН-, якщо 2+, то дві і т. д. Отже, склад підстави можна записати загальною формулою: М(ОН)n, де М - метал m - число груп ВІН і в той же час заряд іона (ступінь окислення) металу.
Назви основ складаються зі слова гідроксид н найменування металу. Наприклад, Na0Н - гідроксид натрію. Са(0Н)2 - гідроксид кальцію.
Якщо ж метал виявляє змінну ступінь окислення, то її величину так само, як і для бінарних сполук, вказують римською цифрою в дужках і вимовляють наприкінці назви основи, наприклад: СуОН - гідроксид міді (I), читається "гідроксід міді один"; Сг(ОН), - гідроксид міді (II), читається гідроксид міді два.
По відношенню до води основи діляться на дві групи: розчинні NaOH, Са(ОН)2, K0Н, Ва(ОН)? і нерозчинні Сг(ОН)7, Ке(ОН)2. Розчинні основи називають лугами. Про те, чи розчинна основа або нерозчинна у воді, можна дізнатися за допомогою таблиці "Розчинність основ, кислот і солей у воді".
Гідроксид натрію NaОН- тверда біла речовина, гігроскопічна і тому розпливається на повітрі; добре розчиняється у воді, у своїй виділяється теплота. Розчин гідроксиду натрію у воді милий на дотик і дуже їдкий. Він роз'їдає шкіру, тканини, папір та інші матеріали. За цю властивість гідроксид натрію отримав назву їдкого натру. З гідроксидом натрію та його розчинами треба поводитися обережно, побоюючись, щоб вони не потрапили на одяг, взуття, а тим більше на руки та обличчя. На шкірі від цієї речовини утворюються рани, що довго не гояться. NaОН застосовують у миловаренні, шкіряній та фармацевтичній промисловості.
Гідроксид калію КОН- теж тверда біла речовина, що добре розчиняється у воді, з виділенням великої кількості теплоти. Розчин гідроксиду калію, як і розчин їдкого натру, милок на дотик і дуже їдкий. Тому гідроксид калію інакше називають їдким калі. Застосовують його як добавку при виробництві мила, тугоплавкого скла.
Гідроксид кальцію Са(ОН)2 або гашене вапно, - пухкий білий порошок, трохи розчинний у воді (у таблиці розчинності проти формули Са(ОН)а стоїть буква М, що означає малорозчинну речовину). Виходить при взаємодії негашеного вапна СаО з водою. Цей процес називають гасінням. Гідроксид кальцію застосовують у будівництві при кладці та штукатурці стін, для побілки дерев, для отримання хлорного вапна, що є дезінфікуючим засобом.
Прозорий розчин гідроксиду кальцію називається вапняною водою. При пропущенні через вапняну воду СО2 вона каламутніє. Такий досвід є для розпізнавання вуглекислого газу.
Реакції, з допомогою яких розпізнають певні хімічні речовини, називають якісними реакціями.
Для лугів теж є якісні реакції, з допомогою яких розчини лугів можна розпізнати серед розчинів інших речовин. Це реакції лугів із особливими речовинами - індикаторами (лат. «покажчиками»). Якщо до розчину лугу додати кілька крапель розчину індикатора, він змінить свій колір
Домашнє завдання: параграф 19, упр.2-6, таблиця 4
У хімії використовують значення абсолютних мас молекул, а користуються величиною відносна молекулярна маса. Вона показує, у скільки разів маса молекули більша за 1/12 маси атома вуглецю. Цю величину позначають Mr.
Відносна молекулярна маса дорівнює сумі відносних атомних мас атомів, що до неї входять. Обчислимо відносну молекулярну масу води.
Ви знаєте, що до складу молекули води входять два атоми водню та один атом кисню. Тоді її відносна молекулярна маса дорівнюватиме сумі творів відносної атомної маси кожного хімічного елемента на число його атомів у молекулі води:
Знаючи відносні молекулярні маси газоподібних речовин, можна порівнювати їх густини, тобто обчислювати відносну густину одного газу по іншому - D(А/Б). Відносна щільність газу А щодо газу Б дорівнює відношенню їх відносних молекулярних мас:
Обчислимо відносну щільність вуглекислого газу водню:
Тепер обчислюємо відносну щільність вуглекислого газу водню:
D(кут. р./водар.) = M r (кут. р.): M r (водар.) = 44:2 = 22.
Таким чином, вуглекислий газ у 22 рази важчий за водень.
Як відомо, закон Авогадро застосовується лише до газоподібних речовин. Але хімікам необхідно мати уявлення про кількість молекул і порції рідких або твердих речовин. Тому для зіставлення числа молекул в речовинах хіміками було введено величину - молярна маса .
Молярна маса позначається М, вона чисельно дорівнює відносної молекулярної маси.
Ставлення маси речовини до його молярної маси називається кількістю речовини .
Кількість речовини позначається n. Це кількісна характеристика порції речовини, поряд з масою та обсягом. Вимірюється кількість речовини у молях.
Слово «моль» походить від слова «молекула». Число молекул у рівних кількостях речовини однакове.
Експериментально встановлено, що 1 моль речовини містить частинок (наприклад, молекул). Це число називається числом Авогадро. Якщо ж до нього додати одиницю виміру - 1/моль, це буде фізична величина - постійна Авогадро, яка позначається N А.
Молярна маса вимірюється в г/моль. Фізичний зміст молярної маси в тому, що ця маса 1 моль речовини.
Відповідно до закону Авогадро, 1 моль будь-якого газу займатиме той самий обсяг. Об'єм одного моля газу називається молярним об'ємом і позначається V n .
За нормальних умов (а це 0 ° С і нормальний тиск - 1 атм. або 760 мм рт. ст. або 101,3 кПа) молярний об'єм дорівнює 22,4 л/моль.
Тоді кількість речовини газу за н.у. можна обчислити як відношення обсягу газу до молярного обсягу.
ЗАВДАННЯ 1. Яка кількість речовини відповідає 180 г води?
ЗАВДАННЯ 2.Обчислимо об'єм за н.у., який займе вуглекислий газ кількістю 6 моль.
Список літератури
- Збірник завдань та вправ з хімії: 8-й клас: до підручника П.А. Оржековського та ін. «Хімія, 8 клас»/П.А. Оржековський, Н.А. Тітов, Ф.Ф. Гегелі. - М: АСТ: Астрель, 2006. (с. 29-34)
- Ушакова О.В. Робочий зошит з хімії: 8-й кл.: до підручника П.А. Оржековського та ін. «Хімія. 8 клас»/О.В. Ушакова, П.І. Беспалов, П.А. Оржеківський; під. ред. проф. П.А. Оржековського - М: АСТ: Астрель: Профіздат, 2006. (с. 27-32)
- Хімія: 8-й клас: навч. для загальнообр. установ/П.А. Оржековський, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М: АСТ: Астрель, 2005. (§§ 12, 13)
- Хімія: неорг. хімія: навч. для 8 кл. загальнообр.учрежд. / Г.Є. Рудзітіс, Ф.Г. Фельдман. - М: Просвітництво, ВАТ «Московські підручники», 2009. (§§ 10, 17)
- Енциклопедія для дітей Том 17. Хімія/Голов. ред.В.А. Володін, вед. наук. ред. І. Леєнсон. - М: Аванта +, 2003.
- Єдина колекція цифрових освітніх ресурсів ().
- Електронна версія журналу «Хімія та життя» ().
- Тести з хімії (онлайн) ().
Домашнє завдання
1.с.69 № 3; с.73 №№ 1, 2, 4з підручника «Хімія: 8-й клас» (П.А. Оржековський, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005).
2. №№ 65, 66, 71, 72 із Збірника завдань та вправ з хімії: 8-й клас: до підручника П.А. Оржековського та ін. «Хімія, 8 клас»/П.А. Оржековський, Н.А. Тітов, Ф.Ф. Гегелі. - М: АСТ: Астрель, 2006.
Для того, щоб дізнатися склад будь-яких газоподібних речовин, необхідно вміти оперувати такими поняттями, як молярний об'єм, молярна маса і щільність речовини. У цій статті розглянемо, що таке молярний об'єм і як його обчислити?
Кількість речовини
Кількісні розрахунки проводять з метою, щоб у реальності здійснити той чи інший процес або дізнатися про склад і будову певної речовини. Ці розрахунки незручно проводити з абсолютними значеннями маси атомів чи молекул через те, що вони дуже малі. Відносні атомні маси також у більшості випадків неможливо використовувати, оскільки вони не пов'язані із загальноприйнятими заходами маси або об'єму речовини. Тому введено поняття кількість речовини, що позначається грецькою літерою v(ню) чи n. Кількість речовини пропорційно числу структурних одиниць, що містяться в речовині (молекул, атомних частинок).
Одиницею кількості речовини є моль.
Міль - це така кількість речовини, яка містить стільки ж структурних одиниць, скільки атомів міститься в 12 г ізотопу вуглецю.
Маса 1 атома дорівнює 12 а. е. м., тому число атомів в 12 г ізотопу вуглецю дорівнює:
Na = 12г/12 * 1,66057 * 10в ступеня-24г = 6,0221 * 10 в ступеня 23
Фізична величина Na називається постійною Авогадро. Один моль будь-якої речовини містить 6,02 * 10 ступенем 23 частинок.
Мал. 1. Закон Авогадро.
Молярний об'єм газу
Молярний обсяг газу - це відношення обсягу речовини до кількості цієї речовини. Цю величину обчислюють при розподілі молярної маси речовини на його щільність за такою формулою:
де Vm – молярний об'єм, М – молярна маса, а p – густина речовини.
Мал. 2. Молярний обсяг формули.
У міжнародній системі Сі вимірювання молярного об'єму газоподібних речовин здійснюється у кубічних метрах на моль (м3/моль)
Молярний об'єм газоподібних речовин відрізняється від речовин, що знаходяться в рідкому та твердому стані тим, що газоподібний елемент кількістю 1 моль завжди займає однаковий об'єм (якщо дотримуються однакових параметрів).
Об'єм газу залежить від температури та тиску, тому при розрахунках слід брати об'єм газу за нормальних умов. Нормальними умовами вважається температура 0 градусів та тиск 101,325 кПа. Молярний об'єм 1 моля газу за нормальних умов завжди однаковий і дорівнює 22,41 дм 3 /моль. Цей обсяг називається молярним обсягом ідеального газу. Тобто, в 1 молі будь-якого газу (кисень, водень, повітря) обсяг дорівнює 22,41 дм3/м.
Мал. 3. Молярний обсяг газу за нормальних умов.
Таблиця "молярний обсяг газів"
У наступній таблиці представлений обсяг деяких газів:
| Газ | Молярний об'єм, л |
| H 2 | 22,432 |
| O 2 | 22,391 |
| Cl 2 | 22,022 |
| CO 2 | 22,263 |
| NH 3 | 22,065 |
| SO 2 | 21,888 |
| Ідеальний | 22,41383 |
Що ми дізналися?
Молярний обсяг газу, що вивчається з хімії (8 клас) поряд з молярною масою та щільністю є необхідними величинами для визначення складу тієї чи іншої хімічної речовини. Особливістю молярного газу і те, що у одному молі газу завжди міститься однаковий обсяг. Цей обсяг називається молярним обсягом газу.
Тест на тему
Оцінка доповіді
Середня оцінка: 4.3. Усього отримано оцінок: 182.
З положень про те, що одна моль будь-якої речовини включає число частинок цієї речовини, що дорівнює кількості Авогадро, і що рівні числа частинок різних газів за однакових фізичних умов містяться в рівних обсягах цих газів, випливає слідство:
рівні кількості будь-яких газоподібних речовин за однакових фізичних умов займають рівні обсяги
Наприклад, обсяг одного моль будь-якого газу має (при p, T = const) одне й те саме значення. Отже, рівняння реакції, що протікає за участю газів, ставить не тільки співвідношення їх кількостей і мас, а й обсягів.
молярний об'єм газу (V M) - це об'єм газу, в якому міститься 1 моль частинок цього газу
V M = V / n
Одиниця молярного об'єму газу СІ - кубічний метр на моль (м 3 /моль), але частіше використовують дольные одиниці - літр (кубічний дециметр) на моль (л/моль, дм 3 /моль) і мл (кубічний сантиметр) на моль ( см 3/моль).
Відповідно до визначення молярного обсягу для будь-якого газу відношення його обсягу Vдо кількості nбуде однаковим за умови, що це є ідеальний газ.
За нормальних умов (н.у.) – 101,3 кПа, 0°С – молярний об'єм ідеального газу дорівнює
V M = 2,241381 · 10 -2 м 3 /моль ≈ 22.4 л/моль
У хімічних розрахунках використовується заокруглене значення 22,4 л/моль, оскільки точне значення відноситься до ідеального газу, а більшість реальних газів за властивостями відрізняються від нього. Реальні гази з дуже низькою температурою рівноважної конденсації (H 2 , O 2 , N 2) за нормальних умов мають об'єм, майже рівний 22,4 л/моль, а гази, що конденсуються при високих температурах, мають дещо менше значення молярного об'єму при н. у. для CO 2 - 22.26 л/моль, для NH 3 - 22,08 л/моль.
Знаючи об'єм деякого газу за заданих умов, можна визначити кількість речовин у цьому обсязі, і навпаки, за кількістю речовини в даній порції газу можна знайти об'єм цієї порції:
n = V / V M; V = V M * n
Молярний обсяг газу за н.у. - фундаментальна фізична стала, яка широко використовується в хімічних розрахунках. Вона дозволяє застосовувати обсяг газу замість його маси, що дуже зручно в аналітичній хімії (газоаналізатори засновані на вимірюванні об'єму), оскільки легше виміряти об'єм газу, ніж його масу.
Значення молярного обсягу газу за н.у. є коефіцієнтом пропорційності між постійними Авогадро та Лошмідта:
V M = N A / N L = 6.022 · 10 23 (моль -1) / 2,24 · 10 4 (см 3 / моль) = 2.69 · 10 19 (см -3)
Використовуючи значення молярного об'єму та молярну масу газу можна визначити щільність газу:
ρ = M / V M
У розрахунках, заснованих на законі еквівалентів для газоподібних речовин (реагентів, продуктів) замість еквівалентної маси зручніше застосовувати еквівалентний обсяг, який є відношенням обсягу порції даного газу до еквівалентної кількості речовини в цій порції:
V eq = V / n eq = V / zn = V M / z; (p, T = const)
Одиниця еквівалентного обсягу збігається з одиницею молярного обсягу. Значення еквівалентного обсягу газу є константою даного газу лише в конкретній реакції, оскільки залежить від фактора еквівалентності f eq.
Молярний об'єм газу
Молярний об'єм газу З положень про те, що одна моль будь-якої речовини включає число частинок цієї речовини, що дорівнює кількості Авогадро, і що рівні числа частинок різних газів при однакових
Обсяг газу за нормальних умов
Тема 1
УРОК 7
Тема. Молярний об'єм газів. Обчислення обсягу газу за нормальних умов
Цілі уроку: ознайомити учнів із поняттям «молярний обсяг»; розкрити особливості використання поняття "молярний обсяг" для газоподібних речовин; навчити учнів використовувати отримані знання для розрахунків обсягів газів за нормальних умов.
Тип уроку: комбінований.
Форми роботи: оповідання вчителя, керована практика.
Обладнання: Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва, картки із завданнями, куб об'ємом 22,4 л (зі стороною 28,2 см).
ІІ. Перевірка домашнього завдання, актуалізація опорних знань
Учні здають на перевірку виконане на аркушах домашнє завдання.
1) Що таке «кількість речовини»?
2) Одиниця виміру кількості речовини.
3) Скільки частинок міститься в 1 моль речовини?
4) Яка існує залежність між кількістю речовини та агрегатного стану, в якому знаходиться ця речовина?
5) Скільки молекул води міститься в 1 моль льоду?
6) А в 1 моль рідкої води?
7) У 1 моль водяної пари?
8) Яку масу матимуть:
III. Вивчення нового матеріалу
Створення та вирішення проблемної ситуації Проблемне питання. Який обсяг займатиме:
Відповісти на ці питання відразу ми не можемо, тому що обсяг речовини залежить від густини речовини. І згідно з формулою V = m / ρ обсяг буде різним. 1 моль пари займає більший обсяг, ніж 1 моль води чи льоду.
Тому що в рідких та газоподібних речовинах відстань між молекулами води різна.
Вивченням газоподібних речовин займалося багато вчених. Значний внесок у вивчення цього питання зробили французький хімік Жозеф Луї Гей-Люссак та англійський фізик Роберт Бойль, які сформулювали низку фізичних закономірностей, що описують стан газів.
З цих закономірностей ви знаєте?
Усі гази однаково стискаються, мають однаковий термічний коефіцієнт розширення. Обсяги газів залежить від розмірів окремих молекул, як від відстані між молекулами. Відстань між молекулами залежить від швидкості їх руху, енергії і, відповідно, температури.
На підставі цих законів та своїх досліджень італійський учений Амедео Авогадро сформулював закон:
У рівних обсягах різних газів міститься однакова кількість молекул.
За звичайних умов газоподібні речовини мають молекулярну будову. Молекули газів дуже дрібні порівняно з відстанню між ними. Тому обсяг газу визначається не розміром частинок (молекул), а відстанню між ними, що для будь-якого газу приблизно однакова.
А. Авогадро зробив висновок, що якщо взяти 1 моль, тобто 6,02 · 1023 молекул будь-яких газів, то вони займатимуть однаковий обсяг. Але при цьому вимірюватися цей обсяг за однакових умов, тобто за однакових температур і тиску.
Умови, за яких проводяться такі розрахунки, назвали нормальними умовами.
Нормальні умови (н. в.):
Т = 273 К або t = 0 ° С
Р = 101,3 кПа чи Р = 1 атм. = 760 мм рт. ст.
Об'єм 1 моль речовини називають молярним об'ємом (Vm). Для газів за нормальних умов дорівнює 22,4 л/моль.
Демонструється куб об'ємом 22,4 л.
У кубі міститься 6,02-1023 молекул будь-яких газів, наприклад, кисню, водню, аміаку (NH 3), метану (СН4).
При яких умовах?
При температурі 0 ° С та тиску 760 мм рт. ст.
Із закону Авогадро випливає, що
де Vm = 22,4 л/моль будь-якого газу за зв. в.
Отже, знаючи обсяг газу, можна визначити кількість речовини, і навпаки.
IV. Формування навичок та умінь
Практика на прикладах
Обчисліть, який обсяг займатимуть 3 моль кисню за зв. в.
Обчисліть кількість молекул карбон(IV) оксиду обсягом 44,8 л (н. в).
2) Обчислимо кількість молекул СО 2 за формулами:
N (CO 2 ) = 2 моль · 6,02 · 1023 молекул/моль = 12,04 · 1023 молекул.
Відповідь: 12,04 · 1023 молекул.
Обчисліть, який об'єм займає азот масою 112 г (по зв. в.).
V (N 2) = 4 моль · 22,4 л/моль = 89,6 л.
V. Домашнє завдання
Опрацювати відповідний параграф підручника, відповісти на запитання.
Творче завдання (домашня практика). Самостійно вирішити задачі 2, 4, 6 з картки.
Картка-завдання до уроку 7
Обчисліть, який обсяг займе 7 моль азоту N 2 (по зв. ст).
Обчисліть кількість молекул водню об'ємом 112 л.
(Відповідь: 30,1 · 1023 молекул)
Обчисліть, який обсяг займає сірководень масою 340 г.
Обсяг газу за нормальних умов
Молярний об'єм газів. Обчислення обсягу газу за нормальних умов – КІЛЬКІСТЬ РЕЧОВИНИ. РОЗРАХУНКИ ПО ХІМІЧНИМ ФОРМУЛАМ – ВСІ УРОКИ ХІМІЇ – 8 клас – конспекти уроків – уроки хімії – План уроку – Конспект уроку – Плани уроків – розробки уроків з хімії – ХІМІЯ – Стандарт та академічний рівень шкільна програма – всіх уроків школи
Газові закони Закон Авогадро. Молярний об'єм газу
Французький вчений Ж.Л. Гей-Люссак встановив закон об'ємні відносини:
Наприклад, 1 л хлору з'єднується з 1 л водню , утворюючи 2 л хлороводню ; 2 л оксиду сірки (IV) з'єднуються з 1 л кисню утворюючи 1 л оксиду сірки (VI).
Цей закон дозволив італійському вченому А. Авогадроприпустити, що молекули простих газів ( водню, кисню, азоту, хлору та ін.
) складаються з двох однакових атомів
. При з'єднанні водню із хлором їх молекули розпадаються на атоми, а останні утворюють молекули хлороводню. Але оскільки з однієї молекули водню та однієї молекули хлору утворюються дві молекули хлороводню, обсяг останнього має дорівнювати сумі обсягів вихідних газів.
Таким чином, об'ємні відносини легко пояснюються, якщо виходити з уявлення про двоатомність молекул простих газів ( Н2, Сl2, O2, N2 та ін.
)- Це служить, своєю чергою, доказом двоатомності молекул цих речовин.
Вивчення властивостей газів дозволило А. Авогадро висловити гіпотезу, яка згодом була підтверджена досвідченими даними, а тому почала називатися законом Авогадро:
Із закону Авогадро випливає важливе слідство: за однакових умов 1 моль будь-якого газу займає однаковий обсяг.
Цей обсяг можна обчислити, якщо відома маса 1 л газу. За нормальних умов, (н.у.) тобто температурі 273К (О ° С) та тиск 101325 Па (760 мм рт. ст.) маса 1 л водню дорівнює 0,09 г, молярна маса його дорівнює 1,008 2 = 2,016 г/моль. Тоді обсяг, який займає 1 моль водню за нормальних умов, дорівнює 22,4 л
За тих же умов маса 1л кисню 1,492г ; молярна 32г/моль . Тоді обсяг кисню при (н.у.) теж дорівнює 22,4 моль.
Молярний обсяг газу - це відношення обсягу речовини до кількості цієї речовини:
де V m - молярний обсяг газу (розмірність л/моль ); V – обсяг речовини системи; n - Кількість речовини системи. Приклад запису: V m газу (н.у.) = 22,4 л/моль.
З закону Авогадро визначають молярні маси газоподібних речовин. Чим більша маса молекул газу, тим більша маса одного й того ж обсягу газу. У рівних обсягах газів за однакових умов міститься однакове число молекул, отже, і молей газів. Відношення мас рівних обсягів газів дорівнює відношенню їх молярних мас:
де m 1 - Маса певного обсягу першого газу; m 2 - Маса такого ж обсягу другого газу; M 1 і M 2 - молярні маси першого та другого газів.
Зазвичай щільність газу визначають по відношенню до найлегшого газу - водню (позначають D H2 ). Молярна маса водню дорівнює 2г/моль . Тож отримуємо.
Молекулярна маса речовини в газоподібному стані дорівнює його подвоєній щільності водню.
Часто щільність газу визначають по відношенню до повітря (D B ) . Хоча повітря є сумішшю газів, все ж таки говорять про його середню молярну масу. Вона дорівнює 29г/моль. В цьому випадку молярна мас визначається виразом М = 29D B .
Визначення молекулярних мас показало, що молекули простих газів складаються з двох атомів (Н2, F2, Cl2, O2 N2) а молекули інертних газів - з одного атома (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). Для благородних газів «молекула» та «атом» рівнозначні.
Закон Бойля – Маріотта:
при постійній температурі об'єм даної кількості газу обернено пропорційний тиску, під яким він знаходиться.Звідси pV = const
,
де р
- тиск, V
- Об'єм газу.
Закон Гей-Люссака:
при постійному тиску зміна обсягу газу прямо пропорційно температурі, тобто.
V/T = const,
де Т
- температура за шкалою До
(Кельвіна)
Об'єднаний газовий закон Бойля - Маріотта та Гей-Люссака:
pV/T = const.
Ця формула зазвичай використовується для обчислення обсягу газу за даних умов, якщо відомий його обсяг за інших умов. Якщо здійснюється перехід від нормальних умов (або нормальних умов), то цю формулу записують наступним чином:
pV/T = p
V
/T
,
де р
,V
,T
-тиск, обсяг газу та температура за нормальних умов ( р
= 101 325 Па
, Т
= 273 К
V
= 22,4 л/моль)
.
Якщо відомі маса та кількість газу, а треба обчислити його обсяг, або навпаки, використовують рівняння Менделєєва-Клайперона:
де n - кількість речовини газу, моль; m - Маса, г; М - молярна маса газу, г/іоль ; R - Універсальна газова постійна. R = 8,31 Дж/(моль*К)
Газові закони
Газові закони Закон Авогадро. Молярний обсяг газу Французький вчений Ж.Л. Гей-Люссак встановив закон об'ємних відносин: Наприклад, 1 л хлору з'єднується з 1 л водню, утворюючи 2 л.
Назви кислотутворюються від російської назви центрального атома кислоти з додаванням суфіксів та закінчень. Якщо ступінь окислення центрального атома кислоти відповідає номеру групи Періодичної системи, то назва утворюється за допомогою найпростішого прикметника від назви елемента: H 2 SO 4 – сірчана кислота, HMnO 4 – марганцева кислота. Якщо кислотоутворюючі елементи мають два ступені окислення, то проміжний ступінь окислення позначається суфіксом -іст-: H 2 SO 3 - сірчиста кислота, HNO 2 - азотиста кислота. Для назв кислот галогенів, що мають багато ступенів окиснення, застосовуються різні суфікси: типові приклади – HClO 4 – хлор н кислота, HClO 3 – хлор новий ая кислота, HClO 2 – хлор іст ая кислота, HClO – хлор новатист ая кислота (безкиснева кислота HCl називається хлороводневої кислотою – зазвичай соляної кислотою). Кислоти можуть відрізнятися числом молекул води, що гідратує оксид. Кислоти, що містять найбільше атомів водню, називаються ортокислотами: H 4 SiO 4 – ортокремнієва кислота, H 3 PO 4 – ортофосфорна кислота. Кислоти, що містять 1 або 2 атоми водню, називаються метакислотами: H 2 SiO 3 – метакремнієва кислота, HPO 3 – метафосфорна кислота. Кислоти, що містять два центральні атоми, називаються ді кислотами: H 2 S 2 O 7 – дисерна кислота, H 4 P 2 O 7 – дифосфорна кислота.
Назви комплексних сполук утворюються так само, як назви солейале комплексному катіону або аніону дається систематична назва, тобто вона читається праворуч наліво: K 3 – гексафтороферрат(III) калію, SO 4 – сульфат тетрааммінмеді(II).
Назви оксидівутворюються за допомогою слова «оксид» та родового відмінка російської назви центрального атома оксиду із зазначенням, у разі потреби, ступеня окислення елемента: Al 2 O 3 – оксид алюмінію, Fe 2 O 3 – оксид заліза (III).
Назви підставутворюються за допомогою слова «гідрокс» і родового відмінка російської назви центрального атома гідроксиду із зазначенням, у разі потреби, ступеня окислення елемента: Al(OH) 3 – гідроксид алюмінію, Fe(OH) 3 – гідроксид заліза(III).
Назви сполук з воднемутворюються залежно від кислотно-основних властивостей цих сполук. Для газоподібних кислотоутворювальних сполук з воднем застосовуються назви: H 2 S - сульфан (сірководень), H 2 Se - селан (селеноводород), HI - йодоводород; їх розчини у воді називаються відповідно сірководневою, селеноводородною та йодоводородною кислотами. Для деяких сполук з воднем застосовуються спеціальні назви: NH3 – аміак, N2H4 – гідразин, PH3 – фосфін. З'єднання з воднем, що має ступінь окислення -1, називаються гідридами: NaH - гідрид натрію, CaH 2 - гідрид кальцію.
Назви солейутворюються від латинської назви центрального атома кислотного залишку з додаванням префіксів та суфіксів. Назви бінарних (двохелементних) солей утворюються за допомогою суфікса – ід: NaCl - хлорид натрію, Na 2 S - сульфід натрію. Якщо центральний атом кисневмісного кислотного залишку має два позитивні ступені окислення, то найвищий рівень окислення позначається суфіксом – ат: Na 2 SO 4 – сульф ат натрію, KNO 3 – нітр ат калію, а нижчий рівень окислення – суфіксом – іт: Na 2 SO 3 – сульф іт натрію, KNO 2 – нітр іт калію. Для назви кисневмісних солей галогенів користуються префіксами та суфіксами: KClO 4 – пров хлор ат калію, Mg(ClO 3) 2 – хлор ат магнію, KClO 2 – хлор іт калію, KClO – гіпо хлор іт калію.
Насичуваність ковалентнихихзв'язокїй- проявляється в тому, що в з'єднаннях s-і p-елементів немає неспарених електронів, тобто всі неспарені електрони атомів утворюють зв'язувальні електронні пари (виключення становлять NO, NO 2 , ClO 2 і ClO 3).
Неподілені електронні пари (НЕП) – електрони, які займають атомні орбіталі парами. Наявність НЕП обумовлює здатність аніонів або молекул, утворювати донорно-акцепторні зв'язки як донори електронних пар.
Неспарені електрони - електрони атома, що містяться по одному в орбіталі. Для s- та p-елементів число неспарених електронів визначає, скільки сполучних електронних пар може утворити даний атом з іншими атомами обмінного механізму. У методі валентних зв'язків виходять із того, що число неспарених електронів може бути збільшено за рахунок неподілених електронних пар, якщо в межах валентного електронного рівня є вакантні орбіталі. У більшості сполук s-IP-елементів неспарених електронів немає, тому що всі неспарені електрони атомів утворюють зв'язки. Однак молекули з неспареними електронами існують, наприклад, NO, NO 2 , вони мають підвищену реакційну здатність і мають тенденцію утворювати димери типу N 2 O 4 за рахунок неспарених електронів.
Нормальна концентрація –це число молей еквівалентів в 1 л розчину.
Нормальні умови -температура 273K (0 o C), тиск 101,3 кПа (1 атм).
Обмінний та донорно-акцепторний механізми утворення хімічного зв'язку. Утворення ковалентних зв'язків між атомами може відбуватися подвійно. Якщо утворення зв'язувальної електронної пари відбувається за рахунок неспарених електронів обох зв'язаних атомів, то такий спосіб утворення зв'язувальної електронної пари зветься обмінного механізму - атоми обмінюються електронами, причому зв'язувальні електрони належать обом зв'язаним атомам. Якщо ж сполучна електронна пара утворюється за рахунок неподіленої електронної пари одного атома і вакантної орбіталі іншого атома, то таке утворення електронної пари є донорно-акцепторним механізмом (див. метод валентних зв'язків).
Оборотні іонні реакції –це такі реакції, в яких утворюються продукти, здатні утворювати вихідні речовини (якщо мати на увазі написане рівняння, то про оборотні реакції можна сказати, що вони можуть протікати в ту й іншу сторону з утворенням слабких електролітів або малорозчинних сполук). Оборотні іонні реакції часто характеризуються неповнотою перетворення; оскільки протягом оборотної іонної реакції утворюються молекули або іони, які викликають зміщення у бік вихідних продуктів реакції, тобто як би «гальмують» реакцію. Оборотні іонні реакції описуються за допомогою знака ⇄, а незворотні – знака →. Прикладом оборотної іонної реакції може бути реакція H 2 S + Fe 2+ ⇄ FeS + 2H + , а прикладом незворотної – S 2- + Fe 2+ → FeS.
Окислювачі – речовини, у яких при окислювально-відновних реакціях ступеня окиснення деяких елементів зменшуються.
Окисно-відновна двоїстість –здатність речовин виступати в окисно-відновних реакціях як окислювач або відновник залежно від партнера (наприклад, H 2 O 2 , NaNO 2).
Окисно-відновні реакції(ОВР) -це хімічні реакції, протягом яких змінюються ступеня окиснення елементів реагуючих речовин.
Окисно-відновний потенціал –величина, що характеризує окислювально-відновну здатність (силу) і окислювача, і відновника, що становлять відповідну напівреакцію. Так, окислювально-відновний потенціал пари Cl 2 /Cl - , рівний 1,36, характеризує молекулярний хлор як окислювач і хлорид-іон як відновник.
Оксиди –з'єднання елементів з киснем, у яких кисень має ступінь окислення, що дорівнює –2.
Орієнтаційні взаємодії– міжмолекулярні взаємодії полярних молекул.
Осмос –явище перенесення молекул розчинника на напівпроникній (проникній тільки для розчинника) мембрані у бік меншої концентрації розчинника.
Осмотичний тиск -фізико-хімічна властивість розчинів, обумовлена здатністю мембран пропускати лише молекули розчинника. Осмотичний тиск із боку менш концентрованого розчину зрівнює швидкості проникнення молекул розчинника в обидві сторони мембрани. Осмотичний тиск розчину дорівнює тиску газу, в якому концентрація молекул така сама, як концентрація частинок у розчині.
Підстави по Арреніусу -речовини, які у процесі електролітичної дисоціації відщеплюють гідроксид-іони.
Підстави по Бренстеду -сполуки (молекули або іони типу S2-, HS-), які можуть приєднувати іони водню.
Основи по Льюїсу (Люїсові підстави) – з'єднання (молекули або іони) з неподіленими електронними парами, здатними утворювати донорно-акцепторні зв'язки. Найпростішою льюїсовою основою є молекули води, які мають сильні донорні властивості.