|
B однакових об'ємах газів за одних і тих самих умов (P, T) міститься однакова кількість молекул (1811 p.).
Закону підлягають усі гази незалежно від розмірів їх молекул. Не підлягають йому гази за умов високого тиску та низької температури та речовини в рідкому та газоподібному станах. Розглянемо, чому закону Авогадро підлягають гази і не підлягають рідкі та тверді речовини. 1. Об'єм, що займає певна кількість речовини в будь-якому агрегатному стані, обумовлюється трьома параметрами: кількістю речовини (числом молекул або інших складових часток – структурних елементів речовини), віддалями між складовими частинами та їх розмірами. 2. У газах за умов низького тиску віддалі між молекулами приблизно в 1000 разів більші за розміри самих молекул, тобто розміри молекул можна не враховувати. 3. Внаслідок цього об'єм газу обумовлюється двома параметрами: числом молекул та відстанями між ними. 4. За однакових умов (тиск та температура) відстані між молекулами в різних газах однакові. Ось чому за однакових умов рівні об'єми різних газів містять одне і те ж число молекул і навпаки. В рідинах та твердих речовинах відстані між частинками мають такий же порядок, як і розміри цих частинок. За низьких температур та під високим тиском відстані між молекулами в газах зменшуються і наближаються до розмірів молекули. Тому за таких умов і гази підлягають закону Авогадро. На основі закону були визначені молярний об'єм газу за нормальних умов, молекулярні маси та відносні густини газів, стала Авогадро та універсальна газова стала. Закон використовується в розрахунках за хімічними рівняннями. Із закону Авогадро випливає два наслідки. Перший наслідок: Один моль будь-якого газу за однакових умов займає однаковий об’єм. За нормальних умов (тиск 1 атм. або 101325 Па та температура 273,15 К або 0˚С) об’єм 1 моль будь-якого газу буде дорівнювати 22,4 л. (22,4 л/моль – молярний об’єм газу за нормальних умов (н.у.), Vm). Молярний об’єм газу –це величина, що дорівнює відношенню об’єму газу за даних умов до кількості речовини цього газу: Молярний об’єм газу можна обчислити, знаючи молярну масу газу та його густину: Vm = де Vm – молярний об’єм газу, м3/моль (л/моль), M – молярна маса газу, кг/моль (г/моль), ρ – густина газу, кг/м3 (г/л). Другий наслідок: Маса того самого об’єму газу тим більша, чим більша маса його молекул. Якщо в однакових об’ємах газів за тих самих умов міститься однакова кількість молекул, то: а) відношення мас однакових об’ємів газів за тих самих умов дорівнює відношенню їхніх молярних мас:
де m1 і m2 – маси певного об’єму першого та другого газів; М1 і М2 – молярні маси відповідно першого та другого газів. б) відношення маси певного газу до маси такого самого об’єму іншого газу (взятих за однакових температури і тиску) називається відносною густиною першого газу за другим:
Тому можна стверджувати, що густини різних газів, що взяті за однакових умов, пропорційні їх молярним масам: Приклад 12.За допомогою якого рівняння розраховують параметри газів, якщо умови відмінні від нормальних. Відповідь: Якщо умови відмінні від нормальних, то при розрахунках параметрів газів використовують рівняння Клапейрона – Менделєєва: pV= М –молярна маса газу (г/моль); m – маса газу (г); T – температура (К); V – об’єм газу (м3); p – тиск газу (Па); R – універсальна газова стала (8,314 Дж/К∙моль). При розв’язуванні задач з використанням цього рівняння температуру необхідно перевести в К (Т = t oС + 273), відповідно, тиск переводять в Па (1 атм = 101325 Па,
Приклад 13.Взято дві посудини однакового об’єму. В одну з них вмістили аміак, а в іншу – хлор. Маси газів однакові, тиск також однаковий. Чи однакова температура у посудинах? Відповідь: За рівнянням Клапейрона–Менделєєва:
М(NH3) = 17 г/моль М(Cl2) = 71 г/моль Поскільки молярна маса хлору більша за молярну масу аміаку, то й температура в посудині з хлором буде більша.
Приклад 14.Визначіть молекулярну масу газу, якщо 0,2 кг його при температурі 67˚С і тискові 4 атм займають об’єм 30,32 л.
Знайти: М(газу) - ? Відповідь: молекулярна маса газу дорівнює 46 а.о.м. Приклад 15.Який об’єм Н2S можна спалити у 800 л повітря? Визначте об’єм сульфур (ІV) оксиду, який одержиться при цьому згорянні.
Відповідь: 112 л H2S Приклад 16.Який об’єм ацетилену теоретично можна спалити в 1 м3 повітря? Який об’єм СО2 одержується при цьому? Обчисліть зменшення об’єму із врахуванням, що пара конденсується у воду.
Об’єм СО2, який утворюється, у двічі більший, ніж об’єм ацетилену: 84 ∙ 2 = 168 л. З рівняння реакції випливає, що із 7 об’ємів газів одержиться 4 об’єми, тобто проходить зменшення на три об’єми. Об’єм використаних газів: 210 + 84 = 294 л, а зменшення об’єму становить 3/7, тобто 126 л. Відповідь: 84 л(С2Н2); зменшення об’єму на 126 л.
Приклад 17. Розрахувати масові частки елементів у ортофосфатній кислоті.
Обчислюємо масові частки Гідрогену, Фосфору і Оксигену у ортофосфатній кислоті:
де
Відповідь: масові частки Гідрогену –3,06%; Фосфору – 31,63%; Оксигену – 65,31%. Приклад 18. Яку масу мають 30 л азоту за нормальних умов?
Визначаємо масу 1,34 моль азоту: Відповідь: маса 30 л азоту за н. у. 37,52 г. Приклад 19. Обчислити густину і відносну густину
Відносну густину карбон (IV) оксиду
Відносну густину карбон (IV) оксиду
Відповідь: густина Приклад 20. Відносна густина газу за повітрям дорівнює 1,517. Обчислити кількість речовини цього газу, що міститься в його зразку масою 11 г.
Відповідь: кількість речовини газу
Приклад 21. У колбі міститься водень масою 0,24 г та кисень масою 4 г. Обчисліть об’ємну та молярну частки водню в цій газовій суміші.
де Обчислюємо кількість речовини кисню:
Визначаємо об’єм кисню: Об’єм газової суміші становить: Розраховуємо об’ємну частку водню в суміші:
Визначаємо молярну частку водню:
Відповідь: молярна частка газу в газовій суміші дорівнює об’ємній частці цього газу, що випливає із закону Авогадро.
Тестові завдання з теми: «Атомно-молекулярне вчення». Просмотров: 1514 Вернуться в категорию: Животные |
© 2013-2023 cozyhomestead.ru - При использовании материала "Удобная усадьба", должна быть "живая" ссылка на cozyhomestead.ru.
|