Личные инструменты

2168
з математики

132
учня

168
для 11 класу

443
відкореговано


Вашій увазі

24638
уроків


6. Молярний об’єм газів

Гіпермаркет Знань>>Хімія>>Хімія 8 клас>>Молярний об’єм газів


Сподіваюсь, ти розумієш, що в разі проведення реакцій за участю газів незручно вимірювати їх маси. Тому в лабораторіях і на підприємствах, де використовують або добувають газуваті речовини, вимірюють не маси, а об'єми газів, користуючись при цьому законом, який розкриває об'ємні відношення газів.
Перші кількісні дослідження реакцій між газами здійснив французький учений Ж. Л. Гей-Люссак. У 1808 р. він виявив закономірність, яка відома в науці як закон об'ємних відношень, або «хімічний» закон Гей-Люссака:
у хімічних реакціях об'єми газуватих речовин (реагентів і продуктів реакції) відносяться між собою як невеликі цілі числа.
Цей закон справедлцвий за умови, що об'єми газів виміряні за однакових температури і тиску. Ж. Л. Гей-Люссак експериментально довів, що 1 об'єм водню взаємодіє з 1 об'ємом хлору і при цьому утворюється 2 об'єми хлороводню:
 Н2     +    Сl2   =   2НСl
1 об'єм     1 об'єм      2 об'єми

Жозеф Луї Гей-Люссак. фото

Мал. 3. Жозеф Луї Гей-Люссак.
Жозеф Луї Гей-Люссак (1778—1850)
Французький хімік і фізик. Відкрив газові закони, які були названі його іменем, та закон простих об'ємних відношень. Довів, що Хлор, Йод, Калій, Натрій, Фосфор і Сульфур — хімічні елементи. Виготовив чисту синильну кислоту, здобув ціан. Побудував перші діаграми розчинності (1819). Удосконалив методи хімічного аналізу, поклав початок об'ємному аналізові. Винайшов башту для вловлювання нітроген оксидів у виробництві сульфатної кислоти (башта Гей-Люссака)

Виявилося, що відношення об'ємів газів, які вступають у реакцію й утворюються внаслідок її перебігу, відповідає коефіцієнтам у рівнянні хімічної реакції й дорівнює 1:1:2.
Оскільки це так, можна обчислювати об'єми газів за коефіцієнтами в рівнянні реакції, не вдаючись до інших обчислень (молярний об'єм газу, молярна маса тощо).
Об'єми газів, які вступають у реакцію й утворюються внаслідок її перебігу, відповідають коефіцієнтам у рівнянні хімічної реакції

Приклад 1. Який об'єм кисню необхідний для спалювання водню об'ємом 10 м3?
Дано:
V(Н2) = 10 м3
V(02) — ?

Розв'язування:

2     +  02     = 2Н20
2 об'єми  1 об'єм
3 рівняння реакції видно, що водень і кисень реагують в об'ємному відношенні 2:1. Який би об'єм водню не було взято, кисню потрібно вдвічі менше. Отже,
2 : 1 = 10 : х, звідки х = 5.

Відповідь. Для спалювання водню об'ємом 10 м3 потрібен кисень об'ємом 5 м3 (V(02) = 5 м3).


Виявлену Ж. Л. Гей-Люссаком закономірність простих співвідношень між об'ємами газів, що реагують, пояснив закон, відкритий у 1811 році італійським ученим А. Авогадро:
в однакових об'ємах різних газів за однакових умов міститься однакове число молекул.

Ти можеш запитати, як це можна зрозуміти, адже у різних газів молекули різні за розміром?
З курсу фізики тобі відомо, що молекули в газах розміщені так далеко одна від одної, що відстань між ними в багато разів перевищує розмір самих молекул. Тому об'єм газу визначається не розміром його молекул, а відстанями між ними. Якщо взяти різні гази за однакової температури і однакового тиску, то й відстані між молекулами в усіх газах будуть приблизно однаковими. От і виходить, що за однакових умов у однакових об'ємах газів міститься однакове число молекул.
Справедливим є і зворотне твердження: однакове число молекул будь-яких газів за однакових умов займає однаковий об'єм. Однакове число молекул (6,02 • 1023) міститься в 1 моль будь-якого газу. Отже, із закону Авогадро випливає наслідок: 1 моль газу за однакових умов займає однаковий об'єм. Цей об'єм називається молярним об'ємом газу (позначається Vm).
Молярний об'єм газу — це фізична величина, що дорівнює відношенню об'єму до кількості речовини:
Vm= V/v
Молярний об'єм газу вимірюється в кубічних метрах на моль (м3/моль) або в літрах на моль (л/моль).
Встановлено, що за нормальних умов (н. у.) об'єм будь-якого газу, взятого кількістю речовини 1 моль, приблизно сталий і дорівнює 22,4 л.


Нормальні умови (н. у.) — це стандартні фізичні умови, що визначаються тиском р = 101 325 Па (760 мм рт. cт.) і термодинамічною температурою Т = 273,15K(t = 0°C). У 1984р.Міжнародний Союз чистої і прикладної хімії (ІЮПАК) рекомендував вважати як стандартні тиск 105 Па (100 кПа) і температуру 273 К (0°С).


Застосовуючи формулу
Vm= V/v
яка виражає залежність між молярним об'ємом газу, об'ємом і кількістю речовини, можна розв'язувати різні задачі.
Нормальні умови (н. у.):
р = 100 кПа, T = 273 К (0°С)


Приклад 2. Обчисли молярний об'єм карбон(IV) оксиду С02, якщо відомо, що за нормальних умов 0,5 моль його займає об'єм 11,2 л.
Дано:
ν(CО2) = 0,5 моль
V(CО2) = 11,2 л
Vm(CО2) ?
Розв'язування:
Vm = V/ν;   Vm = (11,2 л)/(0,5 моль) = 22,4 л/моль.
Відповідь. Vm(CО2) = 22,4 л/моль.


Приклад 3. Яку кількість речовини за н. у. становить кисень об'ємом 44,8 л?
Дано:
V(О2) = 44,8 л
Vm = 22,4 л/моль
ν2) ?
Розв'язування:
Vm = V/ν, то ν = V/Vm
звідси ν2) = (44,8 л)/(22,4 л/моль) = 2 моль.
Відповідь. ν2) = 2 моль.


Приклад 4. Який об'єм за н. у. займатиме вуглекислий газ, узятий кількістю речовини 0,25 моль?
Дано:
ν(CО2) = 0,25 моль
Vm = 22,4 л/моль
V(CО2) — ?
Розв'язування:
Vm = V/ν;  то V = Vmν,  звідси V(CО2) = 22,4 л/моль • 0,25 моль = 5,6 л.
Відповідь. V(CО2) = 5,6 л.


Приклад 5*. Який об'єм кисню можна добути, якщо розкласти електричним струмом воду масою 180 г?
Дано:
m(H2О) = 180 г
V(О2) — ?
Розв'язування:
2О      =   2Н2   +     02
ν=2 моль                   ν=1 моль
М=2 • 18 = 36 г/моль  Vm = 22,4 л/моль
m = 36г                       V = 22,4 л
36 г : 22,4 л = 180 г : х
x = (22,4 л • 180 г)/(36 г) = 112 л.
Відповідь. Якщо розкласти воду масою 180 г, то за н. у. можна добути кисень об'ємом 112 л.


ВИСНОВКИ
У рівняннях хімічних реакцій коефіцієнти перед формулами газуватих речовин відповідають об'ємам цих газів. Будь-які гази кількістю речовини 1 моль за однакових умов займають однаковий об'єм. Цей об'єм називається молярним об'ємом газу.
Молярний об'єм газу за н. у. дорівнює 22,4 л/моль. Нормальні умови (н. у.) — тиск 100 кПа (1 атм) і температура 273 К (0 °С).


Завдання для самоконтролю
1. Азот N2 кількістю речовини 2 моль за н. у. займає об'єм (а) 22,4 л; (б) 11,2 л; (в) 44,8 л; (г) 5,6 л.
2. Карбон(ІІ) оксид об'ємом 20 л спалили в кисні. При цьому утворився карбон(IV) оксид об'ємом (а) 5 л; (б) 10 л; (в) 20 л; (г) 40л.
3. На спалювання сірководню H2S витрачено кисень об'ємом 15 л. Об'єм добутого при цьому сульфур(IV) оксиду дорівнює (а) 5л; (б) 10л; (в) 20л; (г) 40л.
4. Чи вистачить 80 м3 кисню для спалювання метану СН4 об'ємом 50 м3?
5*. Яка кількість речовини бертолетової солі КСlO3 розклалася, якщо утворився кисень об'ємом 16,8 л (н. у.)?

Додаткові завдання
6*. Знайди масу калій перманганату КМn04, яку треба витратити, аби добути кисень об'ємом 28 л (н. у.).
7*. Змішали хлор об'ємом 2 л і водень об'ємом 3 л. Суміш підірвали. Які гази і в якому об'ємі залишаться після реакції?
8*. Для синтезу амоніаку NH3 було взято азот N2 об'ємом 15 м3 і водень Н2 об'ємом 30 м3 (н. у.). Які гази і в якому об'ємі залишаться після синтезу?
9*. Чи вистачить водню, що утворився внаслідок взаємодії цинку кількістю речовини 0,5 моль з хлоридною кислотою НСІ, для відновлення заліза масою 11 г із залізної ожарини Fe304?
10*. Скільки молекул міститься в 1 л кисню (н. у.)? Скільки молекул кисню (приблизно) є в хімічному кабінеті вашої школи?

Н.М. Буринська, Хімія, 8 клас
Вислано читачами інтернет-сайту.


Онлайн бібліотека з підручниками і книгами, курс хімії для учнів 8 класу, реферати по хімії

Зміст уроку
1236084776 kr.jpg конспект уроку і опорний каркас                      
1236084776 kr.jpg презентація уроку 
1236084776 kr.jpg акселеративні методи та інтерактивні технології
1236084776 kr.jpg закриті вправи (тільки для використання вчителями)
1236084776 kr.jpg оцінювання 

Практика
1236084776 kr.jpg задачі та вправи,самоперевірка 
1236084776 kr.jpg практикуми, лабораторні, кейси
1236084776 kr.jpg рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
1236084776 kr.jpg домашнє завдання 

Ілюстрації
1236084776 kr.jpg ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
1236084776 kr.jpg реферати
1236084776 kr.jpg фішки для допитливих
1236084776 kr.jpg шпаргалки
1236084776 kr.jpg гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
1236084776 kr.jpg зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
1236084776 kr.jpg підручники основні і допоміжні 
1236084776 kr.jpg тематичні свята, девізи 
1236084776 kr.jpg статті 
1236084776 kr.jpg національні особливості
1236084776 kr.jpg словник термінів                          
1236084776 kr.jpg інше 

Тільки для вчителів
1236084776 kr.jpg ідеальні уроки 
1236084776 kr.jpg календарний план на рік 
1236084776 kr.jpg методичні рекомендації 
1236084776 kr.jpg програми
1236084776 kr.jpg обговорення



Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.