Гіпермаркет Знань>>Хімія>>Хімія 8 клас>>Хімія: Молярний об’єм газів
Тобі треба знати і вміти пояснювати суть закону об'ємних відношень; закону Авогадро; поняття «молярний об'єм газу»; вміти: обчислювати об'єми газів за рівнянням реакції та молярний об'єм газу; встановлювати взаємозв'язок між фізичними величинами.
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 (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? Розв'язування: Дано: V(Н2) = 10 м3 2Н2 + 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:
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 mm рт. cm.) і термодинамічною температурою Т = =273,15K(t = 0°C). У1984р.Міжнародний Союз чистої і прикладної хімії (ІЮПАК) рекомендував вважати як стандартні тиск 105 Па (100 кПа) і температуру 273 К (О °С). Застосовуючи формулу
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(C02) = 0,5 моль V(С02) = 11,2 л Vm(C02)-? Розв'язування: Vm = V/ν; Vm = (11,2 л)/(0,5 моль) = 22,4 л/моль. Відповідь. Vm(CO2) = 22,4 л/моль.
Приклад 3. Яку кількість речовини за н. у. становить кисень об'ємом 44,8 л? Дано: V(02) = 44,8 л Vm = 22,4 моль ν(02)-? Розв'язування: Vm = V/ν, то ν = V/Vm звідси ν(02) = (44,8 л)/(22,4 л/моль) = 2 моль. Відповідь. ν(02) = 2 моль.
Приклад 4. Який об'єм за н. у. займатиме вуглекислий газ, узятий кількістю речовини 0,25 моль? Дано: v(CО2) = 0,25 моль Vm = 22,4 л/моль V(CО2) — ? Розв'язування: Vm = V/ν; то V = Vm•ν, звідси V(C02) = 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: 2Н2О = 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) 22,4л; (б) 11,2л; (в)44,8л; (г)5,6л. 2. Карбон(ІІ) оксид об'ємом 20 л спалили в кисні. При цьому утворився кар-6oh(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(ІУ) 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 КСЮ3 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 ЗО 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
конспект уроку і опорний каркас
презентація уроку
акселеративні методи та інтерактивні технології
закриті вправи (тільки для використання вчителями)
оцінювання
Практика
задачі та вправи,самоперевірка
практикуми, лабораторні, кейси
рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
домашнє завдання
Ілюстрації
ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
реферати
фішки для допитливих
шпаргалки
гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати
Доповнення
зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
підручники основні і допоміжні
тематичні свята, девізи
статті
національні особливості
словник термінів
інше
Тільки для вчителів
ідеальні уроки
календарний план на рік
методичні рекомендації
програми
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.
|