Следствия из закона Авогадро

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

по общей и неорганической химии

для студентов 1 курса медицинского факультета

 

Часть II. Теоретические основы. Задачи. Справочные материалы.

 

Санкт-Петербург

2008

Утверждено на заседании кафедры общей и неорганической химии химического факультета 24.06.08, протокол №11.

Составители: проф. М. К. Хрипун,
доц. А. О. Козин,
проф. Ю. В. Кондратьев,
доц. Л. П. Белорукова,
доц. И. А. Дементьев,
доц. М. А. Кононова
ст. преп. В. Д. Хрипун

 

Рецензент: доц. Н. Г. Суходолов

 

Набор и компьютерная верстка В.Д. Хрипун

 

 

Методические указания для студентов медицинского факультета состоят из семи разделов:

1. Основные законы и понятия химии.

2. Введение в теорию химического процесса.

3. Основы химической кинетики.

4. Химическое равновесие.

5. Растворы.

6. Окислительно-восстановительные реакции.

7. Приложения.

Основные законы и понятия химии

Атомно-молекулярная теория

1.1.1. Основные положения

1. Все вещества состоят из молекул.

Молекула – сложная частица, состоящая из нескольких атомов и являющаяся наименьшей частицей вещества, обладающего всеми его химическими свойствами

2. Все молекулы состоят из атомов.

Атом – мельчайшая частица вещества, которую невозможно разделить на составные части, превратить в другой атом или уничтожить химическим путем. Атом – носитель свойств элемента.

3. Атомы разных элементов различаются по массе.

Химический элемент – совокупность атомов, имеющих одинаковый заряд ядра.

Совокупность одинаковых атомов образуют простое вещество.

4. Атомы различных химических элементов взаимодействует друг с другом в целочисленных соотношениях, образуя молекулы.

1.1.2. Основные законы

Закон сохранения массы (1748 г. – М.В. Ломоносов; 1789 г. – А.-Л. Лавуазье)

    любое химическое превращение в закрытой системе не приводит к изменению массы системы.

Закон постоянства состава (1799 г. – Ж.Л.. Пруст)

    состав чистого молекулярного вещества не зависит от способа его получения

Закон простых кратных соотношений (1804 – Дж. Дальтон)

    если два элемента образуют между собой несколько соединений, то на одну и ту же массу     первого элемента будут приходиться массы второго, соотносящиеся между собой как небольшие целые числа.

Закон простых объемных соотношений (1805 – Ж. Гей-Люссак)

    объемы реагирующих газов относятся друг к другу и к объему газообразных продуктов как небольшие целые числа

Закон Авогадро (1811 г. – А. Авогадро)

    в равных объемах газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул

Закон Дальтона

    сумма парциальных давлений всех газов, входящих в смесь, равно общему давлению газовой смеси

Парциальное давление – это давление, которое создавал бы газ, если бы находился в том же объеме при той же температуре один

Обобщенный газовый закон (уравнение Клапейрона-Менделеева)

где Р – давление газа (газовой смеси) или парциальное давление газа (кПа), входящего в смесь; V – объем сосуда (л); ν – количество газа (газовой смеси) (моль); Т – температура (К); R – универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/К·моль)^[1].

Основные следствия

Следствие из закона простых кратных соотношений

Относительная атомная (молекулярная) масса (А _R, M_R ) – безразмерное число, показывающее, во сколько раз масса данного атома (молекулы) больше, чем ¹/₁₂ массы атома изотопа углерода ¹²С; измеряется в атомных единицах массы а.е.м.

Следствия из закона Авогадро

1) При одинаковых (внешних) условиях (T, P) одно и тоже число молекул различных газов будет занимать одинаковый объем (формулировка, обратная закону).

2) Массы двух газов, взятых в равных объемах и при одних и тех же условиях, должны относиться друг к другу как их молярные массы:

Отношение масс газов – это относительная плотность одного газа по другому (для V₁=V₂ и одинаковых P, T):

     

3) При нормальных условиях (0⁰С, 101,325 кПа) 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л.

Моль (ν) – количество вещества, содержащее столько же частиц вещества (молекул, атомов, ионов или любых других формульных единиц), сколько содержится атомов в 12 г изотопа углерода ¹²С.

Число Авогадро( N_A ) – 6,02·10²³ частиц.

Молярная масса( M )   – масса одного моля вещества; измеряется в г/моль.

Молярный объем ( V_M ) – объем одного моля газа; измеряется в л/моль.

Полезные формулы

Связь между массой вещества m, количеством вещества ν и его молярной массой M:

,    или

Связь между объемом вещества V, количеством вещества ν и его молярным объемом V_M:

,         или