I. НОВЫЙ МАТЕРИАЛ
К основным законам химии относится закон постоянства состава: (записать закон)
Всякое чистое вещество независимо от способа его получения всегда имеет постоянный качественный и количественный состав.
Атомно-молекулярное учение позволяет объяснить закон постоянства состава. Поскольку атомы имеют постоянную массу, то и массовый состав вещества в целом постоянен.
Закон постоянства состава впервые сформулировал французский ученый-химик Ж.Пруст в 1808 г
Он писал: "От одного полюса Земли до другого соединения имеют одинаковый состав и одинаковые свойства. Никакой разницы нет между оксидом железа из Южного полушария и Северного. Малахит из Сибири имеет тот же состав, как и малахит из Испании. Во всем мире есть лишь одна киноварь".
В этой формулировке закона, как и в приведенной выше, подчеркивается постоянство состава соединения независимо от способа получения и места нахождения.
Чтобы получить сульфид железа(II), мы смешивали железо и серу в соотношении 7:4. Посмотрите видео-эксперимент. Если смешать их в другой пропорции, например 10:4, то химическая реакция произойдет, но 3 г железа в реакцию не вступит. Почему наблюдается такая закономерность? Известно, что в сульфиде железа(II) на каждый один атом железа приходится один атом серы (демонстрация кристаллической решетки, рис.). Следовательно, для реакции нужно брать вещества в таких массовых соотношениях, чтобы сохранялось соотношение атомов железа и серы (1:1). Поскольку численные значения атомных масс Fe, S и их относительных атомных масс Ar (Fe), Ar (S) совпадают, можно записать:Ar (Fe): Ar (S) = 56:32 = 7:4. Отношение 7:4 сохраняется постоянно, в каких бы единицах массы ни выражать массу веществ (г, кг, т, а.е.м.). Большинство химических веществ обладает постоянным составом.
Рис. Кристаллическая решетка сульфида железа(II)
Развитие химии показало, что наряду с соединениями постоянного состава существуют соединения переменного состава. По предложению Н.С. Курнакова первые названы дальтонидами (в память английского химика и физика Дальтона), вторые - бертоллидами (в память французского химика Бертолле, предвидевшего такие соединения). Состав дальтонидов выражается простыми формулами с целочисленными стехиометрическими индексами, например Н2О, НCl, ССl4, СO2. Состав бертоллидов изменяется и не отвечает стехиометрическим отношениям.
В связи с наличием соединений переменного состава в современную формулировку закона постоянства состава следует внести уточнение.
Cостав соединений молекулярной структуры, т.е. состоящих из молекул, - является постоянным независимо от способа получения. Состав же соединений с немолекулярной структурой (с атомной, ионной и металлической решеткой) не является постоянным и зависит от условий получения.
II. На основе закона постоянства состава можно производить различные расчёты. (записать примеры задач в тетрадь, разобрать алгоритм решения) Задача №1 В каких массовых отношениях соединяются химические элементы в серной кислоте, химическая формула которой H2SO4? Решение: Используя ПСХЭ найдём относительные атомные массы химических элементов: Ar(H)=1, Ar(S)=32, Ar(O)=16. Определим массовые отношения этих элементов в формуле H2SO4 m(H): m(S): m(O) = 2Ar(H): Ar(S): 4Ar(O) = 2: 32: 64 = 1: 16: 32 Таким образом, чтобы получить 49 г серной кислоты (1+16+32=49), необходимо взять 1 г - Н, 16 г - S и 32 г - О. Задача №2 Водород соединяется с серой в массовых отношениях 1: 16. Используя данные об относительных атомных массах этих элементов, выведите химическую формулу сероводорода. Решение: Используя ПСХЭ найдём относительные атомные массы химических элементов: Ar(H)=1, Ar(S)=32. Обозначим количество атомов водорода в формуле - х, а серы - у: НхSу m(H): m(S) = хAr(H): уAr(S)= х1: у32 = (2*1): (1*32) = 2: 32 = 1: 16 Следовательно, формула сероводорода Н2S Задача №3 Выведите формулу сульфата меди, если массовые отношения в нём меди, серы и кислорода соответственно равны 2:1:2? Решение: Используя ПСХЭ найдём относительные атомные массы химических элементов: Ar(Cu)=64, Ar(S)=32, Ar(O)=16. Обозначим количество атомов меди в формуле - х, серы - у, а кислорода - z: CuxSyOz m(Cu): m(S): m(O) = хAr(Cu): уAr(S): zAr(O) = x64: y32: z16 = (1*64): (1*32): (4*16) = 64:32:64 = 2:1:2
|
2020-05-25
100
