Lekcija 1.

Tema: Količina tvari. madež

Kemija je znanost o tvarima. Kako mjerite tvari? U kojim jedinicama? U molekulama koje čine tvari, ali to je vrlo teško učiniti. U gramima, kilogramima ili miligramima, ali ovako se mjeri masa. Ali što ako spojimo masu koja se mjeri na vagi i broj molekula tvari, je li to moguće?

a) H-vodik

A n = 1a.u.m.

1a.u.m = 1,66 * 10 -24 g

Uzmimo 1 g vodika i izračunajmo broj atoma vodika u ovoj masi (ponudi učenicima da to učine pomoću kalkulatora).

N n \u003d 1g / (1,66 * 10 -24) g = 6,02 * 10 23

b) O-kisik

A o \u003d 16a.u.m \u003d 16 * 1,67 * 10 -24 g

N o \u003d 16g / (16 * 1,66 * 10 -24) g \u003d 6,02 * 10 23

c) C-ugljik

A c \u003d 12a.u.m \u003d 12 * 1,67 * 10 -24 g

N c = 12 g / (12 * 1,66 * 10 -24) g \u003d 6,02 * 10 23

Zaključimo: ako uzmemo takvu masu tvari koja je po veličini jednaka atomskoj masi, ali uzeta u gramima, tada će uvijek postojati (za bilo koju tvar) 6,02 * 10 23 atoma ove tvari.

H 2 O - voda

18g / (18 * 1,66 * 10 -24) g \u003d 6,02 * 10 23 molekule vode itd.

N a \u003d 6,02 * 10 23 - Avogadrov broj ili konstanta.

Mol - količina tvari koja sadrži 6,02 * 10 23 molekula, atoma ili iona, t.j. strukturne jedinice.

Postoji mol molekula, mol atoma, mol iona.

n je broj molova, (broj molova se često naziva nu),
N je broj atoma ili molekula,
N a = Avogadrova konstanta.

Kmol \u003d 10 3 mol, mmol \u003d 10 -3 mol.

Pokažite portret Amedea Avogadra na multimedijskoj instalaciji i ukratko porazgovarajte o njemu ili uputite učenika da pripremi kratko izvješće o životu znanstvenika.

Lekcija 2

Tema "Molarna masa tvari"

Kolika je masa 1 mola tvari? (Učenici često sami mogu donijeti zaključak.)

Masa jednog mola tvari jednaka je njezinoj molekulskoj težini, ali izražena u gramima. Masa jednog mola tvari naziva se molarna masa i označava se - M.

Formule:

M - molarna masa,
n je broj molova,
m je masa tvari.

Masa mola mjeri se u g/mol, masa kmola mjeri se u kg/kmol, a masa mmol mjeri se u mg/mol.

Popunite tablicu (tablice su raspoređene).

tvar	Broj molekula N=N a n	Molekulska masa M= (izračunato prema PSCE-u)	Broj madeža n()=	Masa materije m = Mn
			5 mol
H2SO4
	12 ,0 4*10 26

3. lekcija

Tema: Molarni volumen plinova

Idemo riješiti problem. Odredite volumen vode čija je masa u normalnim uvjetima 180 g.

dano:

Oni. volumen tekućih i čvrstih tijela izračunava se kroz gustoću.

Ali, kada se izračunava volumen plinova, nije potrebno znati gustoću. Zašto?

Talijanski znanstvenik Avogadro utvrdio je da jednaki volumeni različitih plinova pod istim uvjetima (tlak, temperatura) sadrže isti broj molekula – ta se izjava naziva Avogadrov zakon.

Oni. ako pod jednakim uvjetima V (H 2) = V (O 2), onda n (H 2) = n (O 2), i obrnuto, ako je pod jednakim uvjetima n (H 2) = n (O 2 ) tada će volumeni tih plinova biti isti. A mol tvari uvijek sadrži isti broj molekula 6,02 * 10 23 .

Zaključujemo - pod istim uvjetima molovi plinova trebali bi zauzimati isti volumen.

U normalnim uvjetima (t=0, P=101,3 kPa ili 760 mm Hg), molovi svih plinova zauzimaju isti volumen. Taj se volumen naziva molarni.

V m \u003d 22,4 l / mol

1 kmol zauzima volumen od -22,4 m 3 / kmol, 1 mmol zauzima volumen od -22,4 ml / mmol.

Primjer 1(Odlučeno na upravnom odboru):

Primjer 2(Možete zamoliti učenike da riješe):

dano:	Riješenje:
m(H 2) \u003d 20 g V(H2)=?

Zamolite učenike da dopune tablicu.

tvar	Broj molekula N = n N a	Masa materije m = Mn	Broj madeža n=	Molekulska masa M= (može odrediti PSCE)	Volumen V=V m n

Teorijski materijal, vidi stranicu "Molarni volumen plina".

Osnovne formule i koncepti:

Iz Avogadrova zakona, na primjer, proizlazi da pod istim uvjetima 1 litra vodika i 1 litra kisika sadrže isti broj molekula, iako se njihove veličine jako razlikuju.

Prva posljedica Avogadrova zakona:

Volumen koji zauzima 1 mol bilo kojeg plina u normalnim uvjetima (n.s.) je 22,4 litre i naziva se molarni volumen plina(Vm).

V m \u003d V / ν (m 3 / mol)

Ono što se naziva normalnim uvjetima (n.o.):

• normalna temperatura = 0°C ili 273 K;
• normalni tlak = 1 atm ili 760 mmHg ili 101,3 kPa

Iz prve posljedice Avogadrova zakona proizlazi da npr. 1 mol vodika (2 g) i 1 mol kisika (32 g) zauzimaju isti volumen, jednak 22,4 litre na n.o.

Znajući V m, možete pronaći volumen bilo koje količine (ν) i bilo koje mase (m) plina:

V=V m ν V=V m (m/M)

Tipični zadatak 1: Koliki je volumen kod n.o.s. zauzima 10 molova plina?

V=V m ν=22,4 10=224 (l/mol)

Tipični zadatak 2: Koliki je volumen kod n.o.s. uzima 16 g kisika?

V(O2)=Vm·(m/M) Mr (O2)=32; M(O 2) = 32 g / mol V (O 2) = 22,4 (16/32) \u003d 11,2 l

Druga posljedica Avogadrova zakona:

Poznavajući gustoću plina (ρ=m/V) na n.o., možemo izračunati molarnu masu tog plina: M=22,4 ρ

Gustoća (D) jednog plina inače se naziva omjer mase određenog volumena prvog plina prema masi sličnog volumena drugog plina, uzet pod istim uvjetima.

Uzorak problema 3: Odredite relativnu gustoću ugljičnog dioksida iz vodika i zraka.

D vodik (CO 2) \u003d M r (CO 2) / M r (H 2) \u003d 44/2 \u003d 22 D zrak \u003d 44/29 \u003d 1,5

• jedan volumen vodika i jedan volumen klora daju dva volumena klorovodika: H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl
• dva volumena vodika i jedan volumen kisika daju dva volumena vodene pare: 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O

Zadatak 1. Koliko mola i molekula sadrži 44 g ugljičnog dioksida.

Riješenje:

M(CO 2) \u003d 12 + 16 2 \u003d 44 g / mol ν \u003d m / M \u003d 44/44 \u003d 1 mol N (CO 2) \u003d ν N A \u003d 1 6,02 \u003d 1 6,02 \u003d . 10 23

Zadatak 2 . Izračunajte masu jedne molekule ozona i atoma argona.

Riješenje:

M(O 3) \u003d 16 3 \u003d 48 g m (O 3) \u003d M (O 3) / N A \u003d 48 / (6,02 10 23) \u003d 7,97 10 -23 g M (Ar) \ u0 g (Ar) \u003d M (Ar) / N A \u003d 40 / (6,02 10 23) \u003d 6,65 10 -23 g

Zadatak 3 . Koliki je volumen kod br. zauzima 2 mola metana.

Riješenje:

ν \u003d V / 22,4 V (CH 4) \u003d ν 22,4 \u003d 2 22,4 \u003d 44,8 l

Zadatak 4 . Odredite gustoću i relativnu gustoću ugljikovog monoksida (IV) za vodik, metan i zrak.

Riješenje:

Mr (CO2)=12+16·2=44; M(CO2)=44 g/mol Mr (CH4)=12+14=16; M(CH4)=16 g/mol Mr (H2)=12=2; M(H2)=2 g/mol Mr (zrak)=29; M (zrak) = 29 g / mol ρ \u003d m / V ρ (CO 2) = 44 / 22,4 = 1,96 g / mol D (CH 4) = M (CO 2) / M (CH 4) = 44/16=2,75 D(H2)=M(CO2)/M(H2)=44/2=22 D(zrak)=M(CO2)/M(zrak)=44/24= 1,52

Zadatak 5 . Odredite masu mješavine plinova koja uključuje 2,8 kubičnih metara metana i 1,12 kubika ugljičnog monoksida.

Riješenje:

Mr (CO2)=12+16·2=44; M(CO2)=44 g/mol Mr (CH4)=12+14=16; M(CH 4) = 16 g / mol 22,4 kubična metra CH 4 = 16 kg 2,8 kubičnih metara CH 4 = x m (CH 4) = x = 2,8 16 / 22,4 m = 2 kg CObi2 m2. \u003d 28 kg 1,12 kubičnih metara CO 2 \u003d x m (CO 2) \u003d x \u003d 1,12 28 / 22,4 \u003d 1,4 kg m (CH 4) + m (CO 2) = 4 = 4, kg

Zadatak 6 . Odredite potrebne količine kisika i zraka za izgaranje 112 kubičnih metara dvovalentnog ugljičnog monoksida sa sadržajem nezapaljivih nečistoća u njemu u volumnim udjelima 0,50.

Riješenje:

• odredite volumen čistog CO u smjesi: V (CO) = 112 0,5 = 66 kubnih metara
• odredite volumen kisika potreban za sagorijevanje 66 kubičnih metara CO: 2CO + O 2 = 2CO 2 2mol + 1mol 66m 3 + X m 3 V (CO) = 2 22,4 = 44,8 m 3 V (O 2) u003d 22,4 m 3 66 / 44,8 \u003d X / 22,4 X \u003d 66 22,4 / 44,8 \u003d 33 m 3 ili 2V (CO) / V (O 2) \u003d / V 0 (O) ) V - molarni volumeni V 0 - izračunati volumeni V 0 (O 2) \u003d V (O 2) (V 0 (CO) / 2V (CO))

Zadatak 7 . Kako će se promijeniti tlak u posudi napunjenoj plinovima vodika i klora nakon što reagiraju? Isto tako za vodik i kisik?

Riješenje:

• H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl - kao rezultat interakcije 1 mol vodika i 1 mol klora, dobiva se 2 mola klorovodika: 1 (mol) + 1 (mol) \u003d 2 (mol), stoga se tlak neće promijeniti, budući da je rezultirajući volumen plinske smjese zbroj volumena komponenti uključenih u reakciju.
• 2H 2 + O 2 = 2H 2 O - 2 (mol) + 1 (mol) \u003d 2 (mol) - tlak u posudi će se smanjiti za jedan i pol puta, budući da su dobivena 2 volumena mješavine plinova od 3 volumena komponenti koje su ušle u reakciju.

Zadatak 8 . 12 litara plinske mješavine amonijaka i četverovalentnog ugljikovog monoksida na n.o.s. imaju masu 18 g. Koliko je u smjesi svakog od plinova?

Riješenje:

V(NH 3)=x l V(CO 2)=y l M(NH 3)=14+1 3=17 g/mol M(CO 2)=12+16 2=44 g/mol m(NH 3) \ u003d x / (22,4 17) g m (CO 2) \u003d y / (22,4 44) g Sustav jednadžbi volumen smjese: x + y = 12 masa smjese: x / (22,4 ) 17)+y/(22,4 44) =18 Nakon rješavanja dobivamo: x=4,62 l y=7,38 l

Zadatak 9 . Koliko će se vode dobiti kao rezultat reakcije 2 g vodika i 24 g kisika.

Riješenje:

2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O

Iz jednadžbe reakcije može se vidjeti da broj reaktanata ne odgovara omjeru stehiometrijskih koeficijenata u jednadžbi. U takvim slučajevima, proračuni se provode na tvari koja je manja, tj. ta će tvar završiti prva u tijeku reakcije. Da biste utvrdili koja od komponenti nedostaje, morate obratiti pažnju na koeficijent u jednadžbi reakcije.

Količine početnih komponenti ν(H 2)=4/2=2 (mol) ν(O 2)=48/32=1,5 (mol)

Međutim, ne treba žuriti. U našem slučaju, za reakciju s 1,5 mola kisika potrebno je 3 mola vodika (1,5 2), a imamo ga samo 2 mola, tj. 1 mol vodika nije dovoljan za svih jedan i pol mol kisik da reagira. Stoga ćemo izračunati količinu vode prema vodiku:

ν (H 2 O) = ν (H 2) = 2 mol m (H 2 O) = 2 18 = 36 g

Zadatak 10 . Pri temperaturi od 400 K i tlaku od 3 atmosfere, plin zauzima volumen od 1 litre. Koliki volumen će ovaj plin zauzeti na n.o.s.?

Riješenje:

Iz Clapeyronove jednadžbe:

P V/T = P n V n /T n V n = (PVT n)/(P n T) V n = (3 1 273)/(1 400) = 2,05 l

Nazivi kiselina nastaju od ruskog naziva središnjeg kiselinskog atoma s dodatkom sufiksa i završetaka. Ako oksidacijsko stanje središnjeg atoma kiseline odgovara broju grupe Periodnog sustava, tada se naziv formira pomoću najjednostavnijeg pridjeva iz naziva elementa: H 2 SO 4 - sumporna kiselina, HMnO 4 - manganova kiselina . Ako elementi koji tvore kiseline imaju dva oksidacijska stanja, tada se srednje oksidacijsko stanje označava sufiksom -ist-: H 2 SO 3 - sumporna kiselina, HNO 2 - dušična kiselina. Za nazive halogenih kiselina s mnogim oksidacijskim stanjima koriste se različiti sufiksi: tipični primjeri - HClO 4 - klor n th kiselina, HClO 3 - klor novat th kiselina, HClO 2 - klor ist kiselina, HClO - klor novatist kiselina (anoksična kiselina HCl naziva se klorovodična kiselina — obično klorovodična kiselina). Kiseline se mogu razlikovati po broju molekula vode koje hidratiziraju oksid. Kiseline koje sadrže najveći broj vodikovih atoma nazivaju se orto kiselinama: H 4 SiO 4 - ortosilicijeva kiselina, H 3 PO 4 - fosforna kiselina. Kiseline koje sadrže 1 ili 2 atoma vodika nazivaju se metakiselinama: H 2 SiO 3 - metasilicijeva kiselina, HPO 3 - metafosforna kiselina. Zovu se kiseline koje sadrže dva središnja atoma di kiseline: H 2 S 2 O 7 - disumporna kiselina, H 4 P 2 O 7 - difosforna kiselina.

Imena složenih spojeva tvore se na isti način kao nazivi soli, ali kompleksni kation ili anion dobiva sustavno ime, odnosno čita se s desna na lijevo: K 3 - kalijev heksafluoroferat (III), SO 4 - tetraamin bakar (II) sulfat.

Nazivi oksida tvore se pomoću riječi "oksid" i genitiva ruskog naziva središnjeg atoma oksida, što označava, ako je potrebno, stupanj oksidacije elementa: Al 2 O 3 - aluminijev oksid, Fe 2 O 3 - željezov oksid (III).

Osnovna imena tvore se pomoću riječi "hidroksid" i genitiva ruskog imena središnjeg atoma hidroksida, što označava, ako je potrebno, stupanj oksidacije elementa: Al (OH) 3 - aluminijev hidroksid, Fe (OH) 3 - željezov (III) hidroksid.

Nazivi spojeva s vodikom nastaju ovisno o kiselinsko-baznim svojstvima ovih spojeva. Za plinovite spojeve koji tvore kiseline s vodikom koriste se nazivi: H 2 S - sulfan (sumporovodik), H 2 Se - selan (vodikov selenid), HI - vodikov jod; njihove otopine u vodi nazivaju se hidrosulfidna, hidroselenska i jodovodična kiselina. Za neke spojeve s vodikom koriste se posebni nazivi: NH 3 - amonijak, N 2 H 4 - hidrazin, PH 3 - fosfin. Spojevi s vodikom koji imaju oksidacijsko stanje -1 nazivaju se hidridi: NaH je natrijev hidrid, CaH 2 je kalcijev hidrid.

Nazivi soli nastaju od latinskog naziva središnjeg atoma kiselinskog ostatka uz dodatak prefiksa i sufiksa. Nazivi binarnih (dvoelementnih) soli formiraju se pomoću sufiksa - iskaznica: NaCl - natrijev klorid, Na 2 S - natrijev sulfid. Ako središnji atom kiselinskog ostatka koji sadrži kisik ima dva pozitivna oksidacijska stanja, tada je najviše oksidacijsko stanje označeno sufiksom - na: Na 2 SO 4 - sulf na natrij, KNO 3 - nitr na kalij, a najniže oksidacijsko stanje - sufiks - to: Na 2 SO 3 - sulf to natrij, KNO 2 - nitr to kalij. Za naziv soli halogena koje sadrže kisik koriste se prefiksi i sufiksi: KClO 4 - traka klor na kalij, Mg (ClO 3) 2 - klor na magnezij, KClO 2 - klor to kalij, KClO - hipo klor to kalij.

Zasićenje kovalentnosvezunju- očituje se u tome da u spojevima s- i p-elemenata nema nesparenih elektrona, odnosno da svi nespareni elektroni atoma tvore vezne elektronske parove (iznimke su NO, NO 2, ClO 2 i ClO 3).

Lone electron pairs (LEPs) su elektroni koji zauzimaju atomske orbitale u parovima. Prisutnost NEP-a određuje sposobnost aniona ili molekula da formiraju donorsko-akceptorske veze kao donori elektronskih parova.

Nespareni elektroni - elektroni atoma, sadržani jedan po jedan u orbitali. Za s- i p-elemente, broj nesparenih elektrona određuje koliko veznih elektronskih parova određeni atom može formirati s drugim atomima mehanizmom izmjene. U metodi valentnih veza pretpostavlja se da se broj nesparenih elektrona može povećati nedijeljenim elektronskim parovima ako unutar valentne elektronske razine postoje slobodne orbitale. U većini spojeva s- i p-elemenata nema nesparenih elektrona, budući da svi nespareni elektroni atoma tvore veze. Međutim, postoje molekule s nesparenim elektronima, na primjer NO, NO 2 , one su vrlo reaktivne i teže stvaranju dimera tipa N 2 O 4 na račun nesparenih elektrona.

Normalna koncentracija - je broj madeža ekvivalenti u 1 litru otopine.

Normalni uvjeti - temperatura 273K (0 o C), tlak 101,3 kPa (1 atm).

Razmjenski i donor-akceptorski mehanizmi stvaranja kemijskih veza. Do stvaranja kovalentnih veza između atoma može doći na dva načina. Ako do stvaranja veznog elektronskog para dolazi zbog nesparenih elektrona oba vezana atoma, tada se ova metoda formiranja veznog elektronskog para naziva razmjenskim mehanizmom - atomi razmjenjuju elektrone, štoviše, vezni elektroni pripadaju oba vezana atoma . Ako je vezni elektronski par nastao zbog usamljenog elektronskog para jednog atoma i prazne orbitale drugog atoma, tada je takvo formiranje veznog elektronskog para mehanizam donor-akceptor (vidi Sl. metoda valentne veze).

Reverzibilne ionske reakcije - to su reakcije u kojima nastaju produkti koji su sposobni tvoriti početne tvari (ako imamo na umu napisanu jednadžbu, onda za reverzibilne reakcije možemo reći da se mogu odvijati u oba smjera s stvaranjem slabih elektrolita ili slabo topljivih spojeva) . Reverzibilne ionske reakcije često karakterizira nepotpuna pretvorba; budući da tijekom reverzibilne ionske reakcije nastaju molekule ili ioni koji uzrokuju pomak prema početnim produktima reakcije, odnosno, takoreći „usporavaju“ reakciju. Reverzibilne ionske reakcije opisuju se znakom ⇄, a ireverzibilne znakom →. Primjer reverzibilne ionske reakcije je reakcija H 2 S + Fe 2+ ⇄ FeS + 2H +, a primjer ireverzibilne je S 2- + Fe 2+ → FeS.

Oksidatori – tvari u kojima se tijekom redoks reakcija smanjuju oksidacijska stanja nekih elemenata.

Redox dualnost - sposobnost tvari da djeluju redoks reakcije kao oksidacijsko sredstvo ili redukcijsko sredstvo, ovisno o partneru (npr. H 2 O 2 , NaNO 2).

Redox reakcije(OVR) - To su kemijske reakcije tijekom kojih se mijenjaju oksidacijska stanja elemenata reaktanata.

Redox potencijal - vrijednost koja karakterizira redoks sposobnost (snagu) i oksidacijskog i redukcijskog agensa, koji čine odgovarajuću polu-reakciju. Dakle, redoks potencijal Cl 2 /Cl - para, jednak 1,36 V, karakterizira molekularni klor kao oksidacijsko sredstvo, a kloridni ion kao redukcijsko sredstvo.

oksidi - spojevi elemenata s kisikom, u kojima kisik ima oksidacijsko stanje -2.

Orijentacijske interakcije– međumolekularne interakcije polarnih molekula.

osmoza - fenomen prijenosa molekula otapala na polupropusnoj (samo za otapalo propusnoj) membrani prema nižoj koncentraciji otapala.

Osmotski tlak - fizikalno-kemijsko svojstvo otopina, zbog sposobnosti membrana da propuštaju samo molekule otapala. Osmotski tlak sa strane manje koncentrirane otopine izjednačava brzine prodiranja molekula otapala na obje strane membrane. Osmotski tlak otopine jednak je tlaku plina u kojem je koncentracija molekula ista kao i koncentracija čestica u otopini.

Temelji prema Arrheniusu - tvari koje u procesu elektrolitičke disocijacije odcjepljuju hidroksidne ione.

Temelji prema Bronstedu - spojevi (molekule ili ioni kao što su S 2-, HS -) koji mogu vezati vodikove ione.

Temelji prema Lewisu (Lewisove baze) – spojevi (molekule ili ioni) s nepodijeljenim elektronskim parovima sposobnim za stvaranje veza donor-akceptor. Najčešća Lewisova baza su molekule vode, koje imaju snažna svojstva donora.

U kemiji se ne koriste vrijednosti apsolutnih masa molekula, već se koristi vrijednost relativne molekulske mase. Pokazuje koliko je puta masa molekule veća od 1/12 mase atoma ugljika. Ova vrijednost je označena sa M r.

Relativna molekulska težina jednaka je zbroju relativnih atomskih masa njegovih sastavnih atoma. Izračunajte relativnu molekulsku masu vode.

Znate da molekula vode sadrži dva atoma vodika i jedan atom kisika. Tada će njegova relativna molekularna masa biti jednaka zbroju proizvoda relativne atomske mase svakog kemijskog elementa i broja njegovih atoma u molekuli vode:

Poznavajući relativne molekularne mase plinovitih tvari, može se usporediti njihove gustoće, tj. izračunati relativnu gustoću jednog plina iz drugog - D (A / B). Relativna gustoća plina A za plin B jednaka je omjeru njihovih relativnih molekulskih masa:

Izračunajte relativnu gustoću ugljičnog dioksida za vodik:

Sada izračunavamo relativnu gustoću ugljičnog dioksida za vodik:

D(co.g./vodik.) = M r (co. g.): M r (vodik.) = 44:2 = 22.

Dakle, ugljični dioksid je 22 puta teži od vodika.

Kao što znate, Avogadrov zakon vrijedi samo za plinovite tvari. Ali kemičari moraju imati predodžbu o broju molekula iu dijelovima tekućih ili čvrstih tvari. Stoga, kako bi usporedili broj molekula u tvarima, kemičari su uveli vrijednost - molekulska masa .

Molarna masa je označena M, numerički je jednaka relativnoj molekulskoj težini.

Omjer mase tvari i njezine molarne mase naziva se količina tvari .

Označava se količina tvari n. Ovo je kvantitativna karakteristika dijela tvari, zajedno s masom i volumenom. Količina tvari mjeri se u molovima.

Riječ "mole" dolazi od riječi "molekula". Broj molekula u jednakim količinama tvari je isti.

Eksperimentalno je utvrđeno da 1 mol tvari sadrži čestice (npr. molekule). Taj se broj naziva Avogadrov broj. A ako tome dodate mjernu jedinicu - 1 / mol, tada će to biti fizička veličina - Avogadrova konstanta, koja je označena N A.

Molarna masa se mjeri u g/mol. Fizičko značenje molarne mase je da je ta masa 1 mol tvari.

Prema Avogadrovom zakonu, 1 mol bilo kojeg plina zauzima isti volumen. Volumen jednog mola plina naziva se molarni volumen i označava se s V n .

U normalnim uvjetima (a to je 0 ° C i normalni tlak - 1 atm. Ili 760 mm Hg ili 101,3 kPa), molarni volumen je 22,4 l / mol.

Zatim količina plinovite tvari na n.o. može se izračunati kao omjer volumena plina i molarnog volumena.

ZADATAK 1. Koja količina tvari odgovara 180 g vode?

ZADATAK 2. Izračunajmo volumen na n.o., koji će zauzeti ugljični dioksid u količini od 6 mol.

Bibliografija

1. Zbirka zadataka i vježbi iz kemije: 8. razred: do udžbenika P.A. Orzhekovsky i dr. "Kemija, 8. razred" / P.A. Oržekovski, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006. (str. 29-34)
2. Ushakova O.V. Radna bilježnica iz kemije: 8. razred: do udžbenika P.A. Orzhekovsky i dr. “Kemija. Razred 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Oržekovski; pod, ispod. izd. prof. godišnje Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (str. 27-32)
3. Kemija: 8. razred: udžbenik. za opće institucije / P.A. Oržekovski, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Asrel, 2005. (§§ 12, 13)
4. Kemija: inorg. kemija: udžbenik. za 8 ćelija. opća ustanova / G.E. Rudžitis, F.G. Feldman. - M .: Obrazovanje, JSC "Moskovski udžbenici", 2009. (§§ 10, 17)
5. Enciklopedija za djecu. Svezak 17. Kemija / Pogl. uredio V.A. Volodin, vodeći. znanstvenim izd. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003.

1. Jedinstvena zbirka digitalnih obrazovnih resursa ().
2. Elektronska verzija časopisa "Kemija i život" ().
3. Testovi iz kemije (online) ().

Domaća zadaća

1.str.69 br.3; str.73 br. 1, 2, 4 iz udžbenika "Kemija: 8. razred" (P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M .: AST: Astrel, 2005.).

2. №№ 65, 66, 71, 72 iz Zbirke zadataka i vježbi iz kemije: 8. razred: do udžbenika P.A. Orzhekovsky i dr. "Kemija, 8. razred" / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.

Uz masu i volumen u kemijskim proračunima često se koristi količina tvari koja je proporcionalna broju strukturnih jedinica sadržanih u tvari. U ovom slučaju, u svakom slučaju, mora se naznačiti na koje se strukturne jedinice (molekule, atomi, ioni itd.) misli. Jedinica za količinu tvari je mol.

Mol je količina tvari koja sadrži onoliko molekula, atoma, iona, elektrona ili drugih strukturnih jedinica koliko ima atoma u 12 g izotopa 12C ugljika.

Broj strukturnih jedinica sadržanih u 1 molu tvari (Avogadrova konstanta) određuje se s velikom točnošću; u praktičnim proračunima uzima se jednakim 6,02 1024 mol -1.

Lako je pokazati da je masa 1 mola tvari (molarna masa), izražena u gramima, brojčano jednaka relativnoj molekulskoj težini te tvari.

Dakle, relativna molekulska težina (ili skraćeno molekularna težina) slobodnog klora C1r iznosi 70,90. Stoga je molarna masa molekularnog klora 70,90 g/mol. Međutim, molarna masa atoma klora je upola manja (45,45 g/mol), budući da 1 mol molekula Cl klora sadrži 2 mola atoma klora.

Prema Avogadrovom zakonu, jednaki volumeni svih plinova uzetih pri istoj temperaturi i istom tlaku sadrže isti broj molekula. Drugim riječima, isti broj molekula bilo kojeg plina zauzima isti volumen pod istim uvjetima. Međutim, 1 mol bilo kojeg plina sadrži isti broj molekula. Stoga, pod istim uvjetima, 1 mol bilo kojeg plina zauzima isti volumen. Taj se volumen naziva molarni volumen plina i u normalnim uvjetima (0 °C, tlak 101, 425 kPa) iznosi 22,4 litre.

Na primjer, izjava "sadržaj ugljičnog dioksida u zraku je 0,04% (vol.)" znači da će pri parcijalnom tlaku CO 2 jednakom tlaku zraka i pri istoj temperaturi, ugljični dioksid sadržan u zraku zauzimaju 0,04% ukupnog volumena koji zauzima zrak.

Kontrolni zadatak

1. Usporedi brojeve molekula sadržanih u 1 g NH 4 i 1 g N 2. U kojem slučaju i koliko puta je broj molekula veći?

2. Izrazite u gramima masu jedne molekule sumporovog dioksida.

4. Koliko se molekula nalazi u 5,00 ml klora u normalnim uvjetima?

4. Koliki volumen u normalnim uvjetima zauzima 27 10 21 molekula plina?

5. Izraziti u gramima masu jedne molekule NO 2 -

6. Koliki je omjer volumena koji zauzima 1 mol O 2 i 1 mol Oz (uvjeti su isti)?

7. Pod istim uvjetima uzimaju se jednake mase kisika, vodika i metana. Nađite omjer volumena uzetih plinova.

8. Na pitanje koliko će volumena zauzeti 1 mol vode u normalnim uvjetima, dobiven je odgovor: 22,4 litre. Je li ovo točan odgovor?

9. Izrazite u gramima masu jedne molekule HCl.

Koliko molekula ugljičnog dioksida ima u 1 litri zraka ako je volumni sadržaj CO 2 0,04% (normalni uvjeti)?

10. Koliko molova sadrži 1 m 4 bilo kojeg plina u normalnim uvjetima?

11. Izraziti u gramima masu jedne molekule H 2 O-

12. Koliko je molova kisika u 1 litri zraka, ako je volumen

14. Koliko je molova dušika u 1 litri zraka ako je njegov volumni sadržaj 78% (normalni uvjeti)?

14. Pod istim uvjetima uzimaju se jednake mase kisika, vodika i dušika. Nađite omjer volumena uzetih plinova.

15. Usporedi brojeve molekula sadržanih u 1 g NO 2 i 1 g N 2 . U kojem slučaju i koliko puta je broj molekula veći?

16. Koliko se molekula nalazi u 2,00 ml vodika u normalnim uvjetima?

17. Izraziti u gramima masu jedne molekule H 2 O-

18. Koliki volumen u normalnim uvjetima zauzima 17 10 21 molekula plina?

BRZINA KEMIJSKIH REAKCIJA

Prilikom definiranja pojma brzina kemijske reakcije potrebno je razlikovati homogene i heterogene reakcije. Ako se reakcija odvija u homogenom sustavu, na primjer, u otopini ili u mješavini plinova, tada se odvija u cijelom volumenu sustava. Brzina homogene reakcije naziva se količina tvari koja ulazi u reakciju ili nastaje kao rezultat reakcije u jedinici vremena u jedinici volumena sustava. Budući da je omjer broja molova tvari i volumena u kojem je raspoređena molarna koncentracija tvari, brzina homogene reakcije također se može definirati kao promjena koncentracije u jedinici vremena neke od tvari: početnog reagensa ili produkta reakcije. Kako bi se osiguralo da je rezultat izračuna uvijek pozitivan, bez obzira na to je li proizveden reagensom ili proizvodom, u formuli se koristi znak "±":

Ovisno o prirodi reakcije, vrijeme se može izraziti ne samo u sekundama, kako zahtijeva SI sustav, već iu minutama ili satima. Tijekom reakcije, vrijednost njegove brzine nije konstantna, već se kontinuirano mijenja: smanjuje se, budući da se smanjuju koncentracije polaznih tvari. Gornji izračun daje prosječnu vrijednost brzine reakcije u određenom vremenskom intervalu Δτ = τ 2 – τ 1 . Prava (trenutačna) brzina definirana je kao granica do koje je omjer Δ IZ/ Δτ pri Δτ → 0, tj. prava brzina jednaka je vremenskoj derivaciji koncentracije.

Za reakciju čija jednadžba sadrži stehiometrijske koeficijente koji se razlikuju od jedinice, vrijednosti brzine izražene za različite tvari nisu iste. Na primjer, za reakciju A + 4B \u003d D + 2E, potrošnja tvari A je jedan mol, tvar B je tri mola, dolazak tvari E je dva mola. Zato υ (A) = ⅓ υ (B) = υ (D)=½ υ (E) ili υ (E) . = ⅔ υ (AT) .

Ako se reakcija odvija između tvari koje se nalaze u različitim fazama heterogenog sustava, tada se može odvijati samo na granici između tih faza. Na primjer, interakcija otopine kiseline i komada metala događa se samo na površini metala. Brzina heterogene reakcije naziva se količina tvari koja ulazi u reakciju ili nastaje kao rezultat reakcije u jedinici vremena po jedinici međufaza:

.

Ovisnost brzine kemijske reakcije o koncentraciji reaktanata izražava se zakonom djelovanja mase: pri konstantnoj temperaturi, brzina kemijske reakcije izravno je proporcionalna umnošku molarnih koncentracija reaktanata podignutih na stupnjeve jednake koeficijentima u formulama tih tvari u jednadžbi reakcije. Zatim za reakciju

2A + B → proizvodi

omjer υ ~ · IZ A 2 IZ B, a za prijelaz na jednakost uvodi se koeficijent proporcionalnosti k, nazvao konstanta brzine reakcije:

υ = k· IZ A 2 IZ B = k[A] 2 [V]

(molarne koncentracije u formulama mogu se označiti slovom IZ s odgovarajućim indeksom i formulom tvari u uglatim zagradama). Fizičko značenje konstante brzine reakcije je brzina reakcije pri koncentracijama svih reaktanata jednakim 1 mol/L. Dimenzija konstante brzine reakcije ovisi o broju faktora na desnoj strani jednadžbe i može biti od -1; s –1 (l/mol); s –1 (l 2 / mol 2) itd., odnosno takav da se u svakom slučaju u proračunima brzina reakcije izražava u mol l –1 s –1.

Za heterogene reakcije, jednadžba zakona djelovanja mase uključuje koncentracije samo onih tvari koje su u plinovitoj fazi ili u otopini. Koncentracija tvari u čvrstoj fazi je konstantna vrijednost i uključena je u konstantu brzine, na primjer, za proces izgaranja ugljena C + O 2 = CO 2, zapisuje se zakon djelovanja mase:

υ = k I const = k·,

gdje k= k I konst.

U sustavima u kojima su jedna ili više tvari plinovi, brzina reakcije također ovisi o tlaku. Na primjer, kada vodik interagira s parama joda H 2 + I 2 \u003d 2HI, brzina kemijske reakcije bit će određena izrazom:

υ = k··.

Ako se tlak poveća, na primjer, za faktor 4, tada će se volumen koji zauzima sustav smanjiti za isti iznos i, posljedično, koncentracija svakog od reaktanata će se povećati za isti iznos. Brzina reakcije u ovom slučaju će se povećati za 9 puta

Temperaturna ovisnost brzine reakcije opisuje van't Hoffovo pravilo: za svakih 10 stupnjeva povećanja temperature, brzina reakcije se povećava za 2-4 puta. To znači da kako temperatura raste eksponencijalno, brzina kemijske reakcije raste eksponencijalno. Baza u formuli progresije je temperaturni koeficijent brzine reakcijeγ, koji pokazuje koliko se puta povećava brzina dane reakcije (ili, što je isto, konstanta brzine) s porastom temperature za 10 stupnjeva. Matematički, van't Hoffovo pravilo izražava se formulama:

ili

gdje su i početne brzine reakcije t 1 i konačni t 2 temperature. Van't Hoffovo pravilo se također može izraziti na sljedeći način:

; ; ; ,

gdje i su, redom, brzina i konstanta brzine reakcije na temperaturi t; i iste su vrijednosti na temperaturi t +10n; n je broj intervala od "deset stupnjeva" ( n =(t 2 –t 1)/10) za koji se temperatura promijenila (može biti cijeli ili razlomak, pozitivan ili negativan).

Kontrolni zadatak

1. Nađite vrijednost konstante brzine reakcije A + B -> AB, ako je pri koncentracijama tvari A i B jednakim 0,05 odnosno 0,01 mol / l brzina reakcije 5 10 -5 mol / (l-min ).

2. Koliko će se puta promijeniti brzina reakcije 2A + B -> A2B ako se koncentracija tvari A poveća za 2 puta, a koncentracija tvari B smanji za 2 puta?

4. Koliko puta treba povećati koncentraciju tvari, B 2 u sustavu 2A 2 (g.) + B 2 (g.) \u003d 2A 2 B (g.), tako da kada se koncentracija tvari A smanji za 4 puta, brzina izravne reakcije se ne mijenja ?

4. Neko vrijeme nakon početka reakcije 3A + B-> 2C + D, koncentracije tvari bile su: [A] = 0,04 mol/l; [B] = 0,01 mol/l; [C] \u003d 0,008 mol / l. Koje su početne koncentracije tvari A i B?

5. U sustavu CO + C1 2 = COC1 2 koncentracija je povećana s 0,04 na 0,12 mol / l, a koncentracija klora - s 0,02 na 0,06 mol / l. Za koliko se povećala brzina reakcije naprijed?

6. Reakcija između tvari A i B izražava se jednadžbom: A + 2B → C. Početne koncentracije su: [A] 0 \u003d 0,04 mol / l, [B] o = 0,05 mol / l. Konstanta brzine reakcije je 0,4. Odrediti početnu brzinu reakcije i brzinu reakcije nakon nekog vremena, kada se koncentracija tvari A smanji za 0,01 mol/l.

7. Kako će se promijeniti brzina reakcije 2SO + O2 = 2SO2, koja se odvija u zatvorenoj posudi, ako se tlak udvostruči?

8. Izračunajte koliko će se puta brzina reakcije povećati ako se temperatura sustava podigne s 20 °C na 100 °C, uz pretpostavku da je temperaturni koeficijent brzine reakcije 4.

9. Kako će se promijeniti brzina reakcije 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) ako se tlak u sustavu poveća za 4 puta;

10. Kako će se promijeniti brzina reakcije 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02 (r.) ako se volumen sustava smanji za 4 puta?

11. Kako će se promijeniti brzina reakcije 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02 (r.) ako se koncentracija NO poveća za 4 puta?

12. Koliki je temperaturni koeficijent brzine reakcije ako se s porastom temperature za 40 stupnjeva brzina reakcije

povećava za 15,6 puta?

četrnaest.. Nađite vrijednost konstante brzine reakcije A + B -> AB, ako pri koncentracijama tvari A i B jednakim 0,07 odnosno 0,09 mol / l, brzina reakcije iznosi 2,7 10 -5 mol / (l-min).

14. Reakcija između tvari A i B izražava se jednadžbom: A + 2B → C. Početne koncentracije su: [A] 0 \u003d 0,01 mol / l, [B] o = 0,04 mol / l. Konstanta brzine reakcije je 0,5. Odrediti početnu brzinu reakcije i brzinu reakcije nakon nekog vremena, kada se koncentracija tvari A smanji za 0,01 mol/l.

15. Kako će se promijeniti brzina reakcije 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02 (r.) ako se tlak u sustavu udvostruči;

16. U sustavu CO + C1 2 = COC1 2 koncentracija je povećana sa 0,05 na 0,1 mol / l, a koncentracija klora - s 0,04 na 0,06 mol / l. Za koliko se povećala brzina reakcije naprijed?

17. Izračunajte koliko će se puta povećati brzina reakcije ako se temperatura sustava poveća s 20 °C na 80 °C, uz pretpostavku da je vrijednost temperaturnog koeficijenta brzine reakcije 2.

18. Izračunajte koliko će se puta povećati brzina reakcije ako se temperatura sustava poveća s 40 °C na 90 °C, uz pretpostavku da je vrijednost temperaturnog koeficijenta brzine reakcije 4.

KEMIJSKA VEZA. STVARANJE I STRUKTURA MOLEKULA

1. Koje vrste kemijskih veza poznajete? Navedite primjer stvaranja ionske veze metodom valentnih veza.

2. Koja se kemijska veza naziva kovalentna? Što je karakteristično za kovalentnu vrstu veze?

4. Koja svojstva karakterizira kovalentna veza? Pokažite to konkretnim primjerima.

4. Koja vrsta kemijske veze u H 2 molekulama; Cl2HCl?

5. Kakva je priroda veza u molekulama NCI 4, CS 2 , CO 2 ? Za svaki od njih navedite smjer pomaka zajedničkog elektronskog para.

6. Koja se kemijska veza naziva ionskom? Što je karakteristično za ionsku vezu?

7. Koja je vrsta veze u molekulama NaCl, N 2, Cl 2?

8. Nacrtajte sve moguće načine preklapanja s-orbitale s p-orbitalom;. Navedite smjer veze u ovom slučaju.

9. Na primjeru nastanka fosfonijevog iona [RN 4 ]+ objasnite donor-akceptorski mehanizam kovalentne veze.

10. U molekulama CO, CO 2 je li veza polarna ili nepolarna? Objasniti. Opišite vodikovu vezu.

11. Zašto su neke molekule koje imaju polarne veze općenito nepolarne?

12. Kovalentni ili ionski tip veze tipičan je za sljedeće spojeve: Nal, S0 2 , KF? Zašto je ionska veza granični slučaj kovalentne veze?

14. Što je metalna veza? Po čemu se razlikuje od kovalentne veze? Koja svojstva metala uzrokuje?

14. Kakva je priroda veza između atoma u molekulama; KHF 2 , H 2 0 , HNO ?

15. Kako objasniti veliku čvrstoću veze između atoma u molekuli dušika N 2 i znatno manju čvrstoću u molekuli fosfora P 4?

16 . Što je vodikova veza? Zašto stvaranje vodikovih veza nije tipično za molekule H2S i HC1, za razliku od H2O i HF?

17. Koja se veza naziva ionskom? Ima li ionska veza svojstva zasićenja i usmjerenosti? Zašto je to granični slučaj kovalentne veze?

18. Koja je vrsta veze u molekulama NaCl, N 2, Cl 2?