Za teorijsko gradivo pogledajte stranicu "Molarni volumen plina".

Osnovne formule i pojmovi:

Iz Avogadrova zakona, primjerice, 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 =V/ν (m 3 /mol)

Što se naziva normalnim uvjetima (n.s.):

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

Iz prve posljedice Avogadrova zakona proizlazi da, na primjer, 1 mol vodika (2 g) i 1 mol kisika (32 g) zauzimaju isti volumen, što je jednako 22,4 litre na razini tla.

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 problem 1: Koliki je volumen na br. zauzima 10 mola plina?

V=V m ·ν=22,4·10=224 (l/mol)

Tipičan problem 2: Koliki je volumen na br. 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)=11,2 l

Druga posljedica Avogadrova zakona:

Znajući gustoću plina (ρ=m/V) pri normalnim uvjetima, možemo izračunati molarnu masu ovog plina: M=22,4·ρ

Gustoća (D) jednog plina inače se naziva omjerom mase određenog volumena prvog plina i mase sličnog volumena drugog plina, uzetog pod istim uvjetima.

Tipični zadatak 3: Odredite relativnu gustoću ugljičnog dioksida u usporedbi s vodikom i zrakom.

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

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

Zadatak 1. Koliko molova i molekula sadrži 44 g ugljičnog dioksida?

Riješenje:

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

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

Riješenje:

M(O 3) = 16 3 = 48 g m(O 3) = M(O 3)/NA = 48/(6,02 10 23) = 7,97 10 -23 g M(Ar) = 40 g m(Ar) = M( Ar)/NA = 40/(6,02 10 23) = 6,65 10 -23 g

Zadatak 3. Koliki je volumen pri standardnim uvjetima? zauzima 2 mola metana.

Riješenje:

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

Zadatak 4. Odredite gustoću i relativnu gustoću ugljičnog monoksida (IV) iz vodika, metana i zraka.

Riješenje:

M r (C02)=12+16·2=44; M(CO2)=44 g/mol Mr(CH4)=12+1.4=16; M(CH4)=16 g/mol Mr(H2)=1,2=2; M(H2)=2 g/mol Mr (zrak)=29; M(zrak)=29 g/mol ρ=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(H 2)=M(CO 2)/M(H 2)=44/2=22 D(zrak)=M(CO 2)/M(zrak)=44/24= 1,52

Zadatak 5. Odredite masu plinske smjese koja sadrži 2,8 kubičnih metara metana i 1,12 kubičnih metara ugljičnog monoksida.

Riješenje:

M r (C02)=12+16·2=44; M(CO2)=44 g/mol Mr(CH4)=12+1.4=16; M(CH 4) = 16 g/mol 22,4 kubičnih metara CH 4 = 16 kg 2,8 kubičnih metara CH 4 = x m(CH 4) = x = 2,8 16/22,4 = 2 kg 22,4 kubičnih metara CO 2 = 28 kg 1,12 kubičnih metara CO 2 = x m(CO 2)=x=1,12·28/22,4=1,4 kg m(CH 4)+m(CO 2)=2+1, 4=3,4 kg

Zadatak 6. Odredite volumene kisika i zraka potrebne za sagorijevanje 112 kubičnih metara dvovalentnog ugljičnog monoksida koji sadrži nezapaljive nečistoće u volumnom udjelu od 0,50.

Riješenje:

• odrediti volumen čistog CO u smjesi: V(CO)=112·0,5=66 kubnih metara
• odredite volumen kisika potreban za izgaranje 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)=22 . 4 m 3 66/44,8 = X/22,4 X = 66 22,4/44,8 = 33 m 3 ili 2V(CO)/V(O 2) = V 0 (CO)/V 0 (O 2) V - molarni volumeni V 0 - izračunati volumeni V 0 (O 2) = V (O 2)·(V 0 (CO)/2V (CO))

Zadatak 7. Kako će se promijeniti tlak u posudi ispunjenoj plinovima vodika i klora nakon njihove reakcije? Je li isto za vodik i kisik?

Riješenje:

• H 2 + Cl 2 = 2HCl - kao rezultat interakcije 1 mola vodika i 1 mola klora dobivaju se 2 mola klorovodika: 1 (mol) + 1 (mol) = 2 (mol), dakle, tlak se neće promijeniti, budući da je rezultirajući volumen plinske smjese jednak zbroju volumena komponenti koje su reagirale.
• 2H 2 + O 2 = 2H 2 O - 2 (mol) + 1 (mol) = 2 (mol) - tlak u posudi će se smanjiti za jedan i pol puta, jer od 3 volumena komponenti koje su reagirale, 2 dobiju se volumeni plinske smjese.

Zadatak 8. 12 litara plinske smjese amonijaka i četverovalentnog ugljikovog monoksida na br. imaju masu 18 g. Koliko pojedinog plina ima u smjesi?

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)= x/(22,4·17) g m(CO 2)=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. Kolika će se količina vode dobiti reakcijom 2 g vodika i 24 g kisika?

Riješenje:

2H2+02=2H20

Iz jednadžbe reakcije jasno je da broj reaktanata ne odgovara omjeru stehiometrijskih koeficijenata u jednadžbi. U takvim slučajevima, izračuni se provode korištenjem tvari koja je manje zastupljena, tj. ta će tvar završiti prva tijekom reakcije. Da biste odredili koja je od komponenti manjkava, morate obratiti pozornost na koeficijent u jednadžbi reakcije.

Količine polaznih 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 potrebna su 3 mola vodika (1,5 2), ali imamo samo 2 mola, tj. nedostaje 1 mol vodika da bi reagirao svih jedan i pol mola kisika. Stoga ćemo izračunati količinu vode pomoću vodika:

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

Problem 10. Pri temperaturi od 400 K i tlaku od 3 atmosfere plin zauzima volumen od 1 litre. Koliki će volumen ovaj plin zauzimati na nultoj razini?

Riješenje:

Iz Clapeyronove jednadžbe:

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

Pri proučavanju kemijskih tvari važni pojmovi su količine kao što su molarna masa, gustoća tvari i molarni volumen. Dakle, što je molarni volumen i kako se razlikuje za tvari u različitim agregatnim stanjima?

Molarni volumen: opći podaci

Da bi se izračunao molarni volumen kemijske tvari, potrebno je molarnu masu te tvari podijeliti s njezinom gustoćom. Stoga se molarni volumen izračunava formulom:

gdje je Vm molarni volumen tvari, M je molarna masa, p je gustoća. U međunarodnom SI sustavu ova vrijednost se mjeri u kubnom metru po molu (m 3 /mol).

Riža. 1. Formula molarne zapremine.

Molarni volumen plinovitih tvari razlikuje se od tvari u tekućem i krutom stanju po tome što plinoviti element s količinom od 1 mola uvijek zauzima isti volumen (ako su zadovoljeni isti parametri).

Volumen plina ovisi o temperaturi i tlaku, pa pri proračunu treba uzeti volumen plina u normalnim uvjetima. Normalnim uvjetima smatra se temperatura od 0 stupnjeva i tlak od 101,325 kPa.

Molarni volumen 1 mola plina u normalnim uvjetima uvijek je isti i jednak je 22,41 dm 3 /mol. Taj se volumen naziva molarni volumen idealnog plina. To jest, u 1 molu bilo kojeg plina (kisik, vodik, zrak) volumen je 22,41 dm 3 /m.

Molarni volumen pri normalnim uvjetima može se izvesti pomoću jednadžbe stanja za idealni plin, koja se naziva Clayperon-Mendeleev jednadžba:

gdje je R univerzalna plinska konstanta, R=8,314 J/mol*K=0,0821 l*atm/mol K

Volumen jednog mola plina V=RT/P=8,314*273,15/101,325=22,413 l/mol, gdje su T i P vrijednost temperature (K) i tlaka u normalnim uvjetima.

Riža. 2. Tablica molarnih volumena.

Avogadrov zakon

Godine 1811. A. Avogadro iznio je hipotezu da jednaki volumeni različitih plinova pod istim uvjetima (temperatura i tlak) sadrže isti broj molekula. Kasnije je hipoteza potvrđena i postala je zakon koji nosi ime velikog talijanskog znanstvenika.

Riža. 3. Amedeo Avogadro.

Zakon postaje jasan ako se sjetimo da je u plinovitom obliku udaljenost između čestica neusporedivo veća od veličine samih čestica.

Stoga se iz Avogadrova zakona mogu izvući sljedeći zaključci:

• Jednaki volumeni svih plinova uzetih na istoj temperaturi i pod istim tlakom sadrže isti broj molekula.
• 1 mol potpuno različitih plinova pod istim uvjetima zauzima isti volumen.
• Jedan mol bilo kojeg plina u normalnim uvjetima zauzima volumen od 22,41 litara.

Korolar Avogadrova zakona i pojam molarnog volumena temelje se na činjenici da mol bilo koje tvari sadrži isti broj čestica (za plinove - molekule), jednak Avogadrovoj konstanti.

Da biste saznali broj molova otopljene tvari sadržane u jednoj litri otopine, potrebno je odrediti molarnu koncentraciju tvari pomoću formule c = n/V, gdje je n količina otopljene tvari, izražena u molovima, V je volumen otopine, izražen u litrama C je molarnost.

Što smo naučili?

U školskom programu kemije za 8. razred obrađuje se tema “Molarni volumen”. Jedan mol plina uvijek sadrži isti volumen, jednak 22,41 kubnih metara/mol. Taj se volumen naziva molarni volumen plina.

Test na temu

Ocjena izvješća

Prosječna ocjena: 4.2. Ukupno primljenih ocjena: 64.

Molarni volumen plina jednak je omjeru volumena plina i količine tvari tog plina, tj.

V m = V(X) / n(X),

gdje je V m molarni volumen plina - konstantna vrijednost za bilo koji plin pod danim uvjetima;

V(X) – volumen plina X;

n(X) – količina plinovite tvari X.

Molarni volumen plinova pri normalnim uvjetima (normalni tlak p n = 101,325 Pa ≈ 101,3 kPa i temperatura T n = 273,15 K ≈ 273 K) iznosi V m = 22,4 l/mol.

Zakoni idealnog plina

U proračunima koji uključuju plinove često je potrebno prijeći s ovih uvjeta na normalne ili obrnuto. U ovom slučaju, prikladno je koristiti formulu koja slijedi iz kombiniranog plinskog zakona Boyle-Mariottea i Gay-Lussaca:

pV / T = p n V n / T n

Gdje je p tlak; V - volumen; T - temperatura na Kelvinovoj skali; indeks "n" označava normalne uvjete.

Volumni udio

Sastav plinskih smjesa često se izražava volumnim udjelom - omjerom volumena određene komponente prema ukupnom volumenu sustava, tj.

φ(X) = V(X) / V

gdje je φ(X) volumni udio komponente X;

V(X) - volumen komponente X;

V je volumen sustava.

Volumni udio je bezdimenzionalna veličina; izražava se u dijelovima jedinice ili u postocima.

Primjer 1. Koliki će volumen zauzeti amonijak mase 51 g pri temperaturi 20°C i tlaku 250 kPa?

	1. Odredite količinu tvari amonijaka: n(NH3) = m(NH3) / M(NH3) = 51 / 17 = 3 mol. 2. Volumen amonijaka u normalnim uvjetima je: V(NH3) = Vmn(NH3) = 22,43 = 67,2 l. 3. Pomoću formule (3) volumen amonijaka svedemo na ove uvjete (temperatura T = (273 + 20) K = 293 K): V(NH3) = pn Vn (NH3) / pT n = 101,3 293 67,2 / 250 273 = 29,2 l. Odgovor: V(NH 3) = 29,2 l.

Primjer 2. Odredite volumen koji će plinska smjesa koja sadrži vodik, mase 1,4 g i dušik, mase 5,6 g, zauzeti pri normalnim uvjetima.

	1. Odredite količine tvari vodika i dušika: n(N 2) = m(N 2) / M(N 2) = 5,6 / 28 = 0,2 mol n(H2) = m(H2) / M(H2) = 1,4 / 2 = 0,7 mol 2. Budući da u normalnim uvjetima ti plinovi međusobno ne djeluju, volumen plinske smjese bit će jednak zbroju volumena plinova, t.j. V(mješavine) = V(N 2) + V(H 2) = V m n(N 2) + V m n(H2) = 22,4 0,2 + 22,4 0,7 = 20,16 l. Odgovor: V(smjesa) = 20,16 l.

Zakon volumetrijskih odnosa

Kako riješiti problem pomoću “Zakona volumetrijskih odnosa”?

Zakon omjera volumena: Volumeni plinova uključenih u reakciju međusobno su povezani kao mali cijeli brojevi jednaki koeficijentima u jednadžbi reakcije.

Koeficijenti u jednadžbama reakcija pokazuju brojeve volumena reagirajućih i nastalih plinovitih tvari.

Primjer. Izračunajte volumen zraka potreban za izgaranje 112 litara acetilena.

1. Sastavljamo jednadžbu reakcije:

2. Na temelju zakona volumetrijskih odnosa izračunavamo volumen kisika:

112 / 2 = X / 5, odakle je X = 112 5 / 2 = 280l

3. Odredite volumen zraka:

V(zrak) = V(O 2) / φ(O 2)

V(zrak) = 280 / 0,2 = 1400 l.

Uz masu i volumen, kemijski izračuni često koriste količinu tvari proporcionalnu broju strukturnih jedinica sadržanih u tvari. U svakom slučaju mora biti naznačeno na koje se strukturne jedinice (molekule, atome, ione itd.) misli. Jedinica količine 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 ugljika 12C.

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.

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

Dakle, relativna molekulska težina (ili, skraćeno, molekularna težina) slobodnog klora C1g iznosi 70,90. Stoga je molarna masa molekulskog klora 70,90 g/mol. Međutim, molarna masa atoma klora je upola manja (45,45 g/mol), budući da 1 mol molekule klora Cl sadrži 2 mola atoma klora.

Prema Avogadrovom zakonu, jednaki volumeni svih plinova uzetih na istoj temperaturi i istom tlaku sadrže isti broj molekula. Drugim riječima, isti broj molekula bilo kojeg plina zauzima isti volumen pod istim uvjetima. U isto vrijeme, 1 mol bilo kojeg plina sadrži isti broj molekula. Prema tome, pod istim uvjetima, 1 mol bilo kojeg plina zauzima isti volumen. Taj se volumen naziva molarni volumen plina i pod normalnim uvjetima (0°C, tlak 101, 425 kPa) jednak je 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 uzeti do 0,04% ukupnog volumena koji zauzima zrak.

Testni zadatak

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

2. Izrazi masu jedne molekule sumporovog dioksida u gramima.

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. Masu jedne molekule NO 2 izrazite u gramima -

6. Koliki je omjer volumena koji zauzimaju 1 mol O2 i 1 mol Oz (uvjeti su isti)?

7. Uzete su jednake mase kisika, vodika i metana pod istim uvjetima. Odredite omjer uzetih volumena plinova.

8. Na pitanje koliki će volumen zauzimati 1 mol vode u normalnim uvjetima, odgovor je bio: 22,4 litre. Je li ovo točan odgovor?

9. Masu jedne molekule HCl izrazite u gramima.

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

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

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

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

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

14. Uzete su jednake mase kisika, vodika i dušika pod istim uvjetima. Odredite omjer uzetih volumena plinova.

15. Usporedite broj 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 pri standardnim uvjetima?

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

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

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 smjesi plinova, tada se ona odvija u cijelom volumenu sustava. Brzina homogene reakcije je količina tvari koja reagira ili nastaje kao rezultat reakcije u jedinici vremena po 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 po jedinici vremena bilo koje od tvari: početnog reagensa ili produkta reakcije. Kako bi se osiguralo da je rezultat izračuna uvijek pozitivan, bez obzira temelji li se na reagensu ili proizvodu, u formuli se koristi znak "±":

Ovisno o prirodi reakcije, vrijeme se može izraziti ne samo u sekundama, kako to zahtijeva SI sustav, već iu minutama ili satima. Tijekom reakcije veličina njezine brzine nije konstantna, već se kontinuirano mijenja: smanjuje se kako se smanjuju koncentracije polaznih tvari. Gornji izračun daje prosječnu vrijednost brzine reakcije u određenom vremenskom intervalu Δτ = τ 2 – τ 1. Prava (trenutna) brzina definirana je kao granica kojoj teži omjer Δ S/ Δτ pri Δτ → 0, tj. prava brzina jednaka je derivaciji koncentracije u odnosu na vrijeme.

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 = D + 2E, potrošnja tvari A je jedan mol, potrošnja tvari B je tri mola, a opskrba tvari E je dva mola. Zato υ (A) = ⅓ υ (B) = υ (D) =½ υ (E) ili υ (E) . = ⅔ υ (IN) .

Ako se reakcija dogodi između tvari koje se nalaze u različitim fazama heterogenog sustava, tada se može dogoditi samo na granici između tih faza. Na primjer, interakcija između otopine kiseline i komada metala događa se samo na površini metala. Brzina heterogene reakcije je količina tvari koja reagira ili nastaje kao rezultat reakcije po jedinici vremena po jedinici površine sučelja:

.

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

2A + B → proizvodi

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

υ = k· S A 2 · S B = k· [A] 2 · [B]

(molarne koncentracije u formulama mogu se označiti slovom S s odgovarajućim indeksom i formulom tvari u uglatim zagradama). Fizikalno značenje konstante brzine reakcije je brzina reakcije pri koncentracijama svih reaktanata jednakih 1 mol/l. Dimenzija konstante brzine reakcije ovisi o broju faktora na desnoj strani jednadžbe i može biti c –1 ; s –1 ·(l/mol); s –1 · (l 2 /mol 2) itd., odnosno tako da se u svakom slučaju u izračunima brzina reakcije izražava u mol · l –1 · s –1.

Za heterogene reakcije, jednadžba zakona djelovanja mase uključuje koncentracije samo onih tvari koje su u plinovitom stanju 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, zakon djelovanja mase je napisan:

υ = k ja·const··= k·,

Gdje k= k ja konst.

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

υ = k··.

Ako tlak povećate, na primjer, 4 puta, tada će se volumen koji zauzima sustav smanjiti za isti iznos, a posljedično će se koncentracije svake od reagirajućih tvari povećati za isti iznos. Brzina reakcije u ovom će se slučaju povećati 9 puta

Ovisnost brzine reakcije o temperaturi opisano van't Hoffovim pravilom: sa svakim povećanjem temperature od 10 stupnjeva, brzina reakcije se povećava za 2-4 puta. To znači da kako se temperatura povećava u aritmetičkoj progresiji, 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 izraženo je formulama:

ili

gdje su i brzine reakcije na početku t 1 i konačni t 2 temperature. Van't Hoffovo pravilo se također može izraziti sljedećim odnosima:

; ; ; ,

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

Testni zadatak

1. Odredite vrijednost konstante brzine za reakciju A + B -> AB, ako je pri koncentracijama tvari A i B jednakih 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 2 puta, a koncentracija tvari B smanji 2 puta?

4. Koliko puta treba povećati koncentraciju tvari B 2 u sustavu 2A 2 (g) + B 2 (g) = 2A 2 B (g) 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] = 0,008 mol/l. Kolike 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. Koliko se puta povećala brzina prednje reakcije?

6. Reakcija između tvari A i B izražena je jednadžbom: A + 2B → C. Početne koncentracije su: [A] 0 = 0,04 mol/l, [B] o = 0,05 mol/l. Konstanta brzine reakcije je 0,4. Odredite 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 2CO + O2 = 2CO2 koja se odvija u zatvorenoj posudi ako se tlak udvostruči?

8. Izračunajte koliko će se puta povećati brzina reakcije ako se temperatura sustava poveća s 20 °C na 100 °C, uzimajući vrijednost temperaturnog koeficijenta brzine reakcije jednakom 4.

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

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

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

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

povećava za 15,6 puta?

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

14. Reakcija između tvari A i B izražena je jednadžbom: A + 2B → C. Početne koncentracije su: [A] 0 = 0,01 mol/l, [B] o = 0,04 mol/l. Konstanta brzine reakcije je 0,5. Odredite 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 s 0,05 na 0,1 mol/l, a koncentracija klora s 0,04 na 0,06 mol/l. Koliko se puta povećala brzina prednje reakcije?

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

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

KEMIJSKA VEZA. NASTANAK I GRAĐA MOLEKULA

1.Koje vrste kemijskih veza poznajete? Navedite primjer nastanka ionske veze metodom valentne veze.

2. Koja se kemijska veza naziva kovalentnom? Što je karakteristično za kovalentni tip veze?

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

4. Koja je vrsta kemijske veze u molekulama H2; Cl 2 HC1?

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

6. Koja se kemijska veza naziva ionskom? Što je karakteristično za ionski tip veze?

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

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

9. Objasnite donorsko-akceptorski mehanizam kovalentnih veza na primjeru nastanka fosfonijevog iona [PH 4 ]+.

10. U molekulama CO, C0 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 karakterističan je za spojeve: Nal, S0 2, KF? Zašto je ionska veza ekstremni slučaj kovalentne veze?

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

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

15. Kako možemo objasniti veliku čvrstoću veze između atoma u molekuli dušika N2 i znatno nižu čvrstoću u molekuli fosfora P4?

16 . Kakva se veza naziva vodikovom vezom? 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 zasićenosti i usmjerenosti? Zašto je to ekstremni slučaj kovalentne veze?

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

U kemiji se ne koriste apsolutne mase molekula, već se koristi relativna molekulska masa. Pokazuje koliko je puta masa molekule veća od 1/12 mase atoma ugljika. Ova količina je označena sa Mr.

Relativna molekularna masa jednaka je zbroju relativnih atomskih masa atoma koji ga čine. Izračunajmo 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 molekulske mase plinovitih tvari, može se usporediti njihova gustoća, odnosno izračunati relativna gustoća jednog plina u odnosu na drugi - D(A/B). Relativna gustoća plina A prema plinu B jednaka je omjeru njihovih relativnih molekulskih masa:

Izračunajmo relativnu gustoću ugljičnog dioksida prema vodiku:

Sada izračunavamo relativnu gustoću ugljičnog dioksida prema vodiku:

D(luk/vod) = Mr(luk) : Mr(hid) = 44:2 = 22.

Dakle, ugljikov 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 i udjelima tekućih ili čvrstih tvari. Stoga su kemičari za usporedbu broja molekula u tvarima uveli vrijednost - molekulska masa .

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

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

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

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

Eksperimentalno je utvrđeno da 1 mol tvari sadrži čestice (na primjer, molekule). Taj se broj naziva Avogadrov broj. A ako tome dodamo mjernu jedinicu - 1/mol, onda će to biti fizikalna veličina - Avogadrova konstanta, koja se označava 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 će zauzimati isti volumen. Volumen jednog mola plina nazivamo molarni volumen i označavamo Vn.

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

Tada je količina plinovite tvari na razini tla može se izračunati kao omjer volumena plina i molarnog volumena.

ZADATAK 1. Koja količina tvari odgovara 180 g vode?

ZADATAK 2. Izračunajmo volumen na nultoj razini koji će zauzeti ugljikov dioksid u količini od 6 mol.

Bibliografija

1. Zbirka zadataka i vježbi iz kemije: 8. razred: prema udžbeniku P.A. Orzhekovsky i dr. “Kemija, 8. razred” / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006. (str. 29-34)
2. Ushakova O.V. Radna bilježnica iz kemije: 8. razred: uz udžbenik P.A. Orzhekovsky i dr. “Kemija. 8. razred” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; pod, ispod. izd. prof. godišnje Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (str. 27-32)
3. Kemija: 8. razred: udžbenik. za opće obrazovanje ustanove / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§§ 12, 13)
4. Kemija: inorg. kemija: udžbenik. za 8. razred. opće obrazovna ustanova / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M.: Obrazovanje, OJSC “Moscow Textbooks”, 2009. (§§ 10, 17)
5. Enciklopedija za djecu. Svezak 17. Kemija / Pogl. ur.V.A. Volodin, Ved. znanstveni izd. I. Leenson. - M.: Avanta+, 2003.

1. Objedinjena zbirka digitalnih obrazovnih izvora ().
2. Elektronička verzija časopisa “Chemistry and Life” ().
3. Testovi iz kemije (online) ().

Domaća zadaća

1.str.69 broj 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: udžbeniku P.A. Orzhekovsky i dr. “Kemija, 8. razred” / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.