Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ћаса речовин, €к≥ вступили в х≥м≥чну реакц≥ю, дор≥внюЇ мас≥ речовин, €к≥ утворилис€ внасл≥док ц≥Їњ реакц≥њ




якщо х≥м≥чну реакц≥ю в загальному вигл€д≥ виразити схемою ј + ¬ = C + D, то закон збереженн€ маси можна записати в так≥й символ≥чн≥й форм≥:.

m(A + B) = m(C + D)

«акон збереженн€ маси можна по€снити так: п≥д час х≥м≥чних перетворень атоми не виникають ≥ не можуть виникнути з н≥чого; загальне число атом≥в залишаЇтьс€ пост≥йним до та п≥сл€ реакц≥њ.

Ќаприклад, в реакц≥ю Ќ2 + Cl2 вступаЇ два атоми √≥дрогену та два атоми ’лору ≥ одержуютьс€ так≥ сам≥ њх к≥лькост≥, оск≥льки атоми мають пост≥йну масу, то не зм≥нюЇтьс€ ≥ маса речовини до та п≥сл€ реакц≥њ.

ћеж≥ застосуванн€:

« точки зору сучасних у€влень про зв'€зок м≥ж масою та енерг≥Їю закон не зовс≥м точний. ј.≈йнштейн пропонуЇ принцип екв≥валентност≥, зг≥дно з €ким зм≥на маси речовини Δm в≥дпов≥даЇ певн≥й к≥лькост≥ енерг≥њ.

E = mс2

ќск≥льки швидк≥сть св≥тла с дуже велика (с = 3 ∙ 10 8м/с), то незначн≥ зм≥ни маси повинн≥ зумовлювати велике вид≥ленн€ енерг≥њ ≥ навпаки. ќск≥льки х≥м≥чн≥ реакц≥њ супроводжуютьс€ вид≥ленн€м або поглинанн€м енерг≥њ, повинна зм≥нюватис€ ≥ маса реагуючих речовин. ÷€ зм≥на маси лежить за межами експериментального визначенн€, оск≥льки найсучасн≥ш≥ анал≥тичн≥ терези можуть заф≥ксувати зм≥ну маси на 1 ∙ 10-7 г..

Ќаприклад, зменшенн€ маси утвореноњ води зг≥дно реакц≥њ

H2 + ½ O2 = H2O + 241,8 кƒж

дор≥внюЇ 2,68∙10-9 г. “аку втрату маси визначити експериментально неможливо, ≥ нею нехтують.

“ому можна вважати, що закон збереженн€ маси виконуЇтьс€ п≥д час, х≥м≥чних реакц≥й.

” €дерних реакц≥€х закон не виконуЇтьс€: загальна маса €дер, €к≥ утворюютьс€, менша за масу вих≥дних €дер на так званий дефект маси. ядерн≥реакц≥њ характеризуютьс€ високими енергетичними ефектами, €к≥ дос€гають сотень м≥льйон≥в к≥лоджоул≥в, що в≥дпов≥даЇ зм≥н≥ маси на 0,01 - 0,1 г. Ќаприклад, п≥д час розпаду одного мол€ урану Ц
235 г/моль вид≥л€Їтьс€ 1,939∙1010 кƒж. енерг≥њ, що в≥дпов≥даЇ зм≥н≥ маси на 0,215 г. “ака зм≥на маси називаЇтьс€ дефектом маси. «а цим законом, €кщо в систем≥ виникаЇ зм≥на енерг≥њ, то в ц≥й же систем≥ екв≥валентно зм≥нюЇтьс€ маса.

¬икористанн€ закону:

«акон збереженн€ маси Ї основою дл€ к≥льк≥сних розрахунк≥в за х≥м≥чними р≥вн€нн€ми в науц≥ та на виробництв≥.

«акон збереженн€ енерг≥њ (M. ¬. Ћомоносов)

≈нерг≥€ не виникаЇ з н≥чого ≥ не зникаЇ безсл≥дно, вона т≥льки перетворюЇтьс€ з одного виду в ≥нший в екв≥валентних к≥лькост€х.

«акони збереженн€ маси та енерг≥њ - це дв≥ сторони Їдиного закону природи - закону в≥чност≥ матер≥њ та њњ руху. ѕогл€ди Ћомоносова п≥дтверджено р≥вн€нн€м ј. ≈йнштейна:

E = mс2

’≥м≥чн≥ перетворенн€ завжди пов'€зан≥ з вид≥ленн€м або поглинанн€м енерг≥њ..

Ќаприклад, сполученн€ метал≥в з —ульфуром або ’лором, нейтрал≥зац≥€ кислот лугами супроводжуЇтьс€ вид≥ленн€м значноњ к≥лькост≥ тепла. Ќайлегше х≥м≥чна енерг≥€ переходить у теплову, але в≥дом≥ й так≥, де х≥м≥чна енерг≥€ переходить у св≥тлову (св≥ченн€ фосфору та гнилого дерева на пов≥тр≥).

’≥м≥чна енерг≥€ може перетворюватись на електричну, наприклад п≥д час роботи акумул€тор≥в, ≥ навпаки в процесах пов'€заних з електрол≥зом.

ѕри розклад≥ вибухових речовин х≥м≥чна енерг≥€ перетворюЇтьс€ в теплову, св≥тлову, механ≥чну. Ќаприклад, розклад бертолетовоњ сол≥ KClO3.

≤з р≥вн€нн€ ј. ≈йнштейна випливаЇ висновок:

якщо в систем≥ виникаЇ зм≥на енерг≥њ ∆≈, то в ц≥й же систем≥ екв≥валентно зм≥нюЇтьс€ ≥ маса: ∆m = ∆≈/с2.

ќчевидно, що в ≥зольован≥й систем≥ енерг≥€ залишаЇтьс€ пост≥йною, то ≥ маса теж повинна бути пост≥йною при будь-€ких перетворенн€х всередин≥ системи. “ому незм≥нн≥сть маси п≥д час х≥м≥чних процес≥в спостер≥гаЇтьс€ в ≥зольован≥й систем≥. ¬становлено, що при взаЇмод≥њ 1 моль Ќ—≤ з 1 моль NaOH в розведеному розчин≥ зменшуЇтьс€ на 56900 ƒж запас енерг≥њ у вигл€д≥ вид≥леноњ теплоти в навколишнЇ середовище, то разом ≥з цим повинна зменшитись маса утвореного розчину (приведеного до початковоњ температури) на 6,3-10-13 кг.

 

—тех≥ометричн≥ закони

«акон сталост≥ складу

 ожна х≥м≥чна сполука маЇ сталий склад незалежно в≥д способу та у мов њњ добуванн€ (∆. ѕруст, 1801 p.).

Ќаприклад, сульфур (IV) оксид можна добути задопомогою к≥лькох х≥м≥чних реакц≥й:

S + O2 = SO2

Cu +2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O

2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O ¬ сульфур (IV) оксид≥ масова частка—ульфуру становить 50%.

«авд€ки прац€м H. C.  урнакова було показано, що в природ≥ Ї два типи сполук: ≥з сталим та зм≥нним складом.

—полуки, €к≥ мають сталий склад та ц≥лочислове атомне сп≥вв≥дношенн€ компонент≥в, називаютьс€ дальтон≥дами.

ƒл€ сполук сталого складу характерний ковалентний зв'€зок м≥ж атомами в тому чи ≥ншому агрегатному стан≥. Ќаприклад: CO2, NH3, NO, Ќ—≤, H2O, C6H6.

—полуки зм≥нного складу, стех≥ометричне сп≥вв≥дношенн€ компонент≥в €ких не в≥дпов≥даЇ ц≥лим числам, називаютьс€ бертол≥дами.

—полуки зм≥нного складу не мають молекул€рноњ структури. ƒо них належить б≥льш≥сть твердих речовин ≥, зокрема, переважна б≥льш≥сть кристал≥чних сполук перех≥дних метал≥в. “ак, сполуками зм≥нного складу Ї оксиди, г≥дриди, сульф≥ди, н≥триди, карб≥ди та ≥нш≥ б≥нарн≥ сполуки d- та f-елемент≥в. Ќаприклад, г≥дриди “≥Ќ 0,88-1,00; NbH 0,57-0,99; карб≥ди VC 0,56-0,88; н≥триди TaN 0,6-0,9

“вердженн€, що кожному складу речовини в≥дпов≥даЇ т≥льки одна х≥м≥чна сполука, - нев≥рне. ќдин ≥ той же склад можуть мати р≥зн≥ речовини - ≥зомери.

ќтже, склад х≥м≥чних сполук залежно в≥д типу х≥м≥чного зв'€зку, агрегатного етапу речовин та умов њх добуванн€ може бути €к сталим, так ≥ зм≥нним.

“ому сучасне формулюванн€ закону сталост≥ складу таке: €кщо х≥м≥чна сполука маЇ молекул€рну структуру, то незалежно в≥д умов добуванн€ склад њњ залишаЇтьс€ сталим. —клад х≥м≥чноњ сполуки, що не маЇ молекул€рноњ структури, може зм≥нюватис€ в певних межах залежно в≥д умов добуванн€.

«акон екв≥валент≥в

≤з закону сталост≥ складу можна зробити висновок, що в х≥м≥чних реакц≥€х атоми елемент≥в сполучаютьс€ в певних масових сп≥вв≥дношенн€х. јнгл≥йський вчений
ƒж. ƒальтон вивчив ц≥ сп≥вв≥дношенн€. ¬≥н вв≥в пон€тт€ про екв≥валентн≥ (р≥вноц≥нн≥) маси ≥ сформулював закон екв≥валент≥в:

ћаси елемент≥в, що реагують, в≥днос€тьс€ м≥ж собою, €к њхн≥ екв≥валентн≥ маси:

де mA mB - маси речовин ј¬;

еr(A)er(B) Ц екв≥валентн≥ маси речовин ј¬.

” сучасному розум≥нн≥ екв≥валент Ц це частина атома, що припадаЇ на одиницю валентност≥.

¬≥дпов≥дно екв≥валентна маса Ц це частина атомноњ маси, що припадаЇ на одиницю валентност≥:

;

де јr - в≥дносна атомна маса речовини .

ќск≥льки в х≥м≥чних сполуках м≥ж двома елементами загальне число валентностей одного елемента дор≥внюЇ загальному числу валентностей ≥ншого елемента, а кожн≥й одиниц≥ валентност≥ в≥дпов≥даЇ один екв≥валент, то ≥ число екв≥валент≥в одного елемента дор≥внюЇ числу екв≥валент≥в ≥ншого елемента.

ќтже, один екв≥валент одного елемента реагуЇ без залишку з одним екв≥валентом ≥ншого елемента.

ќск≥льки екв≥валенти р≥зних елемент≥в реагують у сп≥вв≥дношенн≥ 1:1, то сп≥вв≥дношенн€ мас, €к≥ реагують без залишку, в≥дпов≥дають в≥дношенню екв≥валентних мас цих елемент≥в.

„асто на практиц≥ використовують пон€тт€ Дмол€рна маса екв≥валент≥вФ.

ћол€рна маса екв≥валент≥в Ц це маса речовини у грамах, що чисельно дор≥внюЇ екв≥валентн≥й мас≥.

Ќаприклад, дл€  арбону в —Ќ4:

екв≥валент = 1/4 атома  арбону (1/4 ),

екв≥валентна маса еr ;

мол€рна маса екв≥валент≥в ћ( 1/4 ) = 3 г/моль.

«≥ зм≥ною валентност≥ елемента зм≥нюЇтьс€ його екв≥валент ≥ екв≥валентна маса.

≈кв≥валент складноњ сполуки Ц це така частина њњ молекули, €ка в≥дпов≥даЇ одному екв≥валенту (тобто атому) √≥дрогену в х≥м≥чн≥й реакц≥њ.

≈кв≥валентну масу складноњ речовини можна визначити, €к в≥дношенн€ молекул€рноњ (формульноњ) маси до числа екв≥валентност≥ Z:

;

де Z Цчисло екв≥валентност≥,

ћr Ц в≥дносна молекул€рна маса речовини .

ƒл€ молекул складноњ речовини Z в≥дпов≥даЇ к≥льк≥сть одиниць валентност≥, €к≥ звТ€зують основн≥ складов≥ частини молекули.

ƒл€ оксиду Ц це число валентностей, що звТ€зують елемент або подвоЇне число атом≥в кисню.

Ќаприклад, дл€ —аќ Ц 4, Cr2O3 -6.

ƒл€ г≥дроксид≥в Ц кислотн≥сть або число груп ќЌ.

Ќаприклад, дл€  ќЌ Ц 1, Mg(OH)2 -2.

ƒл€ сол≥ - добуток числа атом≥в металу на його валентн≥сть.

Ќаприклад, дл€ NaCl Ц 1, Fe2(SO4)3 -6.

¬ р≥вн€нн€х реакц≥й Z речовини залежить в≥д типу реакц≥й, в €к≥й бере участь дана речовина. “ак, у реакц≥€х:

H2S + 2KOH = K2S + 2H2O

H2S + KOH = KHS + H2O

ќдному молю H24 в≥дпов≥даЇ 2 ≥ 1 моль однокислотноњ основи  ќЌ, тому Z (H2SO4) у перш≥й реакц≥њ 2, а в друг≥й Ц 1.

¬ окисно-в≥дновних реакц≥€х частинкою, екв≥валентною одному атому √≥дрогену Ї електрон. “ому 2 тут дор≥внюЇ к≥лькост≥ електрон≥в, приЇднаних або в≥дданих атомом певного елемента в дан≥й реакц≥њ.

«акон кратних в≥дношень

«акон кратних в≥дношень був сформульований у 1803р. ƒ. ƒальтоном.

якщо два елементи утворюють м≥ж собою дек≥лька сполук, то вагов≥ к≥лькост≥ одного елемента, що сполучаЇтьс€ з одн≥Їю й т≥Їю ж ваговою к≥льк≥стю ≥ншого, сп≥вв≥днос€тьс€ м≥ж собою €к невелик≥ ц≥л≥ числа.

« закону кратних в≥дношень випливаЇ два висновки:

  1. —клад речовин (дальтон≥д≥в) зм≥нюЇтьс€ стрибком, тому, що в реакц≥ю вступають ц≥л≥ числа атом≥в;
  2.  ≥льк≥сть переходить в €к≥сть (весел€щий газ N2O дуже в≥др≥зн€Їтьс€ в≥д безкольоровоњ кристал≥чноњ речовини N2O5, що легко розкладаЇтьс€).

ѕриклад, що п≥дтверджуЇ закон.

Ќ≥троген з ќксигеном утворюють пТ€ть оксид≥в молекул€рноњ структури, де сп≥вв≥дношенн€ м≥ж масовими к≥лькост€ми ќксигену, що припадають на ту саму масову к≥льк≥сть азоту, дор≥внюЇ 1:2:3:4:5.

 

Ќазва речовини ќксид —клад оксиду, % ¬≥дношенн€ масових частин Nќ ¬≥дносний ваговий вм≥ст N
N O
N2ќ 63,7 36,4 1: 0,57  
46,7 53,3 1: 1,14  
N2ќ3 36,9 63,1 1: 1,71  
2 30,5 69,5 1: 2,28  
N2ќ5 25,9 74,1 1: 2,86  

 

ќтже, дл€ кожного елемента Ї найменша масова к≥льк≥сть, €ка може сполучатис€ з ≥ншими елементами. ÷е найменша к≥льк≥сть елемента називаЇтьс€ атомом.

 

«акон об'Їмних в≥дношень

«а однакових умов об'Їми газ≥в, €к≥ вступають у реакц≥ю в≥днос€тьс€ м≥ж собою ≥ до об'Їму утворених газ≥в, €к невелик≥ ц≥л≥ числа (∆. √ей - Ћюссак, 1808р.).

” реакц≥њ гор≥нн€ етану в кисн≥

2C2H6(г) + 7O2(г) = 4 CO2(г)+ 6H2O(г)

сп≥вв≥дношенн€ об'Їм≥в газ≥в таке:

V (C2H6): V (O2): V (CO2): V (H2O) = 2:7:4:6

¬ символ≥чн≥й форм≥ закон об'Їмних в≥дношень записуЇтьс€ таким чином:

V (ј): V (¬): V (C): V (D) = a:b:c:d

а, b, с, d - коеф≥ц≥Їнти, €к≥ називаютьс€ стех≥ометричними.

«акон икористовуЇтьс€ в реакц≥€х з речовинами, €к≥ знаход€тьс€ в газопод≥бному стан≥, €кщо об'Їми вим≥рюютьс€ за однакових тиску та температури, тобто дл€ розрахунк≥в об'Їм≥в газ≥в за х≥м≥чними р≥вн€нн€ми.

 

«акон јвогадро





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1382 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

—воим успехом € об€зана тому, что никогда не оправдывалась и не принимала оправданий от других. © ‘лоренс Ќайтингейл
==> читать все изречени€...

2176 - | 1993 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.027 с.