Глава 2. Основные законы химии

Рабочая программа. Определение химии. Предмет химии.Законы сохранения массы, сохранения и превращения энергии. Закон постоянства состава. Закон эквивалентов. Эквивалент, число эквивалентности, фактор эквивалентности. Количество вещества эквивалентов. Молярная масса эквивалентов, молярный объём эквивалентов. Определение молярной массы эквивалентов простых веществ, бинарных соединений, гидроксидов, солей. Закон Авогадро. Количество вещества. Моль. Относительная молекулярная масса. Молярная масса. Атомно-молекулярная теория.

Химия относится к естественным наукам. Предметами изучения химии являются состав, свойства и структура веществ, законы превращений одних веществ в другие. Химия ^_ это наука о взаимных превращениях веществ.

Химия играет важнейшую роль в жизни человечества.

Производство химических удобрений, средств защиты растений и животных позволило решить проблему производства продуктов питания.

Создание и производство синтетических лекарственных препаратов позволило резко сократить смертность и увеличить среднюю продолжительность жизни человека.

Создание и производство искусственных и синтетических волокон и пленок решило проблему одежды и обуви.

Прогресс всех отраслей материального производства основан, прежде всего, на создании химической наукой материалов с особыми свойствами. Отсюда вытекает важность изучения химии для современного специалиста в любой области техники.

Закон сохранения массы. Масса веществ, вступающих в реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции. Открыт в 1748 г. М.В. Ломоносовым.

Закон сохранения и превращения энергии. Энергия не исчезает и не возникает вновь; ее различные формы могут переходить одна в другую в определенных, строго эквивалентных отношениях.

Между энергией и массой существует взаимосвязь, выражаемая формулой

, (2.1)

где ΔЕ – изменение энергии, Дж, соответствующее изменению массы Δm, кг; с – скорость света в вакууме, равная

2,99792^. 10⁸ м^.с^-1.

Из уравнения (2.1) следует, что любой химический процесс, сопровождающийся выделением или поглощением энергии, сопровождается соответственно уменьшением или увеличением массы. Тепловой эффект в 1 кДж соответствует изменению массы на 1,1^.10^{-14 кг. Величина тепловых эффектов химических реакций редко превышает 103} кДж/моль. По этой причине изменением массы веществ в ходе химических реакций обычно пренебрегают как незначительным.

Закон постоянства состава. Любое химически чистое соединение имеет постоянные состав и свойства независимо от способа и места его получения. Закон был сформулирован французским химиком Ж. Прустом в начале XIX века. Позднее было установлено, что все химические вещества делятся на соединения постоянного состава (дальтониды) и соединения переменного состава (бертоллиды). К дальтонидам принадлежат большинство кислот, оснований, солей. К бертоллидам относятся многие двойные соединения, особенно соединения d-элементов. Например, в зависимости от способа получения моносульфид железа существует в интервале составов FeS_0,8-1,14 , а оксиду титана (IV) соответствует формула TiO_1,9-2,0. Закон постоянства состава применим только к соединениям постоянного состава.