Pred riešením problémov by ste sa mali naučiť vzorce a pravidlá, ako zistiť objem plynu. Nezabudnite na Avogadrov zákon. A samotný objem plynu je možné vypočítať pomocou niekoľkých vzorcov, pričom z nich vyberiete príslušný. Pri výbere požadovaného vzorca majú veľký význam podmienky prostredia, najmä teplota a tlak.
Avogadrov zákon
Hovorí sa v ňom, že pri rovnakom tlaku a rovnakej teplote, v rovnakých objemoch rôznych plynov bude obsiahnutý rovnaký počet molekúl. Počet molekúl plynu obsiahnutých v jednom móle je Avogadrovo číslo. Z tohto zákona vyplýva, že: 1 Kmol (kilomol) ideálneho plynu a akýkoľvek pri rovnakom tlaku a teplote (760 mm Hg at t = 0 * C) vždy zaberá jeden objem = 22,4136 m3.
Ako určiť objem plynu
- Najčastejšie sa v problémoch nachádza vzorec V = n * Vm. Tu je objem plynu v litroch V, Vm je molárny objem plynu (l / mol), ktorý za normálnych podmienok = 22,4 l / mol, a n je množstvo látky v moloch. Keď za podmienok nie je žiadne množstvo hmoty, ale súčasne je tu hmota, urobíme to: n = m / M. Tu M je g / mol (molárna hmotnosť látky) a hmotnosť látky v gramoch je m. V periodickej tabuľke je pod každým prvkom zapísaná jeho atómová hmotnosť. Pridajme všetky masy a získajme požadovanú.
- Ako teda vypočítať objem plynu. Je tu problém: 10 g hliníka sa rozpustí v kyseline chlorovodíkovej. Otázka: koľko vodíka sa môže uvoľniť počas n. o.? Reakčná rovnica vyzerá takto: 2Al + 6HCl (ex) = 2AlCl3 + 3H2. Na samom začiatku nájdeme hliník (množstvo), ktorý reagoval podľa vzorca: n (Al) = m (Al) / M (Al). Berieme hmotnosť hliníka (molárna) z periodickej tabuľky M (Al) = 27 g / mol. Náhradník: n (Al) = 10/27 = 0,37 mol. Z chemickej rovnice vidno, že rozpustením 2 mólov hliníka vznikli 3 móly vodíka. Je potrebné vypočítať, koľko vodíka sa uvoľní z 0,4 molu hliníka: n (H2) = 3 * 0,37/2 = 0,56 mol. Nahraďme údaje do vzorca a nájdime objem tohto plynu. V = n * Vm = 0,56 * 22,4 = 12,54 litra.
Z ustanovenia, že jeden mol akejkoľvek látky obsahuje počet častíc tejto látky, ktorý sa rovná Avogadrovmu číslu a že rovnaký počet častíc rôznych plynov za rovnakých fyzikálnych podmienok je obsiahnutý v rovnakých objemoch týchto plynov, vyplýva nasledovne:
rovnaké množstvá akýchkoľvek plynných látok za rovnakých fyzikálnych podmienok zaberajú rovnaké objemy
Napríklad objem jedného molu ľubovoľného plynu má (pri p, T = konšt) rovnakú hodnotu. V dôsledku toho reakčná rovnica prebiehajúca za účasti plynov určuje nielen pomer ich množstiev a hmotností, ale aj ich objemov.
molárny objem plynu (V M) je objem plynu, ktorý obsahuje 1 mol tohto plynu
V M = V / n
Jednotka molárneho objemu plynu v SI je kubický meter na mol (m 3 / mol), častejšie sa však používajú zlomkové jednotky - liter (kubický decimeter) na mol (l / mol, dm 3 / mol) a mlliter ( kubický centimeter) na mol (cm 3 / mol).
V súlade s definíciou molárneho objemu pre akýkoľvek plyn, pomer jeho objemu V na množstvo n bude rovnaký za predpokladu, že ide o ideálny plyn.
Za normálnych podmienok (n.o.) - 101,3 kPa, 0 ° C - je molárny objem ideálneho plynu
V M = 2,241381 · 10 -2 m 3 / mol ≈ 22,4 L / mol
Pri chemických výpočtoch sa používa zaokrúhlená hodnota 22,4 l / mol, pretože presná hodnota sa týka ideálneho plynu a väčšina skutočných plynov sa od neho líši vlastnosťami. Skutočné plyny s veľmi nízkou teplotou rovnovážnej kondenzácie (H 2, O 2, N 2) za normálnych podmienok majú objem takmer rovný 22,4 l / mol a plyny kondenzujúce pri vysokých teplotách majú o niečo menší molárny objem pri n. U .: pre CO 2 - 22,26 l / mol, pre NH 3 - 22,08 l / mol.
Keď poznáme objem určitého plynu za daných podmienok, je možné určiť množstvo látok v tomto objeme a naopak, podľa množstva látky v danej časti plynu možno objem tejto časti nájsť:
n = V / V M; V = V M * n
Molárny objem plynu na normálnej úrovni je základná fyzikálna konštanta, ktorá sa často používa v chemických výpočtoch. Umožňuje vám použiť objem plynu namiesto jeho hmotnosti, čo je veľmi vhodné v analytickej chémii (analyzátory plynu založené na meraní objemu), pretože je jednoduchšie merať objem plynu ako jeho hmotnosť.
Hodnota molárneho objemu plynu za normálnych podmienok. je koeficient proporcionality medzi Avogadrovou a Loschmidtovou konštantou:
V M = N A / N L = 6,022 10 23 (mol -1) / 2,24 10 4 (cm 3 / mol) = 2,69 10 19 (cm -3)
Pomocou hodnôt molárneho objemu a molárnej hmotnosti plynu je možné určiť hustotu plynu:
ρ = M / V M
Pri výpočtoch založených na zákone ekvivalentov pre plynné látky (činidlá, výrobky) je namiesto ekvivalentnej hmotnosti výhodnejšie použiť ekvivalentný objem, ktorý predstavuje pomer objemu časti daného plynu k ekvivalentu. množstvo látky v tejto časti:
V eq = V / n eq = V / zn = V M / z; (p, T = konšt.)
Jednotka ekvivalentného objemu je rovnaká ako jednotka molárneho objemu. Hodnota ekvivalentného objemu plynu je konštanta daného plynu iba pri konkrétnej reakcii, pretože závisí od faktora ekvivalencie. rov.
Molárny objem plynu
Molárny objem plynu Na základe ustanovenia, že jeden mol akejkoľvek látky zahŕňa počet častíc tejto látky, ktorý sa rovná Avogadrovmu číslu, a že rovnaký počet častíc rôznych plynov s rovnakým
Objem plynu za normálnych podmienok
Téma 1
7. LEKCIA
Téma. Molárny objem plynov. Výpočet objemu plynu za normálnych podmienok
Cieľ lekcie: oboznámiť študentov s pojmom „molárny objem“; odhaliť vlastnosti používania konceptu „molárneho objemu“ pre plynné látky; naučiť študentov využívať získané vedomosti na výpočet objemu plynov za normálnych podmienok.
Typ lekcie: kombinovaná.
Formy práce: príbeh učiteľa, riadená prax.
Vybavenie: Periodická tabuľka chemické prvky DI Mendeleev, karty s úlohami, kocka s objemom 22,4 litra (so stranou 28,2 cm).
II. Kontrola domácich úloh, aktualizácia základných vedomostí
Žiaci si vezmú domácu úlohu na listy papiera na kontrolu.
1) Čo je „množstvo látky“?
2) Jednotka na meranie množstva látky.
3) Koľko častíc je v 1 móle látky?
4) Aký je vzťah medzi množstvom látky a stavom agregácie, v ktorej sa táto látka nachádza?
5) Koľko molekúl vody je v 1 móle ľadu?
6) Čo 1 mol tekutej vody?
7) V 1 móle vodnej pary?
8) Akú hmotu budú mať:
III. Učenie sa nového materiálu
Vznik a riešenie problémovej situácie Problematický problém. Aký objem bude trvať:
Na tieto otázky nemôžeme hneď odpovedať, pretože objem látky závisí od hustoty látky. A podľa vzorca V = m / ρ bude objem iný. 1 mol pary zaberá väčší objem ako 1 mol vody alebo ľadu.
Pretože v kvapalných a plynných látkach je vzdialenosť medzi molekulami vody iná.
Mnoho vedcov študovalo plynné látky. Významný príspevok k štúdiu tejto problematiky priniesol francúzsky chemik Joseph Louis Gay-Lussac a anglický fyzik Robert Boyle, ktorí sformulovali množstvo fyzikálnych zákonov popisujúcich stav plynov.
Poznáte tieto vzory?
Všetky plyny sú rovnako stlačené a majú rovnaký koeficient tepelnej rozťažnosti. Objemy plynov nezávisia od veľkosti jednotlivých molekúl, ale od vzdialenosti medzi molekulami. Vzdialenosti medzi molekulami závisia od ich rýchlosti pohybu, energie a podľa toho aj teploty.
Na základe týchto zákonov a svojho výskumu sformuloval taliansky vedec Amedeo Avogadro zákon:
Rovnaký objem rôznych plynov obsahuje rovnaký počet molekúl.
Za normálnych podmienok majú plynné látky molekulárnu štruktúru. Molekuly plynu sú veľmi malé v porovnaní so vzdialenosťou medzi nimi. Preto objem plynu nie je určený veľkosťou častíc (molekúl), ale vzdialenosťou medzi nimi, ktorá je približne rovnaká pre akýkoľvek plyn.
A. Avogadro dospel k záveru, že ak vezmeme 1 mol, t. J. 6,02 · 1023 molekúl akýchkoľvek plynov, potom budú zaberať rovnaký objem. Ale súčasne sa tento objem meria za rovnakých podmienok, to znamená pri rovnakej teplote a tlaku.
Podmienky, za ktorých sa tieto výpočty vykonávajú, sa nazývajú bežné podmienky.
Normálne podmienky (n.c.):
T = 273 K alebo t = 0 ° C
P = 101,3 kPa alebo P = 1 atm. = 760 mm Hg. Čl.
Objem 1 molu látky sa nazýva molárny objem (Vm). Pri plynoch za bežných podmienok je to 22,4 l / mol.
Vystavená je kocka s objemom 22,4 litra.
Takáto kocka obsahuje 6,02-1023 molekúl akýchkoľvek plynov, napríklad kyslíka, vodíka, amoniaku (NH3), metánu (CH4).
Za akych podmienok
Pri teplote 0 ° C a tlaku 760 mm Hg. Čl.
Z Avogadrovho zákona to vyplýva
kde Vm = 22,4 l / mol akéhokoľvek plynu pri n. v.
Takže, ak poznáte objem plynu, môžete vypočítať množstvo hmoty a naopak.
IV. Formovanie zručností a schopností
Cvičte na príklade
Vypočítajte, aký objem zaberajú 3 móly kyslíka pri n. v.
Vypočítajte počet molekúl oxidu uhličitého v objeme 44,8 litra (n.v).
2) Vypočítajme počet molekúl C O 2 podľa vzorcov:
N (C02) = 2 mol · 6,02 · 1023 molekúl / mol = 12,04 · 1023 molekúl.
Odpoveď: 12,04 1023 molekúl.
Vypočítajte objem dusíka s hmotnosťou 112 g (n.v.).
V (N2) = 4 mol 22,4 l / mol = 89,6 l.
V. Domáca úloha
Prejdite si príslušný odsek učebnice, odpovedzte na otázky.
Tvorivé zadanie (domáca prax). Vyriešte úlohy 2, 4, 6 svojpomocne z mapy.
Karta úlohy pre lekciu 7
Vypočítajte objem 7 mol dusíka N 2 (n.v.).
Vypočítajte počet 112 L molekúl vodíka.
(Odpoveď: 30,1 1023 molekúl)
Vypočítajte objem 340 g sírovodíka.
Objem plynu za normálnych podmienok
Molárny objem plynov. Výpočet objemu plynu za bežných podmienok - MNOŽSTVO LÁTKY. VÝPOČTY PODĽA CHEMICKÝCH FORMULÁROV - VŠETKY VÝUČBY CHÉMIE - 8. ročník - Poznámky k lekcii - Lekcie z chémie - Plán lekcie - Synopsa lekcie - Plány lekcií - Vývoj lekcie chémie - CHÉMIA - Školský program CHÉMIA - Štandardný a akademický program - Všetky hodiny chémie pre 12. ročník na 12. ročníku
Plynové zákony. Avogadrov zákon. Molárny objem plynu
Francúzsky vedec J.L. Gay Lussac ustanovil zákon objemový vzťah:
Napríklad, 1 l chlóru spája s 1 liter vodíka , za vzniku 2 l chlorovodíka ; 2 l oxidu siričitého (IV) spojit sa s, nadviazat spojenie 1 liter kyslíka, pričom sa vytvorí 1 liter oxidu siričitého (VI).
Tento zákon umožnil talianskemu vedcovi A. Avogadro predpokladajme, že molekuly jednoduchých plynov ( vodík, kyslík, dusík, chlór atď.
) skladá sa z dva rovnaké atómy
... Keď sa vodík spojí s chlórom, ich molekuly sa rozpadnú na atómy a tie vytvoria molekuly chlorovodíka. Pretože ale dve molekuly chlorovodíka vznikajú z jednej molekuly vodíka a jednej molekuly chlóru, musí sa ich objem rovnať súčtu objemov počiatočných plynov.
Objemové pomery sa teda dajú ľahko vysvetliť, ak vychádzame z konceptu diatomicity molekúl jednoduchých plynov ( H2, Cl2, O2, N2 atď.
) - To zase slúži ako dôkaz diatomickej povahy molekúl týchto látok.
Štúdium vlastností plynov umožnilo A. Avogadrovi formulovať hypotézu, ktorá bola následne potvrdená experimentálnymi údajmi, a preto sa začala nazývať Avogadrov zákon:
Z Avogadrovho zákona vyplýva dôležitý bod dôsledok: za rovnakých podmienok zaberá 1 mol ľubovoľného plynu rovnaký objem.
Tento objem je možné vypočítať, ak je známa hmotnosť 1 l plyn. Za normálnych podmienok (n.o.), t.j. teplota 273 K (O ° C) a tlak 101 325 Pa (760 mm Hg) , hmotnosť 1 litra vodíka je 0,09 g, jeho molárna hmotnosť je 1,008 2 = 2,016 g / mol. Potom sa objem obsadený 1 mólom vodíka za normálnych podmienok rovná 22,4 l
Za rovnakých podmienok hmota 1L kyslík 1 492 g ; molárny 32 g / mol ... Potom je objem kyslíka pri (n.a.) tiež rovný 22,4 mol.
Molárny objem plynu je pomer objemu látky k množstvu tejto látky:
kde V m - molárny objem plynu (rozmer l / mol ); V je objem systémovej látky; n - množstvo látky v systéme. Príklad záznamu: V m plyn (dobre.) = 22,4 l / mol.
Na základe Avogadrovho zákona sú určené molárne hmotnosti plynných látok. Čím väčšia je hmotnosť molekúl plynu, tým väčšia je hmotnosť jedného a rovnakého objemu plynu. Rovnaké objemy plynov za rovnakých podmienok obsahujú rovnaký počet molekúl a v dôsledku toho móly plynov. Pomer hmotností rovnakých objemov plynov sa rovná pomeru ich molárnych hmotností:
kde m 1 - hmotnosť určitého objemu prvého plynu; m 2 - hmotnosť rovnakého objemu druhého plynu; M 1 a M 2 - molárne hmotnosti prvého a druhého plynu.
Hustota plynu sa zvyčajne určuje vo vzťahu k najľahšiemu plynu - vodíku (označenému D H2 ). Molárna hmotnosť vodíka je 2 g / mol ... Preto dostávame.
Molekulová hmotnosť látky v plynnom stave sa rovná dvojnásobnej hustote vodíka.
Hustota plynu sa často meria vo vzťahu k vzduchu. (D B ) ... Napriek tomu, že vzduch je zmesou plynov, stále hovoríme o jeho priemernej molárnej hmotnosti. Rovná sa 29 g / mol. V tomto prípade je molárna hmotnosť určená výrazom M = 29D B .
Stanovenie molekulových hmotností ukázalo, že molekuly jednoduchých plynov sa skladajú z dvoch atómov (H2, F2, Cl2, O2 N2) a molekuly inertných plynov - z jedného atómu (On, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). V prípade vzácnych plynov sú „molekula“ a „atóm“ ekvivalentné.
Boyleov zákon - Mariotte:
pri konštantnej teplote je objem daného množstva plynu nepriamo úmerný tlaku, pod ktorým je.Odtiaľ pV = konšt
,
kde R
- tlak, V
- objem plynu.
Gay Lussacov zákon:
pri konštantnom tlaku a zmena objemu plynu je priamo úmerná teplote, t.j.
V / T = konšt,
kde T
- teplota na stupnici TO
(kelvin)
Zákon o kombinovanom plyne Boyle - Mariotte a Gay-Lussac:
pV / T = konšt.
Tento vzorec sa zvyčajne používa na výpočet objemu plynu za daných podmienok, ak je jeho objem známy za rôznych podmienok. Ak dôjde k prechodu z normálnych podmienok (alebo do normálnych podmienok), potom bude tento vzorec napísaný takto:
pV / T = str
V
/ T
,
kde R
, V
, T
-tlak, objem plynu a teplota za normálnych podmienok ( R
= 101 325 Pa
, T
= 273 K.
V
= 22,4 l / mol)
.
Ak je známa hmotnosť a množstvo plynu, je potrebné vypočítať jeho objem alebo naopak, použiť Mendelejev-Cliperonova rovnica:
kde n - množstvo plynnej látky, mol; m - hmotnosť, g; M - molárna hmotnosť plynu, g / yol ; R je univerzálna plynová konštanta. R = 8,31 J / (mol * K)
Plynové zákony
Zákony o plyne. Avogadrov zákon. Molárny objem plynu Francúzsky vedec J.L. Gay-Lussac ustanovil zákon objemových vzťahov: Napríklad 1 liter chlóru sa spojí s 1 litrom vodíka a vytvorí 2
Molárny objem plynu sa rovná pomeru objemu plynu k množstvu látky v tomto plyne, t.j.
V m = V (X) / n (X),
kde V m - molárny objem plynu - konštantný pre akýkoľvek plyn za daných podmienok;
V (X) - objem plynu X;
n (X) je množstvo látky v plyne X.
Molárny objem plynov za normálnych podmienok (normálny tlak p n = 101 325 Pa ≈ 101,3 kPa a teplota T n = 273,15 K ≈ 273 K) je V m = 22,4 l / mol.
Zákony ideálnych plynov
Pri výpočtoch týkajúcich sa plynov je často potrebné prejsť z daných podmienok do normálnych podmienok alebo naopak. V tomto prípade je vhodné použiť vzorec vyplývajúci z kombinovaného zákona o plynoch Boyle-Mariotte a Gay-Lussac:
pV / T = p n V n / T n
Kde p je tlak; V je objem; T je teplota na Kelvinovej stupnici; dolný index „n“ označuje normálne podmienky.
Objemový zlomok
Zloženie plynných zmesí sa často vyjadruje objemovým zlomkom - pomerom objemu tejto zložky na celkový objem systému, t.j.
φ (X) = V (X) / V
kde φ (X) je objemový zlomok zložky X;
V (X) je objem zložky X;
V je objem systému.
Objemový zlomok je bezrozmerné množstvo, vyjadruje sa v zlomkoch jednotky alebo v percentách.
Príklad 1. Aký objem odoberie 51 g amoniaku pri teplote 20 ° C a tlaku 250 kPa?
|
|
1. Stanovte množstvo amoniakálnej látky: n (NH3) = m (NH3) / M (NH3) = 51/17 = 3 mol. 2. Objem amoniaku za normálnych podmienok je: V (NH3) = VmN (NH3) = 22,4,3 = 67,2 litra. 3. Pomocou vzorca (3) znížime objem amoniaku na tieto podmienky (teplota T = (273 + 20) K = 293 K): V (NH3) = p n V n (NH3) / pTO n = 101,3 · 293 · 67,2 / 250 · 273 = 29,2 litra. Odpoveď: V (NH3) = 29,2 litra. |
Príklad 2. Určte objem, ktorý bude za normálnych podmienok brať plynná zmes obsahujúca vodík s hmotnosťou 1,4 g a dusíka s hmotnosťou 5,6 g.
|
|
1. Zistite množstvo látky vodík a dusík: n (N2) = m (N2) / M (N2) = 5,6 / 28 = 0,2 mol n (H2) = m (H2) / M (H2) = 1,4 / 2 = 0,7 mol 2. Pretože za normálnych podmienok tieto plyny navzájom neinteragujú, objem plynnej zmesi sa bude rovnať súčtu objemov plynov, t. V (zmes) = V (N2) + V (H2) = Vmn (N2) + Vmn (H2) = 22,4 0,2 + 22,4 0,7 = 20,16 l. Odpoveď: V (zmes) = 20,16 litra. |
Zákon o objemových vzťahoch
Ako vyriešiť problém pomocou „Zákona objemových vzťahov“?
Zákon objemových pomerov: objemy plynov zapojených do reakcie spolu súvisia ako malé celé čísla rovnajúce sa koeficientom v reakčnej rovnici.
Koeficienty v reakčných rovniciach ukazujú počet objemov reagujúcich a vytvorených plynných látok.
Príklad. Vypočítajte objem vzduchu potrebného na spálenie 112 litrov acetylénu.
1. Zložíme reakčnú rovnicu:
2. Na základe zákona o objemových pomeroch vypočítame objem kyslíka:
112/2 = X / 5, odkiaľ X = 112 5/2 = 280l
3. Určte objem vzduchu:
V (vzduch) = V (O 2) / φ (O 2)
V (vzduch) = 280 / 0,2 = 1400 litrov.
Množstvo látky. Molárna hmota. Molárny objem plynu. Avogadrov zákon
Z kurzu fyziky vieme o takých fyzikálnych veličinách, akými sú hmotnosť, objem a hustota. Prostredníctvom týchto množstiev je ľahké charakterizovať látky. Ideme napríklad do obchodu a kúpime si 1 kg cukru alebo litrovú fľašu minerálka... Ale ukazuje sa, že tieto hodnoty nestačia, ak je potrebné uvažovať s látkou z hľadiska počtu častíc. Koľko molekúl cukru je v 1 kg cukru? Koľko molekúl vody je v litrovej fľaši? A jednou kvapkou? Odpoveď na túto otázku možno získať, ak viete o inej fyzikálnej veličine, ktorá sa nazýva množstvo hmoty. Je ťažké vypočítať presný počet molekúl, ale ak nepočítate v kusoch, ale v častiach, potom je úloha zjednodušená. Napríklad nikdy v obchode nekúpime zápalky po kúskoch, ale keď sme si kúpili jednu porciu zápaliek - škatule, vieme, že ich je 100 kusov. A obrúsky nekupujeme ani po kúsku, ale keď sme si kúpili balíček obrúskov, teda časť, budeme presne vedieť, koľko kúskov obrúskov sme kúpili.
Množstvo látky je časť látky s určitým počtom štruktúrnych častíc. Množstvo látky je obvykle označené gréckym písmenom ν [nu]. V systéme SI sa jednotka na meranie množstva látky nazýva mol. Jeden mól látky obsahuje rovnaký počet štruktúrnych častíc ako atómy obsiahnuté v 12 g uhlíka, konkrétne 6 * 1023 častíc. Toto množstvo je konštantné a nazýva sa „Avogadrova konštanta“. Množstvo látky možno definovať ako pomer počtu štruktúrnych častíc k počtu častíc v jednom móle látky.
Napríklad pomocou tohto vzorca sa dá ľahko vypočítať množstvo látky, ktoré zodpovedá 3 * 1023 atómom železa.
Transformáciou pôvodného vzorca je ľahké určiť počet štruktúrnych častíc podľa známeho množstva látky: N = v * NA
Táto konštanta získala svoje meno na počesť Amedea Avogadra, ktorý v roku 1811 vytvoril predpoklad, ktorý sa potom experimentálne potvrdil a teraz nesie názov Avogadrov zákon. Avogadrov zákon: „rovnaké objemy rôznych plynov za rovnakých podmienok (teplota a tlak) obsahujú rovnaký počet molekúl.“
Z Avogadrovho zákona vyplýva, že za rovnakých podmienok budú masy plynov obsahujúcich rovnaký počet štruktúrnych častíc zaberať rovnaký objem. Pri tlaku 1 atmosféra a teplote 0 stupňov Celzia zaberá 1 mol ľubovoľného plynu objem 22,4 litra. Tento objem sa nazýva molárny objem. A podmienky sú normálne podmienky. Molárny objem je označený Vm, ukazuje objem plynu v množstve 1 mol. Za normálnych podmienok je konštantný.
Za normálnych podmienok je množstvo látky pomer objemu k molárnemu objemu.
Pomocou tohto vzorca môžete určiť objem látky, ak je známe jej množstvo: V = ν * Vm
Hmotnosť látky v množstve 1 mol sa nazýva molárna hmotnosť, označuje sa písmenom M. Molárna hmotnosť sa číselne rovná relatívnej molekulovej hmotnosti. Jednotkou merania pre molárnu hmotnosť je g / mol.
Keď poznáte hmotnosť látky, je ľahké určiť množstvo látky.
Nájdeme množstvo látky 5,6 g železa.
Aby sme našli hmotnosť látky o známom množstve, transformujeme vzorec: m = ν * M
Referenčný materiál
Množstvo látky ν [nu] je fyzikálna veličina, charakterizujúci počet štruktúrnych jednotiek rovnakého typu (akékoľvek častice, ktoré tvoria látku - atómy, molekuly, ióny atď.) obsiahnuté v látke. Jednotkou na meranie množstva látky v Medzinárodnom systéme jednotiek (SI) je mol.
Krtek je mernou jednotkou množstva látky. Jeden mól látky obsahuje toľko štruktúrnych častíc, koľko je atómov v 12 g uhlíka.
Molárna hmotnosť (M) je hmotnosť látky v množstve jedného molu. Mernou jednotkou je g / mol.
Normálne podmienky (n.o.) - fyzikálne podmienky určené tlakom 101325 Pa (normálna atmosféra) a teplotou 273,15 K (0 ° C).
Molárny objem (Vm) - objem jedného molu látky. Jednotka merania l / mol; v n.u. Vm = 22,4 l / mol
Avogadrov zákon - rovnaké objemy rôznych plynov za rovnakých podmienok (teplota a tlak) obsahujú rovnaký počet molekúl.
Avogadrova konštanta (NA) ukazuje počet štruktúrnych častíc v látke v množstve jedného molu.
Účel lekcie: vytvoriť koncepciu molárnych, milimolárnych a kilomolárnych objemov plynov a ich jednotiek merania.
Ciele lekcie:
- Vzdelávacie- upevniť predtým preštudované vzorce a nájsť vzťah medzi objemom a hmotnosťou, množstvom látky a počtom molekúl, upevniť a systematizovať znalosti študentov.
- Rozvoj- rozvíjať zručnosti a schopnosti riešiť problémy, schopnosť logicky myslieť, rozširovať obzory študentov, ich tvorivosť, schopnosť pracovať s ďalšou literatúrou, dlhodobá pamäť, záujem o predmet.
- Vzdelávacie vzdelávať jednotlivcov s vysoký stupeň kultúry, formujú potrebu kognitívnej činnosti.
Typ lekcie: Kombinovaná hodina.
Vybavenie a reagencie: Tabuľka „Molárny objem plynov“, Avogadrov portrét, kadička, voda, odmerky so sírou, oxidom vápenatým, glukózou, množstvo látky je 1 mol.
Plán lekcie:
- Organizačný moment (1 min.)
- Znalostný test vo forme frontálneho prieskumu (10 min.)
- Vyplnenie tabuľky (5 min.)
- Vysvetlenie nového materiálu (10 min.)
- Zapínanie (10 min.)
- Zhrnutie (3 min.)
- Domáca úloha (1 min.)
Počas vyučovania
1. Organizačný moment.
2. Frontálny rozhovor o otázkach.
Aký je názov hmotnosti 1 molu látky?
Ako dať do súvislosti molárnu hmotnosť a množstvo látky?
Aké je číslo Avogadra?
Ako súvisí počet Avogadra a množstvo hmoty?
A ako dať do súvislosti hmotnosť a počet molekúl látky?
3. Teraz vyplňte tabuľku, riešenie problémov - toto je skupinová práca.
| Vzorec, látky | Hmotnosť, g | Molárna hmotnosť, g / mol | Množstvo látky, mol | Počet molekúl | Avogadrovo číslo, molekuly / mol |
| ZnO | ? | 81 g / mol | ? Krtko | 18 10 23 molekúl | 6 10 23 |
| MgS | 5,6 g | 56 g / mol | ? Krtko | ? | 6 10 23 |
| BaCl2 | ? | ? g / mol | 0,5 mol | 3 10 23 molekúl | 6 10 23 |
4. Učenie sa nového materiálu.
„... Chceme nielen vedieť, ako funguje príroda (a ako prirodzený fenomén), ale tiež, ak je to možné, dosiahnuť cieľ, možno utopický a odvážny vo vzhľade, - zistiť, prečo je príroda úplne rovnaká a nie odlišná. V tomto vedci nachádzajú najvyššie uspokojenie. “
Albert Einstein
Našim cieľom je teda nájsť čo najväčšie uspokojenie ako skutoční vedci.
A ako sa volá objem 1 molu látky?
Na čom závisí molárny objem?
Aký bude molárny objem vody, ak jej M r = 18 a ρ = 1 g / ml?
(Samozrejme 18 ml).
Na stanovenie objemu ste použili vzorec známy z fyziky ρ = m / V (g / ml, g / cm 3, kg / m 3)
Zmerajme si tento objem odmerkami. Odmerajme si molárne objemy alkoholu, síry, železa, cukru. Sú rôzne, pretože hustota je iná (tabuľka rôznych hustôt).
A čo plyny? Ukazuje sa, že 1 mol ľubovoľného plynu za normálnych podmienok. (0 ° C a 760 mm Hg) zaberá rovnaký molárny objem 22,4 l / mol (uvedený v tabuľke). A ako sa bude volať objem 1 kilomol? Kilomolar. To sa rovná 22,4 m 3 / kmol. Milimolárny objem 22,4 ml / mol.
Odkiaľ sa vzalo toto číslo?
Vyplýva to z Avogadrovho zákona. Dodatok z Avogadrovho zákona: 1 mol ľubovoľného plynu v n.u. zaberá objem 22,4 l / mol.
Teraz budeme trochu počuť o živote talianskeho vedca. (správa o živote Avogadra)
Teraz sa pozrime na závislosť hodnôt na rôznych ukazovateľoch:
| Vzorec látky | Stav agregácie (za normálnych podmienok) | Hmotnosť, g | Hustota, g / ml | Objem porcie v 1 mol, l | Množstvo látky, mol | Vzťah medzi objemom a množstvom látky |
| NaCl | Pevný | 58,5 | 2160 | 0,027 | 1 | 0,027 |
| H20 | Kvapalina | 18 | 1000 | 0,018 | 1 | 0,18 |
| O 2 | Plyn | 32 | 1,43 | 22,4 | 1 | 22,4 |
| H 2 | Plyn | 2 | 0,09 | 22,4 | 1 | 22,4 |
| CO 2 | Plyn | 44 | 1,96 | 22,4 | 1 | 22,4 |
| SO 2 | plyn | 64 | 2,86 | 22,4 | 1 | 22,4 |
Z porovnania získaných údajov vyvodíme záver (vzťah medzi objemom a množstvom látky pre všetky plynné látky (za štandardných podmienok) je vyjadrený rovnakou hodnotou, ktorá sa nazýva molárny objem.)
Označuje sa V m a meria sa v l / mol atď. Odvodíme vzorec na zistenie molárneho objemu
V m = V /v , odtiaľto nájdete množstvo hmoty a objem plynu. Teraz si pripomeňme predtým študované vzorce, dajú sa kombinovať? Môžete získať univerzálne vzorce pre výpočty.
m / M = V / V m;
V / V m = N / Na
5. A teraz si pomocou ústneho výpočtu upevníme získané vedomosti tak, aby sa vedomosti prostredníctvom zručností aplikovali automaticky, to znamená, že sa z nich stanú zručnosti.
Za správnu odpoveď získate bod, získate odhad počtu bodov.
- Aký je vzorec pre vodík?
- Aká je jeho relatívna molekulová hmotnosť?
- Aká je jeho molárna hmotnosť?
- Koľko molekúl vodíka bude v obidvoch prípadoch?
- Koľko to bude trvať za normálnych podmienok? 3 g H 2?
- Koľko bude vážiť 12 10 23 molekúl vodíka?
- Aký objem zaberú tieto molekuly v každom prípade?
Teraz poďme vyriešiť problémy v skupinách.
Problém číslo 1
Vzorka: Aký je objem 0,2 mol N 2 za normálnych podmienok?
- Aký je objem 5 mol O 2 za normálnych podmienok?
- Aký je objem 2,5 molu H 2 za normálnych podmienok?
Problém číslo 2
Ukážka: Koľko látky obsahuje 33,6 litra vodíka?
Úlohy nezávislého riešenia
Úlohy riešte podľa uvedeného príkladu:
- Aké množstvo látky obsahuje za štandardných podmienok kyslík s objemom 0,224 litra?
- Aké množstvo látky obsahuje oxid uhličitý s objemom 4,48 litra na štandardnej úrovni?
Problém číslo 3
Príklad: Koľko spotrebuje 56 g plynu CO za normálnych podmienok?
Úlohy nezávislého riešenia
Úlohy riešte podľa uvedeného príkladu:
- Koľko za normálnych podmienok vezme 8 g plynu O 2?
- Koľko za normálnych podmienok vezme 64 g plynu SO 2?
Problém číslo 4
Ukážka: Aký objem obsahuje 3 × 10 23 molekúl vodíka H 2 za normálnych podmienok?
Úlohy nezávislého riešenia
Úlohy riešte podľa uvedeného príkladu:
- Aký objem obsahuje 12,04 · 10 23 molekúl vodíka СO 2 za normálnych podmienok?
- Aký objem obsahuje 3,01 · 10 23 molekúl vodíka O 2 za normálnych podmienok?
Koncept relatívnej hustoty plynov by mal byť daný na základe ich znalostí o hustote telesa: D = ρ 1 / ρ 2, kde ρ 1 je hustota prvého plynu, ρ 2 je hustota druhý plyn. Poznáte vzorec ρ = m / V. Nahradením m v tomto vzorci za M a V za V m dostaneme ρ = M / V m. Potom možno relatívnu hustotu vyjadriť pomocou pravej strany posledného vzorca:
D = ρ 1 / ρ 2 = M 1 / M 2.
Záver: Relatívna hustota plynov je číslo, ktoré ukazuje, koľkokrát je molárna hmotnosť jedného plynu väčšia ako molárna hmotnosť iného plynu.
Určte napríklad relatívnu hustotu kyslíka vo vzduchu, pokiaľ ide o vodík.
6. Zhrnutie.
Riešenie úloh pre konsolidáciu:
Nájdite hmotnosť (n.u.): a) 6 litrov. Asi 3; b) 14 r. plyn H 2 S?
Aký je objem vodíka za normálnych podmienok? vzniká interakciou 0,23 g sodíka s vodou?
Aká je molárna hmotnosť plynu, ak je 1 liter. má hmotnosť 3,17 g? (Pomôcka! M = ρ V)
