ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ




Химия – наука о веществах, их свойствах, строении и превращениях, сопровождающихся изменением их состава и строения. Вещество – форма материи, состоящая из дискретных частиц, имеющих массу покоя. С химической точки зрения вещество – это конкретный вид материи, обладающий определенными физическими и химическими свойствами, состав которого может быть выражен химической формулой. Превращения веществ, сопровождающиеся изменением состава молекул, называются химическими реакциями, например: HCl + NaOH = NaCl + Н2O кислота основание соль вода В результате химических процессов возникают новые вещества с новыми физическими и химическими свойствами. Физические свойства описывают физические характеристики вещества (агрегатное состояние, масса, объем, температура плавления и кипения, плотность и т.п.). Химические свойства характеризуют способность вещества участвовать в тех или иных химических превращениях.   Объектом изучения в химии являются химические элементы, которые представлены в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева (ПСЭ). Химический элемент – вид атомов, имеющих одинаковый положительный заряд ядра. Атом – наименьшая частица химического элемента, обладающая всеми его химическими свойствами. В настоящее время известно о существовании 118 химических элементов. Последний элемент, встречающийся в природе – уран U. Все стоящие за ним получены искусственно - в лабораториях. Молекула – наименьшая частица индивидуального вещества, способная к самостоятельному существованию, обладающая его основными химическими свойствами. Молекулы могут быть: одноатомные (Fe, Cu, Не); двухатомные (Н2, KCl, CuS); многоатомные (H2O, H2SO4, К2Cr2O7). Все вещества можно разделить на две группы: простые и сложные. Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента (Na, Au, О2, О3); сложные вещества – из атомов разных химических элементов (НCl, КОН, Na2SO4). Относительная атомная масса (Аr) химического элемента показывает, во сколько раз средняя масса атома естественного изотопного состава элемента больше 1/12 массы атома изотопа углерода–12 (12С):   mатома Ar = ¾¾¾¾¾ 1/12 m (12C)   Относительная молекулярная масса (Mr) простого или сложного вещества показывает, во сколько раз средняя масса молекулы естественного изотопного состава вещества больше 1/12 массы атома углерода 12C:   mмолекулы Mr = ¾¾¾¾¾ 1/12 m (12C)   Атомная единица массы (а. е. м.) = 1,6606•10-27 кг. Аr и Mr – безразмерные величины. Количество вещества n – физическая величина, равная числу структурных единиц, составляющих систему. Определяется n отношением числа структурных единиц N, содержащихся в системе, к постоянной Авогадро NА:   N n = ¾¾. NА Моль – это количество вещества системы, содержащей столько же структурных единиц, сколько содержится атомов в углероде 12C, взятом массой 0,012 кг. Принято считать, что число структурных единиц в одном моле численно равно постоянной Авогадро NA = 6,021023 моль -1. Молярная (мольная) масса М – масса единицы количества вещества, то есть масса вещества, взятого количеством 1 моль (г/моль). Эквивалент (Э) – это некоторая реальная или условная частица вещества, которая может замещать, присоединять, высвобождать или быть каким-либо иным способом эквивалентна одному атому или одному иону водорода в кислотно-основных или ионообменных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях. Моль вещества эквивалента содержит 6,02•1023 эквивалентов.  

  Эквивалент химического элемента равен единице, деленной на валентность (степень окисления) элемента (W) в данном соединении: Э элемента = ¾¾ W Эквивалент сложного вещества (кислоты, основания, соли) равен единице, деленной на суммарную зарядность (заряд, выраженный в единицах элементарного заряда) катиона (или аниона): Э вещества = ¾¾, k z где k ¾ число катионов (анионов) в молекуле; z ¾ заряд катиона (аниона). Эквивалент вещества в реакциях окисления-восстановления (окислителя/восстановителя) равен единице, деленной на число принятых или отданных молекулой электронов n: Э окислителя = ¾¾ (восстановителя) n
  Масса 1 моль эквивалентов элемента (вещества) – это мольная (молярная) масса эквивалента элемента (вещества)– эквивалентная масса МЭ. Эквивалентная масса элемента равна мольной массе его атомов (М), деленной на валентность (степень окисления) элемента (W) в данном соединении: М элемента МЭ(элемента) = ¾¾¾¾¾ или МЭ(элемента) = Ээлемента • Мэлемента. W Эквивалентная масса сложного вещества (кислоты, основания, соли) равна его мольной массе (М), деленной на суммарную зарядность: М вещества МЭ(вещества) = ¾¾¾¾¾ или МЭ(вещества) = Эвещества • Мвещества, k • z где z – заряд катиона (аниона); k – число катионов (анионов) в молекуле.   Эквивалентный объем VЭ – это объем, который занимает 1 моль эквивалентов вещества при нормальных условиях (273,15 К, 1,0133•105 Па)   Закон эквивалентов Массы (объемы) реагирующих друг с другом или образующихся в результате реакции веществ, пропорциональны их эквивалентным массам МЭ (эквивалентным объемам VЭ): m1 МЭ1 mВ. Vгаза ¾¾ = ¾¾ или ¾¾ = ¾¾. m2 МЭ2 МВ. VЭ  

ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ   Параметры состояния, единицы измерения: V – объем, м3; р – давление, Па; Т – температура, К; m – масса газа, кг; М – молярная масса газа, кг/моль; МЭ – молярная масса эквивалента (эквивалентная масса) газа, кг/моль, R – универсальная газовая постоянная, R = 8,314 Дж/(моль•К). Нормальные условия (н.у.): 273,15 К (0 °С); 1,0133•105 Па. Объединенный газовый закон: р1 • V1 р2 • V2 р • V ¾¾¾¾ = ¾¾¾ или ¾¾¾ = const T1 T2 Т   Уравнение Менделеева – Клапейрона: m р • V = ¾¾ R •T. M Закон Авогадро: в равных объемах любых газов при одинаковых условиях (температура и давление) содержится одинаковое число молекул. Следствия из закона Авогадро 1. Один моль любого газа при данных условиях занимает один и тот же объем – молярный объем (Vм). Он равен отношению объема газа (V) к его количеству вещества n: V Vm = ¾¾¾ n 2. При нормальных условиях (н.у.) 1 моль различных газов занимает объем 22,4 л, т.е. Vм = 22,4 л/моль. По аналогии эквивалентный объем Vэ – объем, который занимает при данных условиях 1 моль эквивалента газообразного вещества. Относительная плотность одного газа по другому: плотности газов при одинаковых условиях относятся как их молярные массы m1 r1 М1 ¾¾¾ = ¾¾ = ¾¾¾ = D, m 2 r2 М2 D — относительная плотность одного газа по другому. Средняя молярная масса смеси газов Средняя молярная масса смеси газов равна сумме произведений их объемных долей (j) на их молярные массы (М): Мср =j1 · М1 + j2 · М2 +... + jn · Mn, V1 Vn где j1 = ¾¾¾; jn = ¾¾¾. Vобщ Vобщ   Закон парциальных давлений газов (закон Дальтона) Общее давление смеси газов, химически не взаимодействующих друг с другом, равно сумме парциальных давлений газов, составляющих смесь: Рсмеси = Р1 + Р2 +... + Рn, где Р1, Р2,..., Рn – парциальные давления газов; Рсмеси – общее давление смеси газов  

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-03-31 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: