Tegul temperatūra būna pastovi (\(T=const \)), slėgis nesikeičia (\(p=const \)), tūrio konstanta \((V=const) \) : \((N) \) - bet kurių idealių dujų dalelių (molekulių) skaičius yra pastovi reikšmė. Šis teiginys vadinamas Avogadro dėsniu.

Avogadro dėsnis skamba taip:

Vienoduose dujų (V) tūriuose tomis pačiomis sąlygomis (temperatūra T ir slėgis P) yra tiek pat molekulių.

Avogadro dėsnį 1811 m. atrado Amedeo Avogadro. Būtina sąlyga buvo kelių santykių taisyklė: tomis pačiomis sąlygomis reaguojančių dujų tūriai yra paprastais santykiais, pvz., 1:1, 1:2, 1:3 ir kt.

Prancūzų mokslininkas J.L. Gay-Lussac nustatė tūrinių santykių dėsnį:

Reaguojančių dujų tūriai tomis pačiomis sąlygomis (temperatūra ir slėgis) yra susiję vienas su kitu kaip paprasti sveikieji skaičiai.

Pavyzdžiui, 1 litras chloro susijungia su 1 litru vandenilio ir sudaro 2 litrus vandenilio chlorido; 2 litrai sieros (IV) oksido susijungia su 1 litru deguonies, kad susidarytų 1 litras sieros (VI) oksido.

Tikros dujos, kaip taisyklė, yra grynų dujų mišinys – deguonies, vandenilio, azoto, helio ir kt. Pavyzdžiui, orą sudaro 77% azoto, 21% deguonies, 1% vandenilio, likusios yra inertinės ir kitos dujos. Kiekvienas iš jų sukuria spaudimą indo, kuriame jis yra, sienelėms.

Dalinis slėgis Slėgis, kurį kiekvienos dujos sukuria atskirai dujų mišinyje, tarsi jos vienos užimtų visą tūrį, vadinamas dalinis slėgis(iš lot. partialis – dalinis)

Normalios sąlygos: p = 760 mm Hg. Art.

arba 101 325 Pa, t = 0 °C arba 273 K.

Išvados iš Avogadro dėsnio 1 išvada iš Avogadro dėsnio Vienas molis bet kokių dujų tomis pačiomis sąlygomis užima tą patį tūrį. Visų pirma, normaliomis sąlygomis vieno molio idealių dujų tūris yra 22,4 litro. Šis tūris vadinamas molinis tūris

\(V_(\mu)\)

čia \(V_(\mu)\) – molinis dujų tūris (matmenys l/mol); \(V\) - sistemos medžiagos tūris; \(n\) – medžiagos kiekis sistemoje. Įrašo pavyzdys: \(V_(\mu)\) dujos (n.s.) = 22,4 l/mol. 2 išvada iš Avogadro dėsnio Dviejų dujų vienodo tūrio masių santykis yra pastovi šių dujų vertė. Šis kiekis vadinamas santykinis tankis

kur \(m_1\) ir \(m_2\) yra dviejų dujinių medžiagų molinės masės.

Vertė \(D\) eksperimentiškai nustatoma kaip tiriamų dujų vienodo tūrio masių santykis \(m_1\) ir etaloninių dujų, kurių molekulinė masė yra žinoma (M2). Iš \(D\) ir \(m_2\) reikšmių galite rasti tiriamų dujų molinę masę: \(m_1 = D\cdot m_2\)

Taigi normaliomis sąlygomis (n.s.) bet kurių dujų molinis tūris yra \(V_(\mu) = 22,4\) l/mol.

Santykinis tankis dažniausiai apskaičiuojamas atsižvelgiant į orą arba vandenilį, naudojant atitinkamai žinomas ir lygias vandenilio ir oro molines mases:

\[ (\mu )_(H_2)=2\cdot (10)^(-3)\frac(kg)(mol) \]

\[ (\mu )_(vozd)=29\cdot (10)^(-3)\frac(kg)(mol) \]

Labai dažnai, sprendžiant problemas, naudojama, kad normaliomis sąlygomis (n.s.) (vienos atmosferos slėgis arba, kuris yra tas pats \(p=(10)^5Pa=760\mm\Hg,\t=0^o C \)) bet kurių idealių dujų molinis tūris:

\[ \frac(RT)(p)=V_(\mu )=22.4\cdot (10)^(-3)\frac(m^3)(mol)=22.4\frac(l)(mole)\ . \]

Idealiųjų dujų molekulių koncentracija normaliomis sąlygomis:

\[ n_L=\frac(N_A)(V_(\mu ))=2,686754\cdot (10)^(25)m^(-3)\ , \]

vadinamas Loschmidto numeriu.

2 įvadas

1.Avogadro dėsnis 3

2. Dujų įstatymai 6

3. Avogadro dėsnio pasekmės 7

4. Avogadro dėsnio problemos 8

11 išvada

Literatūra 12

Įvadas

Eksperimento rezultatų numatymas, bendro principo nujautimas, modelio numatymas – tai žymi daugelio mokslininkų kūrybiškumą. Dažniausiai prognozavimas apima tik tą sritį, kuria užsiima tyrėjas, ir ne kiekvienas turi ryžto savo prognozėse drąsiai žengti toli į priekį. Kartais drąsa gali suteikti galimybę logiškai samprotauti.

1.Avogadro dėsnis

1808 metais Gay-Lussac (kartu su vokiečių gamtininku Aleksandru Humboltu) suformulavo vadinamąjį tūrinių santykių dėsnį, pagal kurį reaguojančių dujų tūrių santykis išreiškiamas paprastais sveikaisiais skaičiais. Pavyzdžiui, 2 tūriai vandenilio susijungia su 1 tūriu vandenilio, kad susidarytų 2 tūriai vandens garų; 1 tūris chloro susijungia su 1 tūriu vandenilio, todėl susidaro 2 tūriai vandenilio chlorido ir kt. Šis dėsnis tuo metu buvo mažai naudingas mokslininkams, nes nebuvo sutarimo, iš ko sudarytos skirtingų dujų dalelės. Nebuvo aiškaus skirtumo tarp tokių sąvokų kaip atomas, molekulė, korpusas.

1811 m. Avogadro, atidžiai išanalizavęs Gay-Lussac ir kitų mokslininkų eksperimentų rezultatus, priėjo prie išvados, kad tūrinių santykių dėsnis leidžia suprasti, kaip „struktūrizuojasi“ dujų molekulės. „Pirmoji hipotezė, – rašė jis, – kuri kyla dėl to ir kuri, atrodo, yra vienintelė priimtina, yra prielaida, kad bet kokių dujų sudedamųjų molekulių skaičius tame pačiame tūryje visada yra vienodas... O „sudėtinės molekulės“ (dabar jas tiesiog vadiname molekulėmis), pasak Avogadro, susideda iš mažesnių dalelių - atomų.

Po trejų metų Avogadro dar aiškiau išsakė savo hipotezę ir suformulavo ją kaip dėsnį, kuris vadinasi jo vardu: „Vienoduose dujinių medžiagų tūriuose, esant tokiam pačiam slėgiui ir temperatūrai, yra tiek pat molekulių, todėl skirtingų tankių skaičius. dujos tarnauja kaip jų molekulių masės matas..." Šis papildymas buvo labai svarbus: tai reiškė, kad matuojant skirtingų dujų tankį buvo galima nustatyti molekulių, iš kurių susideda šios dujos, santykinę masę. Iš tiesų, jei 1 litre vandenilio yra tiek pat molekulių, kiek 1 litre deguonies, tada šių dujų tankių santykis yra lygus molekulių masių santykiui. Avogadro pabrėžė, kad molekulės dujose nebūtinai turi susidėti iš pavienių atomų, bet gali turėti kelis atomus – vienodus arba skirtingus. (Teisybės dėlei reikia pasakyti, kad 1814 m. garsus prancūzų fizikas A.M. Ampere'as, nepriklausomai nuo Avogadro, padarė tokias pačias išvadas.)

Avogadro laikais jo hipotezė negalėjo būti įrodyta teoriškai. Tačiau ši hipotezė suteikė paprastą galimybę eksperimentiškai nustatyti dujinių junginių molekulių sudėtį ir nustatyti jų santykinę masę. Pabandykime atsekti tokio samprotavimo logiką. Eksperimentas rodo, kad iš šių dujų susidarančių vandenilio, deguonies ir vandens garų tūriai yra santykiu 2:1:2. Iš šio fakto galima padaryti įvairių išvadų. Pirma: vandenilio ir deguonies molekulės susideda iš dviejų atomų (H 2 ir O 2), o vandens molekulę sudaro trys, o tada yra teisinga lygtis 2H 2 + O 2 → 2H 2 O, tačiau galima padaryti ir tokią išvadą: vandenilio molekulės yra vienaatomės, o deguonies ir vandens molekulės yra dviatomės, tada yra teisinga lygtis 2H + O 2 → 2HO su tuo pačiu tūrio santykiu 2:1:2. Pirmuoju atveju iš vandenilio ir deguonies masių santykio vandenyje (1:8) išplaukė, kad santykinė deguonies atominė masė buvo lygi 16, o antruoju - kad lygi 8. Net ir praėjus 50 metų po Gay-Lussac darbo, kai kurie mokslininkai ir toliau tvirtino, kad vandens formulė yra HO, o ne H 2 O. Kiti manė, kad teisinga formulė yra H 2 O 2. Atitinkamai, daugelyje lentelių deguonies atominė masė buvo lygi 8.

Tačiau buvo paprastas būdas pasirinkti tinkamą iš dviejų prielaidų. Tam tereikėjo išanalizuoti kitų panašių eksperimentų rezultatus. Taigi iš jų išplaukė, kad vienodi vandenilio ir chloro tūriai duoda dvigubai didesnį tūrį vandenilio chlorido. Šis faktas iš karto atmetė galimybę, kad vandenilis yra monoatominis: tokios reakcijos kaip H + Cl → HCl, H + Cl 2 → HCl 2 ir panašiai nesukuria dvigubo tūrio HCl. Todėl vandenilio molekulės (taip pat ir chloras) susideda iš dviejų atomų. Bet jei vandenilio molekulės yra dviatomės, tai deguonies molekulės taip pat yra dviatomės, o vandens molekulės turi tris atomus, o jo formulė yra H 2 O. Stebina tai, kad tokie paprasti argumentai dešimtmečius negalėjo įtikinti kai kurių chemikų Avogadro teorijos pagrįstumu. kuris keliems išliko beveik nepastebėtas dešimtmečius.

Iš dalies taip yra dėl to, kad tais laikais trūko paprasto ir aiškaus cheminių reakcijų formulių ir lygčių. Tačiau svarbiausia, kad Avogadro teorijos priešininkas buvo garsus švedų chemikas Jensas Jakobas Berzelius, turėjęs neabejotiną autoritetą tarp viso pasaulio chemikų. Pagal jo teoriją visi atomai turi elektros krūvius, o molekules sudaro priešingų krūvių atomai, kurie vienas kitą traukia. Buvo tikima, kad deguonies atomai turi stiprų neigiamą krūvį, o vandenilio atomai – teigiamą. Šios teorijos požiūriu buvo neįmanoma įsivaizduoti deguonies molekulės, susidedančios iš dviejų vienodai įkrautų atomų! Bet jei deguonies molekulės yra monoatominės, tai deguonies reakcijoje su azotu: N + O → NO tūrio santykis turėtų būti 1:1:1. Ir tai prieštaravo eksperimentui: 1 litras azoto ir 1 litras deguonies davė 2 litrus NO. Tuo remdamiesi Berzelius ir dauguma kitų chemikų atmetė Avogadro hipotezę kaip nesuderinamą su eksperimentiniais duomenimis!

Avogadro hipotezę atgaivino ir chemikus jos pagrįstumu įtikino XX amžiaus šeštojo dešimtmečio pabaigoje jaunas italų chemikas Stanislao Cannizzaro (1826–1910). Jis priėmė teisingas (dvigubas) dujinių elementų molekulių formules: H 2, O 2, Cl 2, Br 2 ir kt. ir suderino Avogadro hipotezę su visais eksperimentiniais duomenimis. „Šiuolaikinės atominės teorijos kertinis akmuo, – rašė Cannizzaro, – yra Avogadro teorija... Ši teorija yra logiškiausias atspirties taškas paaiškinti pagrindines idėjas apie molekules ir atomus ir įrodinėti pastarąsias... Iš pradžių atrodė, kad fiziniai faktai prieštarauja Avogadro ir Ampere teorijai, todėl ji buvo palikta nuošalyje ir greitai pamiršta; bet tada chemikai pagal savo tyrimų logiką ir dėl spontaniškos mokslo evoliucijos, jiems nepastebimai, buvo atvesti prie tos pačios teorijos... Kas nemato šiame ilgame ir nesąmoningame mokslo sūkuryje aplink ir užsibrėžto tikslo kryptimi lemiamas įrodymas Avogadro ir Ampero teorijos naudai? Teorija, kuri buvo pradėta iš skirtingų ir net priešingų taškų, teorija, kuri leido numatyti daugybę patirties patvirtintų faktų, turi būti kažkas daugiau nei paprastas mokslinis išradimas. Tai turi būti... pati tiesa“.

D.I. Mendelejevas apie to meto karštas diskusijas rašė: „50-aisiais vieni laikė O = 8, kiti O = 16, jei H = 1. Vanduo pirmam buvo HO, vandenilio peroksidas HO 2, antrasis, kaip ir dabar. , vanduo H 2 O, vandenilio peroksidas H 2 O 2 arba H O. Viešpatavo sumaištis ir sumaištis. 1860 m. chemikai iš viso pasaulio susirinko į Karlsrūhę, kad kongrese pasiektų susitarimą ir vienodumą. Dalyvaudamas šiame kongrese gerai prisimenu, koks didelis buvo nesutarimas, kaip sąlyginį susitarimą su didžiausiu orumu saugojo mokslo šviesuoliai ir kaip tuomet Gerardo pasekėjai, vadovaujami italų profesoriaus Cannizzaro, karštai siekė Avogadro dėsnio pasekmės“.

Po to, kai Avogadro hipotezė tapo visuotinai priimta, mokslininkai sugebėjo ne tik teisingai nustatyti dujinių junginių molekulių sudėtį, bet ir apskaičiuoti atomines bei molekulines mases. Šios žinios padėjo nesunkiai apskaičiuoti reagentų masių santykius cheminėse reakcijose. Tokie santykiai buvo labai patogūs: matuodami medžiagų masę gramais, mokslininkai tarsi operavo su molekulėmis. Medžiagos kiekis, skaičiais lygus santykinei molekulinei masei, bet išreikštas gramais, buvo vadinamas gramų molekule arba molis (žodį „molis“ XX a. pradžioje sugalvojo vokiečių fizikinis chemikas Nobelio premijos laureatas Wilhelmas Ostwaldas). (1853–1932) jame yra tas pats, kurio šaknis yra ta pati, kaip ir žodis „molekulė“ ir kilęs iš lotyniško molo - tūrinis, masė su mažybine priesaga. Taip pat buvo išmatuotas vieno molio dujinės būsenos medžiagos tūris: normaliomis sąlygomis (t.y. esant 1 atm = 1,013 10 5 Pa slėgiui ir 0°C temperatūrai) jis lygus 22,4 litro (su sąlyga, kad dujos artimos idealui). Molekulių skaičius viename molyje pradėtas vadinti Avogadro konstanta (ji paprastai žymima N A). Šis apgamo apibrėžimas išliko beveik šimtmetį.

Šiuo metu molis apibrėžiamas kitaip: tai medžiagos kiekis, turintis tiek pat struktūrinių elementų (tai gali būti atomai, molekulės, jonai ar kitos dalelės), kiek yra 0,012 kg anglies-12. 1971 m. 14-osios Generalinės svorių ir matų konferencijos sprendimu apgamas buvo įtrauktas į Tarptautinę vienetų sistemą (SI) kaip 7-asis bazinis vienetas.

Net Cannizzaro laikais buvo akivaizdu, kad kadangi atomai ir molekulės yra labai maži ir niekas jų niekada nematė, Avogadro konstanta turi būti labai didelė. Laikui bėgant jie išmoko nustatyti molekulių dydį ir vertę N A – iš pradžių labai grubiai, paskui vis tiksliau. Visų pirma, jie suprato, kad abu dydžiai yra susiję vienas su kitu: kuo mažesni atomai ir molekulės, tuo didesnis Avogadro skaičius. Atomų dydį pirmasis įvertino vokiečių fizikas Josephas Loschmidtas (1821–1895). Remdamasis dujų molekuline kinetine teorija ir eksperimentiniais duomenimis apie skysčių tūrio padidėjimą joms garuojant, 1865 metais apskaičiavo azoto molekulės skersmenį. Jis sugalvojo 0,969 nm (1 nanometras yra milijardoji metro dalis), arba, kaip rašė Loschmidtas, „oro molekulės skersmuo yra suapvalintas vienai milijoninei milimetro daliai“. Tai maždaug tris kartus viršija šiuolaikinę vertę, o tai buvo geras rezultatas tuo metu. Antrajame Loschmidto straipsnyje, paskelbtame tais pačiais metais, taip pat pateikiamas molekulių skaičius 1 cm 3 dujų, kuris nuo to laiko vadinamas Loschmidt konstanta ( N L). Iš jo lengva gauti vertę N A, padauginta iš idealių dujų molinio tūrio (22,4 l/mol).

Avogadro konstanta buvo nustatyta daugeliu metodų. Pavyzdžiui, iš mėlynos dangaus spalvos matyti, kad saulės šviesa yra išsklaidyta ore. Kaip parodė Rayleigh, šviesos sklaidos intensyvumas priklauso nuo oro molekulių skaičiaus tūrio vienete. Išmatavus tiesioginių saulės spindulių ir išsklaidytos mėlyno dangaus šviesos intensyvumo santykį, galima nustatyti Avogadro konstantą. Pirmą kartą tokius matavimus Monte Rosa (4634 m) viršūnėje pietų Šveicarijoje atliko italų matematikas ir žymus politinis veikėjas Quintino Sella (1827–1884). Skaičiavimai, atlikti remiantis šiais ir panašiais matavimais, parodė, kad 1 molyje yra maždaug 6,10 23 dalelės.

Kitą metodą taikė prancūzų mokslininkas Jeanas Perrinas (1870–1942). Po mikroskopu jis suskaičiavo mažyčių (apie 1 mikrono skersmens) gumos rutuliukų – su guma giminingos medžiagos, gautos iš kai kurių atogrąžų medžių sulčių, pakibusių vandenyje, skaičių. Perrinas manė, kad šiems rutuliams galioja tie patys dėsniai, kurie reguliuoja dujų molekules. Šiuo atveju galima nustatyti šių rutuliukų „molinę masę“; ir žinant atskiro rutulio masę (skirtingai nei realių molekulių masę, ją galima išmatuoti), buvo nesunku apskaičiuoti Avogadro konstantą. Perrinas gavo apie 6,8 10 23.

Šiuolaikinė šios konstantos reikšmė N A = 6,0221367·10 23.

Avogadro konstanta tokia didelė, kad sunku įsivaizduoti. Pavyzdžiui, jei futbolo kamuolys yra padidintas N Ir kadangi jis yra tūrio, gaublys jame tilps. Jei į N Ir jei padidinsite rutulio skersmenį, į jį tilps didžiausia galaktika, kurioje yra šimtai milijardų žvaigždžių! Jei į jūrą įpilsite stiklinę vandens ir palauksite, kol šis vanduo tolygiai pasiskirstys visose jūrose ir vandenynuose iki pat jų dugno, tada, paėmus stiklinę vandens bet kurioje Žemės rutulio vietoje, atsiras kelios dešimtys vandens molekulių, kurios kažkada buvo. stiklinėje. Jei paimsite kurmį dolerių kupiūrų, jie visus žemynus padengs 2 kilometrų tankiu sluoksniu...

2. Dujų įstatymai

Slėgio ir idealių dujų tūrio ryšys pastovioje temperatūroje parodytas Fig. 1.

Dujų mėginio slėgis ir tūris yra atvirkščiai proporcingi, ty jų produktai yra pastovios vertės: pV = const. Šis ryšys gali būti parašytas patogiau sprendžiant problemas:

p1V1 = p2V2 (Boyle-Mariotte dėsnis).

Įsivaizduokime, kad 50 litrų dujų (V1), esant 2 atm (p1) slėgiui, suspaudžiamos iki 25 litrų tūrio (V2), tada naujas jų slėgis bus lygus:

Z
Idealiųjų dujų savybių priklausomybę nuo temperatūros nusako Gay-Lussac dėsnis: dujų tūris yra tiesiogiai proporcingas jų absoliučiai temperatūrai (esant pastoviai masei: V = kT, kur k – proporcingumo koeficientas). Šis santykis paprastai užrašomas patogesne forma problemoms spręsti:

Pavyzdžiui, jei 100 litrų dujų esant 300K temperatūrai įkaitinama iki 400K nekeičiant slėgio, tai aukštesnėje temperatūroje naujas dujų tūris bus lygus

Z
kombinuoto dujų dėsnio pV/T= = const užrašymą galima paversti Mendelejevo-Klapeirono lygtimi:

kur R yra universali dujų konstanta, a yra dujų molių skaičius.

U
Mendelejevo-Klapeirono lygtis leidžia atlikti įvairius skaičiavimus. Pavyzdžiui, galite nustatyti dujų molių skaičių esant 3 atm slėgiui ir 400 K temperatūrai, užimančių 70 l tūrį:

Viena iš vieningo dujų įstatymo pasekmių: Vienoduose skirtingų dujų tūriuose toje pačioje temperatūroje ir slėgyje yra tiek pat molekulių. Tai Avogadro dėsnis.

Svarbi išvada taip pat išplaukia iš Avogadro dėsnio: dviejų identiškų skirtingų dujų tūrių masės (natūraliai, esant tam pačiam slėgiui ir temperatūrai) yra susijusios su jų molekulinėmis masėmis:

m1/m2 = M1/M2 (m1 ir m2 yra dviejų dujų masės);

M1IM2 reiškia santykinį tankį.

Avogadro dėsnis taikomas tik idealioms dujoms. Įprastomis sąlygomis idealiomis gali būti laikomos sunkiai suspaudžiamos dujos (vandenilis, helis, azotas, neonas, argonas). Anglies monoksido (IV), amoniako ir sieros oksido (IV) nukrypimai nuo idealumo pastebimi jau normaliomis sąlygomis ir didėja didėjant slėgiui ir mažėjant temperatūrai.

3. Avogadro dėsnio pasekmės

4. Avogadro dėsnio problemos

1 problema

Esant 25 °C temperatūrai ir 99,3 kPa (745 mm Hg) slėgiui, tam tikros dujos užima 152 cm3 tūrį. Raskite, kokį tūrį tos pačios dujos užims esant 0 °C ir 101,33 kPa slėgiui?

Sprendimas

Pakeitę problemos duomenis į (*) lygtį, gauname:

Vo = PVTo / TPo = 99,3 * 152 * 273 / 101,33 * 298 = 136,5 cm3.

2 problema

Išreikškite vienos CO2 molekulės masę gramais.

Sprendimas

CO2 molekulinė masė yra 44,0 amu. Todėl CO2 molinė masė yra 44,0 g/mol. 1 mole CO2 yra 6,02*1023 molekulės. Iš čia randame vienos molekulės masę: m = 44,0 / 6,02-1023 = 7,31 * 10-23 g.

Užduotis 3

Nustatykite tūrį, kurį užims 5,25 g sveriančio azoto esant 26 °C temperatūrai ir 98,9 kPa (742 mm Hg) slėgiui.

Sprendimas

Nustatykite N2 kiekį, esantį 5,25 g: 5,25 / 28 = 0,1875 mol,

V = 0,1875 * 22,4 = 4,20 dm3. Tada gautą tūrį pritaikome prie uždavinyje nurodytų sąlygų: V = PoVoT / PTo = 101,3 * 4,20 * 299 / 98,9 * 273 = 4,71 dm3.

4 problema

Anglies monoksidas („anglies monoksidas“) yra pavojingas oro teršalas. Jis mažina kraujo hemoglobino gebėjimą pernešti deguonį, sukelia širdies ir kraujagyslių sistemos ligas, mažina smegenų veiklą. Dėl nepilno natūralaus kuro degimo Žemėje kasmet susidaro 500 mln. tonų CO. Nustatykite, kokį tūrį (įprastomis sąlygomis) užims dėl šios priežasties Žemėje susidaręs anglies monoksidas.

Sprendimas

Parašykime problemos sąlygą formulės forma:

m(CO) = 500 milijonų tonų = 5. 1014 g

M(CO) = 28 g/mol

VM = 22,4 l/mol (n.s.)

V(CO) = ? (Na.)

Norėdami išspręsti problemą, naudojamos lygtys, kurios susieja medžiagos kiekį, masę ir molinę masę:

m(CO) / M(CO) = n(CO),

taip pat dujinės medžiagos kiekis, jos tūris ir molinis tūris:

V (CO) / VM = n (CO)

Taigi: m(CO) / M(CO) = V (CO) / VM, taigi:

V(CO) = (VM . m(CO)) / M(CO) = (22,4 . 5 . 1014) / 28

[(l/mol) . g/(g/mol)] = 4. 1014 l = 4. 1011 m3 = 400 km3

5 problema

Apskaičiuokite tūrį, kurį (esant nuliui) užima kvėpuoti reikalinga dujų dalis, jei šioje dalyje yra 2,69 . 1022 šių dujų molekulės. Kokios čia dujos?

Sprendimas.

Kvėpavimui reikalingos dujos, žinoma, yra deguonis. Norėdami išspręsti problemą, pirmiausia parašome jos sąlygą formulės forma:

N(O2) = 2,69. 1022 (molekulės)

VM = 22,4 l/mol (n.s.)

NA = 6,02. 1023 mol--1

V(O2) = ? (Na.)

Siekiant išspręsti problemą, naudojamos lygtys, kurios susieja dalelių N(O2) skaičių tam tikroje medžiagos n(O2) dalyje ir Avogadro skaičių NA:

n(O2) = N(O2) / NA,

taip pat dujinės medžiagos kiekis, tūris ir molinis tūris (n.s.):

n(O2) = V(O2) / VM

Vadinasi: V(O2) = VM. n(O2) = (VM . N(O2)) / NA = (22,4 . 2,69 . 1022) : (6,02 . 1023) [(l/mol) : mol--1] = 1, 0 l

Atsakymas. Dalis deguonies, kurioje yra sąlygoje nurodytas molekulių skaičius, užima Nr. tūris 1 l.

6 problema

1 litro tūrio anglies dvideginio masė normaliomis sąlygomis yra 1,977 g. Koks yra tikrasis šių dujų molio tūris (įprastomis sąlygomis)? Paaiškinkite savo atsakymą.

Sprendimas

Molinė masė M (CO2) = 44 g/mol, tada molio tūris 44/1,977 = 22,12 (l). Ši vertė yra mažesnė nei priimta idealioms dujoms (22,4 l). Tūrio sumažėjimas yra susijęs su CO2 molekulių sąveikos padidėjimu, ty nukrypimu nuo idealumo.

7 problema

Dujinis chloras, sveriantis 0,01 g, esantis sandarioje 10 cm3 tūrio ampulėje, kaitinamas nuo 0 iki 273oC. Koks pradinis chloro slėgis 0oC ir 273oC temperatūroje?

Sprendimas

Mr(Cl2) =70,9; taigi 0,01 g chloro atitinka 1,4 10-4 mol. Ampulės tūris 0,01 l. Naudodami Mendelejevo-Clapeyrono lygtį pV=vRT randame pradinį chloro slėgį (p1) esant 0oC:

panašiai randame chloro (p2) slėgį esant 273oC: p2 = 0,62 atm.

Užduotis 8

Kokį tūrį, esant 15oC temperatūrai ir 790 mm Hg slėgiui, užima 10 g anglies monoksido (II)? Art.?

Sprendimas

8 problema

Gaisrinės kasyklos dujos arba CH 4 metanas yra tikra nelaimė kalnakasiams. Jo sprogimai kasyklose sukelia didelį sunaikinimą ir žmonių praradimą. G. Davy išrado saugią kalnakasių lempą. Jame liepsna buvo apsupta vario tinklelio ir neišsisuko už savo ribų, todėl metanas neįkaito iki užsidegimo temperatūros. Pergalę prieš firedampą G. Davy laiko civiliniu žygdarbiu.
Jei metano medžiagos kiekis Nr. lygus 23,88 molio, koks yra šių dujų tūris, skaičiuojant litrais?

Sprendimas

V = 23,88 mol * 22,4 l / mol = 534,91 l

9 problema

Kiekvienas, kuris kada nors uždegė degtuką, žino sieros dioksido SO2 kvapą. Šios dujos labai gerai tirpsta vandenyje: 1 litre vandens galima ištirpinti 42 litrus sieros dioksido. Nustatykite sieros dioksido masę, kurią galima ištirpinti 10 litrų vandens.

Sprendimas

ν = V/V m V=ν * V m m = ν * M

42 l SO 2 ištirpsta 1 l vandens

x l SO 2 - 10 l vandens

x = 42* 10/1 = 420 l

ν = 420 l/ 22,4 l/mol = 18,75 mol

m = 18,75 mol * 64 g / mol = 1200 g

10 problema

Per valandą suaugęs žmogus iškvepia maždaug 40 g anglies dioksido. Nustatykite tam tikros šių dujų masės tūrį (nr.).

Sprendimas

m = ν * M ν = m/M V=ν * V m

ν(CO 2) = 40 g / 44 g/mol = 0,91 mol

V(CO 2) = 0,91 mol * 22,4 l/mol = 20,38 l

Išvada

Nuo tada Avogadro, kaip vieno iš molekulinės teorijos įkūrėjų, nuopelnai sulaukė visuotinio pripažinimo. Avogadro logika pasirodė nepriekaištinga, kurią vėliau J. Maxwellas patvirtino skaičiavimais, paremtais dujų kinetine teorija; tada buvo gautas eksperimentinis patvirtinimas (pavyzdžiui, remiantis Brauno judėjimo tyrimu), taip pat buvo nustatyta, kiek dalelių yra kiekvienos dujų molyje. Ši konstanta – 6,022 1023 – buvo pavadinta Avogadro skaičiumi, įamžinusiu įžvalgaus tyrinėtojo vardą.

Nuorodos

Butskus P.F. Skaitymo knyga apie organinę chemiją. Vadovas 10 klasės mokiniams / kompl. Butskus P.F. – 2-oji. red., pataisyta.

– M.: Išsilavinimas, 1985 m. Bykovas G.V. Amedeo Avogadro: Gyvenimo ir darbo eskizas

. M.: Nauka, 1983 m. Glinka N.L. Bendroji chemija

Uch. vadovas universitetams .– L.: Chemija, 1983 m.

Kritsmanas V.A. Robertas Boyle'as, Johnas Daltonas, Amedeo Avogadro. Molekulinio mokslo kūrėjai chemijoje

. M., 1976 m Kuznecovas V.I.

Bendroji chemija. Plėtros tendencijos .– M.: Aukštoji mokykla.

Makarovas K. A. Chemija ir sveikata.Švietimas, 1985 m.

Mario Liuzzi.

Fizikos istorija

.

Laikui bėgant teisinė praktika Amedeo nustojo domėtis. Jaunuolio interesai slypi kitoje srityje. Dar jaunystėje jis lankė eksperimentinės fizikos ir geometrijos mokyklą. Būtent tada būsimajame mokslininke pabudo meilė mokslui. Dėl žinių spragų Avogadro pradėjo saviugdą. Būdamas 25 metų Amedeo visą savo laisvą laiką skyrė matematikos ir fizikos studijoms.

Mokslinė veikla

Pirmajame etape Amedeo mokslinė veikla buvo skirta elektros reiškinių tyrinėjimui. Avogadro susidomėjimas sustiprėjo po to, kai Voltas atrado elektros srovės šaltinį 1800 m. Ne mažiau jaunam mokslininkui įdomios buvo Voltos ir Galvani diskusijos apie elektros prigimtį. Ir apskritai tuo metu ši sritis buvo pažengusi moksle.

1803 ir 1804 metais Avogadro kartu su broliu Felice Turino akademijos mokslininkams pristatė du darbus, atskleidžiančius elektrocheminių ir elektrinių reiškinių teorijas. 1804 metais Amedeo tapo šios akademijos nariu korespondentu.

1806 m. Avogadro įsidarbino mokytoju Turino licėjuje. O po trejų metų mokslininkas persikėlė į Vercelli licėjų, kur dešimt metų dėstė matematiką ir fiziką. Tuo laikotarpiu Amedeo skaitė daug mokslinės literatūros, darė naudingų ištraukų iš knygų. Jis vadovavo jiems iki gyvenimo pabaigos. Sukaupta net 75 tomai po 700 puslapių. Šių knygų turinys byloja apie mokslininko interesų įvairiapusiškumą ir kolosalų jo nuveiktą darbą.

Asmeninis gyvenimas

Šeimos gyvenimą Amedeo sutvarkė gana vėlai, kai jo amžius jau buvo perkopęs trečią dešimtmetį. Dirbdamas Verčelyje jis susipažino su Anna di Giuseppe, kuri buvo daug jaunesnė už mokslininką. Ši santuoka susilaukė aštuonių vaikų. Nė vienas iš jų nesekė tėvo pėdomis.

Avogadro dėsnis ir jo pasekmės

1808 metais Gay-Lussac (bendradarbiaudamas su Humboldtu) suformulavo tūrinių santykių principą. Šis dėsnis teigė, kad ryšį tarp reaguojančių dujų tūrių galima išreikšti paprastais skaičiais. Pavyzdžiui, 1 tūris chloro, susijungus su 1 tūriu vandenilio, suteikia 2 tūrius vandenilio chlorido ir kt. Tačiau šis įstatymas nieko nedavė, nes, pirma, nebuvo konkretaus skirtumo tarp korpuso, molekulės, atomo sąvokų, antra, mokslininkai turėjo skirtingas nuomones apie įvairių dujų dalelių sudėtį.

1811 metais Amedeo pradėjo nuodugnią Gay-Lussac tyrimų rezultatų analizę. Dėl to Avogadro suprato, kad tūrinių santykių dėsnis leidžia suprasti dujų molekulės struktūrą. Jo suformuluota hipotezė buvo tokia: „Bet kurių dujų molekulių skaičius tame pačiame tūryje visada yra toks pat“.

Įstatymo atradimas

Ištisus trejus metus mokslininkas tęsė eksperimentus. Ir dėl to atsirado Avogadro dėsnis, kuris skamba taip: „Vienoduose dujinių medžiagų tūriuose toje pačioje temperatūroje ir slėgyje yra tiek pat molekulių. O molekulių masės matą galima nustatyti pagal įvairių dujų tankį. Pavyzdžiui, jei 1 litre deguonies yra tiek pat molekulių, kiek 1 litre vandenilio, tai šių dujų tankių santykis yra lygus molekulių masės santykiui. Mokslininkas taip pat pastebėjo, kad dujų molekulės ne visada susideda iš pavienių atomų. Priimtinas ir skirtingų, ir identiškų atomų buvimas.

Deja, Avogadro laikais šio dėsnio teoriškai įrodyti nepavyko. Tačiau tai leido eksperimentais nustatyti dujų molekulių sudėtį ir nustatyti jų masę. Laikykimės tokio samprotavimo logikos. Eksperimento metu paaiškėjo, kad vandens garai iš dujų, taip pat vandenilio ir deguonies tūriai yra 2:1:2 santykiu. Iš šio fakto galima padaryti įvairių išvadų. Pirma: vandens molekulė susideda iš trijų atomų, o vandenilio ir deguonies molekulės susideda iš dviejų. Antroji išvada taip pat visai tinkama: vandens ir deguonies molekulės yra dviatomės, o vandenilio – vienaatominės.

Hipotezės priešininkai

Avogadro įstatymas turėjo daug priešininkų. Tai iš dalies lėmė tai, kad tais laikais nebuvo paprasto ir aiškaus cheminių reakcijų lygčių ir formulių užrašymo. Pagrindinis niekintojas buvo Jensas Berzelius, švedų chemikas, turintis neabejotiną autoritetą. Jis tikėjo, kad visi atomai turi elektrinius krūvius, o pačios molekulės yra sudarytos iš priešingų krūvių atomų, kurie traukia vienas kitą. Taigi, vandenilio atomai turėjo teigiamą krūvį, o deguonies atomai – neigiamą. Šiuo požiūriu deguonies molekulės, susidedančios iš 2 vienodai įkrautų atomų, tiesiog nėra. Bet jei deguonies molekulės vis dar yra monoatominės, azoto reakcijoje su deguonimi tūrio santykis turėtų būti 1:1:1. Šis teiginys prieštarauja eksperimentui, kai iš 1 litro deguonies ir 1 litro azoto buvo gauti 2 litrai azoto oksido. Būtent dėl ​​šios priežasties Berzelijus ir kiti chemikai atmetė Avogadro dėsnį. Juk tai visiškai neatitiko eksperimentinių duomenų.

Įstatymo atgaivinimas

Iki XIX amžiaus šeštojo dešimtmečio chemijoje buvo stebima savivalė. Be to, jis apėmė ir molekulinių masių vertinimą, ir cheminių reakcijų aprašymą. Paprastai buvo daug klaidingų nuomonių apie sudėtingų medžiagų atominę sudėtį. Kai kurie mokslininkai net planavo atsisakyti molekulinės teorijos. Ir tik 1858 m. chemikas iš Italijos, vardu Cannizzaro, Bertollet ir Ampere susirašinėjime rado nuorodą į Avogadro dėsnį ir jo pasekmes. Tai įvedė tvarką painiame to meto chemijos paveiksle. Po dvejų metų Cannizzaro kalbėjo apie Avogadro įstatymą Karlsrūhėje Tarptautiniame chemijos kongrese. Jo pranešimas padarė neišdildomą įspūdį mokslininkams. Vienas iš jų sakė, kad tarsi pamatė šviesą, dingo visos abejonės, o mainais – pasitikėjimo jausmas.

Pripažinus Avogadro dėsnį, mokslininkai galėjo ne tik nustatyti dujų molekulių sudėtį, bet ir apskaičiuoti atomines bei molekulines mases. Šios žinios padėjo apskaičiuoti reagentų masės santykius įvairiose cheminėse reakcijose. Ir buvo labai patogu. Matuodami masę gramais, mokslininkai galėjo manipuliuoti molekulėmis.

Išvada

Nuo Avogadro dėsnio atradimo praėjo daug laiko, tačiau niekas nepamiršo apie molekulinės teorijos pradininką. Mokslininko logika buvo nepriekaištinga, tai vėliau patvirtino J. Maxwell skaičiavimai, remiantis dujų kinetine teorija, o vėliau ir eksperimentiniai tyrimai (Brauno judėjimas). Taip pat buvo nustatyta, kiek dalelių yra kiekvienos dujų molyje. Ši konstanta, 6.022.1023, buvo vadinama Avogadro numeriu, įamžinusiu įžvalgaus Amedeo vardą.

1. Chemija yra gamtos mokslų dalis. Cheminiai procesai. Cheminių junginių rūšys.

Cheminė nomenklatūra. Vidutinių, rūgščių, bazinių druskų nomenklatūra.

Chemija yra gamtos mokslų dalis.

Chemija yra mokslas apie medžiagas. Ji tiria medžiagas ir jų virsmus, kuriuos lydi medžiagos vidinės struktūros ir sąveikaujančių atomų elektroninės struktūros pokyčiai, tačiau neturi įtakos branduolių sudėčiai ir struktūrai.

Yra žinoma apie 7 000 000 cheminių junginių, iš kurių 400 000 yra neorganiniai.

Chemija yra viena iš pagrindinių disciplinų.

Tai yra gamtos mokslų, gamtos mokslų dalis. Tai susiję su daugeliu kitų mokslų, tokių kaip fizika, medicina, biologija, ekologija ir kt.

Cheminiai procesai.

Cheminių junginių rūšys.

Cheminė nomenklatūra. Šiuo metu cheminiams elementams įvardyti naudojama triviali ir racionali nomenklatūra, pastarieji skirstomi į rusiškus, pusiau sisteminius (tarptautinius) ir sisteminius. IN

trivialus

Nomenklatūroje naudojami istoriškai nusistovėję tikriniai cheminių medžiagų pavadinimai.

Jie neatspindi cheminių junginių sudėties. Tokių pavadinimų vartojimas dažniausiai yra duoklė tradicijai. Pavyzdys: CaO – negesintos kalkės, N2O – juoko dujos.

Rusų nomenklatūros rėmuose cheminiams junginiams pavadinti naudojamos rusiškų pavadinimų šaknys, o pusiau sisteminėje nomenklatūroje – lotyniškos šaknys.

Pagal cheminę sudėtį druskos skirstomos į vidutines, rūgštines ir bazines. Taip pat yra dvigubų, mišrių ir kompleksinių druskų.

Dauguma druskų, nepaisant jų tirpumo vandenyje, yra stiprūs elektrolitai.