Molarna prostornina o2. Molarna prostornina

Če želite izvedeti sestavo katere koli plinaste snovi, morate znati operirati s pojmi, kot so molska prostornina, molska masa in gostoto snovi. V tem članku si bomo ogledali, kaj je molska prostornina in kako jo izračunati?

Količina snovi

Kvantitativni izračuni se izvajajo, da bi dejansko izvedli določen postopek ali ugotovili sestavo in strukturo določeno snov. Izvajanje teh izračunov je neprijetno absolutne vrednosti maso atomov ali molekul, ker so zelo majhni. Sorodnik atomske mase tudi v večini primerov jih ni mogoče uporabiti, ker niso povezani s splošno sprejetimi merami mase ali prostornine snovi. Zato je bil uveden pojem količine snovi, ki je označena grška črka v (golo) ali n. Količina snovi je sorazmerna s številom snovi, ki jih snov vsebuje strukturne enote(molekule, atomski delci).

Količinska enota snovi je mol.

Mol je količina snovi, ki vsebuje enako število strukturnih enot, kot je atomov v 12 g izotopa ogljika.

Masa 1 atoma je 12 a. e.m., zato je število atomov v 12 g izotopa ogljika enako:

Na= 12g/12*1,66057*10 na potenco-24g=6,0221*10 na potenco 23

Fizikalna količina Na se imenuje Avogadrova konstanta. En mol katere koli snovi vsebuje 6,02 * 10 na potenco 23 delcev.

riž. 1. Avogadrov zakon.

Molarna prostornina plina

Molarna prostornina plina je razmerje med prostornino snovi in ​​količino te snovi. Ta vrednost se izračuna tako, da se molska masa snovi deli z njeno gostoto po naslednji formuli:

kjer je Vm molska prostornina, M molska masa in p gostota snovi.

riž. 2. Formula za molsko prostornino.

IN mednarodni sistem Merjenje molske prostornine plinastih snovi se izvaja v kubičnih metrov na mol (m 3 /mol)

Molarna prostornina plinastih snovi se od snovi v tekočem in trdnem stanju razlikuje po tem, da plinasti element s količino 1 mol zavzema vedno enako prostornino (če so izpolnjeni enaki parametri).

Prostornina plina je odvisna od temperature in tlaka, zato pri izračunu vzamete prostornino plina pri normalnih pogojih. Za normalne pogoje se šteje temperatura 0 stopinj in tlak 101,325 kPa. Molarna prostornina 1 mola plina je pri normalnih pogojih vedno enaka in enaka 22,41 dm 3 /mol. Ta prostornina se imenuje molska prostornina idealen plin. To pomeni, da je v 1 molu katerega koli plina (kisik, vodik, zrak) prostornina 22,41 dm 3 / m.

riž. 3. Molarna prostornina plina pri normalnih pogojih.

Tabela "molarna prostornina plinov"

Naslednja tabela prikazuje prostornino nekaterih plinov:

Imena kislin nastanejo iz ruskega imena osrednjega atoma kisline z dodatkom pripon in končnic. Če oksidacijsko stanje osrednjega atoma kisline ustreza številki skupine periodičnega sistema, se ime oblikuje z najpreprostejšim pridevnikom iz imena elementa: H 2 SO 4 - žveplova kislina, HMnO 4 – permanganska kislina. Če imajo kislinotvorni elementi dva oksidacijska stanja, potem je vmesno oksidacijsko stanje označeno s pripono –ist-: H 2 SO 3 – žveplova kislina, HNO 2 – dušikova kislina. Za imena halogenskih kislin, ki imajo veliko oksidacijskih stanj, se uporabljajo različne pripone: tipični primeri– HClO 4 – klor n kislina, HClO 3 – klor novat kislina, HClO 2 – klor ist kislina, HClO – klor novatist ična kislina (kislina brez kisika HCl se imenuje klorovodikova kislina - običajno klorovodikova kislina). Kisline se lahko razlikujejo glede na število molekul vode, ki hidrirajo oksid. Kisline, ki vsebujejo največje število vodikove atome imenujemo orto kisline: H 4 SiO 4 je ortosilicijeva kislina, H 3 PO 4 je ortofosforna kislina. Kisline, ki vsebujejo 1 ali 2 atoma vodika, imenujemo metakisline: H 2 SiO 3 - metasilicijeva kislina, HPO 3 - metafosforna kislina. Kisline, ki vsebujejo dva centralna atoma, imenujemo di kisline: H 2 S 2 O 7 – dižveplova kislina, H 4 P 2 O 7 – difosforna kislina.

Imena kompleksnih spojin so oblikovana na enak način kot imena soli, vendar je kompleksni kation ali anion dobil sistematično ime, to je, da se bere od desne proti levi: K 3 - kalijev heksafluoroferat (III), SO 4 - tetraamin bakrov (II) sulfat.

Imena oksidov se tvorijo z besedo "oksid" in rodilnikom ruskega imena osrednjega atoma oksida, ki po potrebi označuje oksidacijsko stanje elementa: Al 2 O 3 - aluminijev oksid, Fe 2 O 3 - železo (III) oksid.

Imena baz nastanejo z besedo "hidroksid" in rodilnik Rusko ime osrednjega hidroksidnega atoma, ki po potrebi označuje oksidacijsko stanje elementa: Al(OH) 3 - aluminijev hidroksid, Fe(OH) 3 - železov (III) hidroksid.

Imena spojin z vodikom nastanejo glede na kislinsko-bazične lastnosti teh spojin. Za plinaste kislotvorne spojine z vodikom se uporabljajo naslednja imena: H 2 S – sulfan (vodikov sulfid), H 2 Se – selan (vodikov selenid), HI – vodikov jodid; njihove raztopine v vodi imenujemo vodikov sulfid, hidroselenska oziroma jodovodikova kislina. Za nekatere spojine z vodikom se uporabljajo posebna imena: NH 3 - amoniak, N 2 H 4 - hidrazin, PH 3 - fosfin. Spojine z vodikom, ki imajo oksidacijsko stopnjo –1, se imenujejo hidridi: NaH je natrijev hidrid, CaH 2 je kalcijev hidrid.

Imena soli nastanejo iz latinsko ime centralni atom kislega ostanka z dodatkom predpon in pripon. Imena binarnih (dvoelementnih) soli so oblikovana s pripono - eid: NaCl – natrijev klorid, Na 2 S – natrijev sulfid. Če ima centralni atom kislega ostanka, ki vsebuje kisik, dve pozitivni oksidacijski stopnji, potem najvišja stopnja oksidacijo označuje pripona – pri: Na 2 SO 4 – sulf pri natrij, KNO 3 – nitr pri kalij, najnižje oksidacijsko stanje pa je pripona - to: Na 2 SO 3 – sulf to natrij, KNO 2 – nitr to kalij Za poimenovanje halogenskih soli, ki vsebujejo kisik, se uporabljajo predpone in pripone: KClO 4 – vozni pas klor pri kalij, Mg(ClO 3) 2 – klor pri magnezij, KClO 2 – klor to kalij, KClO – hipo klor to kalij

Kovalentna nasičenostspovezavanjej– se kaže v tem, da v spojinah s- in p-elementov ni neparnih elektronov, to je, da vsi neparni elektroni atomov tvorijo vez elektronskih parov(izjeme so NO, NO 2, ClO 2 in ClO 3).

Lone electronic pairs (LEP) so elektroni, ki zasedajo atomske orbitale v parih. Prisotnost NEP določa sposobnost anionov ali molekul, da tvorijo donorske akceptorske vezi kot donorje elektronskih parov.

Neparni elektroni so elektroni atoma, ki se nahajajo v orbitali. Pri s- in p-elementih število neparnih elektronov določa, koliko veznih elektronskih parov lahko določen atom tvori z drugimi atomi prek mehanizma izmenjave. Metoda valentne vezi predpostavlja, da se lahko število neparnih elektronov poveča z osamljenimi elektronskimi pari, če so znotraj nivoja valenčnih elektronov prazne orbitale. V večini spojin s- in p-elementov ni neparnih elektronov, saj vsi neparni elektroni atomov tvorijo vezi. Vendar pa obstajajo molekule z nesparjenimi elektroni, na primer NO, NO 2, imajo povečano reaktivnost in težijo k tvorbi dimerjev, kot je N 2 O 4 zaradi nesparjenih elektronov.

Normalna koncentracija – to je število molov enakovredni v 1 litru raztopine.

Normalni pogoji - temperatura 273K (0 o C), tlak 101,3 kPa (1 atm).

Izmenjevalni in donorsko-akceptorski mehanizmi nastajanja kemičnih vezi. izobraževanje kovalentne vezi med atomi se lahko zgodi na dva načina. Če pride do nastanka veznega elektronskega para zaradi nesparjenih elektronov obeh vezanih atomov, potem se ta metoda tvorbe veznega elektronskega para imenuje mehanizem izmenjave - atomi izmenjujejo elektrone, vezni elektroni pa pripadajo obema vezanima atomoma. Če vezni elektronski par nastane zaradi osamljenega elektronskega para enega atoma in prazne orbitale drugega atoma, potem je taka tvorba veznega elektronskega para donorno-akceptorski mehanizem (glej. metoda valentne vezi).

Reverzibilne ionske reakcije – to so reakcije, pri katerih nastajajo produkti, ki so sposobni tvoriti začetne snovi (če imamo v mislih zapisano enačbo, potem o reverzibilnih reakcijah lahko rečemo, da lahko potekajo v eno ali drugo smer s tvorbo šibki elektroliti ali slabo topne spojine). Za reverzibilne ionske reakcije je pogosto značilna nepopolna pretvorba; saj med reverzibilno ionsko reakcijo nastanejo molekule ali ioni, ki povzročijo premik proti začetnim produktom reakcije, to pomeni, da navidezno "upočasnijo" reakcijo. Reverzibilne ionske reakcije so opisane z znakom ⇄, ireverzibilne pa z znakom →. Primer reverzibilne ionske reakcije je reakcija H 2 S + Fe 2+ ⇄ FeS + 2H +, primer ireverzibilne pa je S 2- + Fe 2+ → FeS.

Oksidanti – snovi, v katerih se med redoks reakcijami zmanjša oksidacijska stanja nekaterih elementov.

Redoks dvojnost – sposobnost snovi, da delujejo v redoks reakcije kot oksidant ali reducent, odvisno od partnerja (npr. H 2 O 2, NaNO 2).

Redoks reakcije(OVR) – To so kemijske reakcije, med katerimi se spreminjajo oksidacijska stanja elementov reagirajočih snovi.

Oksidacijsko-redukcijski potencial – vrednost, ki označuje redoks sposobnost (moč) tako oksidanta kot reducenta, ki tvorita ustrezno polovično reakcijo. Tako redoks potencial para Cl 2 /Cl -, ki je enak 1,36 V, označuje molekularni klor kot oksidant in kloridni ion kot reducent.

Oksidi – spojine elementov s kisikom, v katerih ima kisik oksidacijsko stopnjo –2.

Orientacijske interakcije– medmolekularne interakcije polarnih molekul.

osmoza – pojav prenosa molekul topila na polprepustni (prepustni samo za topilo) membrani proti nižji koncentraciji topila.

Osmotski tlak - fizikalno-kemijska lastnost raztopin zaradi sposobnosti membran, da prepuščajo samo molekule topila. Osmotski tlak iz manj koncentrirane raztopine izenači hitrost prodiranja molekul topila na obe strani membrane. Osmotski tlak raztopina je enaka tlaku plina, v katerem je koncentracija molekul enaka koncentraciji delcev v raztopini.

Arrheniusove baze – snovi, ki med elektrolitsko disociacijo odcepijo hidroksidne ione.

Podstavki Bronsted - spojine (molekule ali ioni tipa S 2-, HS -), ki lahko vežejo vodikove ione.

Razlogi po Lewisu (Lewisove baze) – spojine (molekule ali ioni) z osamljenimi pari elektronov, ki lahko tvorijo donorske in akceptorske vezi. Najpogostejša Lewisova baza so vodne molekule, ki imajo močne donorske lastnosti.

Ena od osnovnih enot v mednarodnem sistemu enot (SI) je Količinska enota snovi je mol.

Krt – to je količina snovi, ki vsebuje toliko strukturnih enot dane snovi (molekul, atomov, ionov itd.), kolikor ogljikovih atomov vsebuje 0,012 kg (12 g) izotopa ogljika 12 Z .

Glede na to, da je vrednost absolutne atomske mase za ogljik enaka m(C) = 1,99 10  26 kg, lahko izračunamo število ogljikovih atomov n A, ki ga vsebuje 0,012 kg ogljika.

En mol katere koli snovi vsebuje enako število delcev te snovi (strukturnih enot). Število strukturnih enot, ki jih vsebuje snov s količino enega mola, je 6,02 10 23 in se imenuje Avogadrovo število (n A ).

Na primer, en mol bakra vsebuje 6,02 10 23 atomov bakra (Cu), en mol vodika (H 2) pa vsebuje 6,02 10 23 molekul vodika.

Molska masa(M) je masa snovi, vzete v količini 1 mol.

Molska masa je označena s črko M in ima dimenzijo [g/mol]. V fiziki uporabljajo enoto [kg/kmol].

Na splošno številčna vrednost Molska masa snovi številčno sovpada z vrednostjo njene relativne molekulske (relativne atomske) mase.

Na primer, sorodnik molekulska masa voda je enaka:

Мr(Н 2 О) = 2Аr (Н) + Аr (O) = 2∙1 + 16 = 18 a.m.u.

Molska masa vode ima enako vrednost, vendar je izražena v g/mol:

M (H 2 O) = 18 g/mol.

Tako ima mol vode, ki vsebuje 6,02 10 23 molekul vode (oziroma 2 6,02 10 23 atomov vodika in 6,02 10 23 atomov kisika), maso 18 gramov. Voda s količino snovi 1 mol vsebuje 2 mola atomov vodika in en mol atomov kisika.

1.3.4. Razmerje med maso snovi in ​​njeno količino

Če poznate maso snovi in ​​njeno kemijsko formulo ter s tem vrednost njene molske mase, lahko določite količino snovi in, nasprotno, če poznate količino snovi, lahko določite njeno maso. Za takšne izračune uporabite formule:

kjer je ν količina snovi, [mol]; m– masa snovi, [g] ali [kg]; M – molska masa snovi, [g/mol] ali [kg/kmol].

Na primer, da bi našli maso natrijevega sulfata (Na 2 SO 4) v količini 5 molov, najdemo:

1) vrednost relativne molekulske mase Na 2 SO 4, ki je vsota zaokroženih vrednosti relativnih atomskih mas:

Мr(Na 2 SO 4) = 2Аr(Na) + Аr(S) + 4Аr(O) = 142,

2) številčno enaka vrednost molske mase snovi:

M(Na 2 SO 4) = 142 g/mol,

3) in končno maso 5 molov natrijevega sulfata:

m = ν M = 5 mol · 142 g/mol = 710 g.

Odgovor: 710.

1.3.5. Razmerje med prostornino snovi in ​​njeno količino

V normalnih pogojih (n.s.), tj. pri pritisku R , enako 101325 Pa (760 mm Hg), in temperaturo T, enaka 273,15 K (0 С), en mol različnih plinov in hlapov zavzema enako prostornino, ki je enaka 22,4 l.

Prostornina, ki jo zaseda 1 mol plina ali pare na tleh, se imenuje molski volumenplin in ima dimenzijo liter na mol.

V mol = 22,4 l/mol.

Poznavanje količine plinasta snov (ν ) in molska prostorninska vrednost (V mol) lahko izračunate njegovo prostornino (V) pri normalnih pogojih:

V = ν V mol,

kjer je ν količina snovi [mol]; V – prostornina plinaste snovi [l]; V mol = 22,4 l/mol.

In, nasprotno, poznavanje glasnosti ( V) plinaste snovi pri normalnih pogojih je mogoče izračunati njeno količino (ν). :