Molar hacim o2. Molar hacim

Herhangi bir gaz halindeki maddenin bileşimini bulmak için molar hacim, gibi kavramlarla işlem yapabilmeniz gerekir. molar kütle ve maddenin yoğunluğu. Bu yazımızda molar hacmin ne olduğuna ve nasıl hesaplanacağına bakacağız.

Madde miktarı

Belirli bir işlemi fiilen gerçekleştirmek veya bileşimi ve yapıyı bulmak için niceliksel hesaplamalar yapılır. belli bir madde. Bu hesaplamaların gerçekleştirilmesi sakıncalıdır. mutlak değerler atomların veya moleküllerin kütlesi çok küçüktür çünkü. Akraba atom kütleleri ayrıca çoğu durumda, bir maddenin genel kabul görmüş kütle veya hacim ölçümleriyle ilgili olmadıkları için kullanılması imkansızdır. Bu nedenle, bir maddenin miktarı kavramı tanıtıldı; Yunan mektubu v (çıplak) veya n. Bir maddenin miktarı, o maddenin içerdiği madde sayısıyla orantılıdır yapısal birimler(moleküller, atomik parçacıklar).

Bir maddenin miktar birimi moldür.

Bir mol, 12 g karbon izotopunda bulunan atomlarla aynı sayıda yapısal birim içeren bir madde miktarıdır.

1 atomun kütlesi 12a'dır. e.m., dolayısıyla 12 g karbon izotopundaki atom sayısı şuna eşittir:

Na= 12g/12*1.66057*10 üssü 24g=6.0221*10 üssü 23

Na fiziksel miktarına Avogadro sabiti denir. Herhangi bir maddenin bir molü 6,02*10 üzeri 23 parçacık içerir.

Pirinç. 1. Avogadro yasası.

Gazın molar hacmi

Bir gazın molar hacmi, bir maddenin hacminin o maddenin miktarına oranıdır. Bu değer, bir maddenin molar kütlesinin aşağıdaki formül kullanılarak yoğunluğuna bölünmesiyle hesaplanır:

burada Vm molar hacimdir, M molar kütledir ve p maddenin yoğunluğudur.

Pirinç. 2. Molar hacim formülü.

İÇİNDE uluslararası sistem Gaz halindeki maddelerin molar hacminin ölçümü, metreküp mol başına (m3 /mol)

Gaz halindeki maddelerin molar hacmi, sıvı ve katı haldeki maddelerden farklıdır; çünkü 1 mol miktarındaki gaz halindeki bir element her zaman aynı hacmi kaplar (aynı parametreler karşılanırsa).

Gazın hacmi sıcaklığa ve basınca bağlıdır, bu nedenle hesaplarken gazın hacmini normal koşullar altında almalısınız. Normal koşullar 0 derece sıcaklık ve 101.325 kPa basınç olarak kabul edilir. Normal koşullar altında 1 mol gazın molar hacmi her zaman aynıdır ve 22,41 dm3 /mol'e eşittir. Bu hacme molar hacim denir ideal gaz. Yani herhangi bir gazın (oksijen, hidrojen, hava) 1 molünün hacmi 22,41 dm3 /m'dir.

Pirinç. 3. Normal koşullar altında gazın molar hacmi.

Tablo "gazların molar hacmi"

Aşağıdaki tabloda bazı gazların hacmi gösterilmektedir:

Asitlerin isimleri asitin merkez atomunun Rusça adından soneklerin ve sonların eklenmesiyle oluşur. Asidin merkez atomunun oksidasyon durumu Periyodik Sistemin grup numarasına karşılık geliyorsa, isim elementin adından en basit sıfat kullanılarak oluşturulur: H 2 SO 4 - sülfürik asit, HMnO 4 – permanganik asit. Asit oluşturan elementlerin iki tane olması durumunda oksidasyon durumları, daha sonra ara oksidasyon durumu –ist- son ekiyle gösterilir: H 2 SO 3 – sülfürlü asit, HNO 2 – nitröz asit. Birçok oksidasyon durumuna sahip halojen asitlerin adları için çeşitli son ekler kullanılır: tipik örnekler– HClO 4 – klor N asit, HClO3 – klor nova asit, HClO2 – klor ist asit, HClO – klor yenilikçi ik asit (oksijensiz asit HCl'ye hidroklorik asit denir - genellikle hidroklorik asit). Asitler, oksidi hidratlayan su moleküllerinin sayısına göre farklılık gösterebilir. Asitler içeren en büyük sayı hidrojen atomlarına orto asitler denir: H4SiO4 ortosilisik asittir, H3P04 ortofosforik asittir. 1 veya 2 hidrojen atomu içeren asitlere metaasitler denir: H2Si03 - metasilik asit, HPO3 - metafosforik asit. İki merkez atom içeren asitlere denir di asitler: H 2 S 2 O 7 - disülfürik asit, H 4 P 2 O 7 - difosforik asit.

Karmaşık bileşiklerin adları aynı şekilde oluşturulur. tuzların isimleri, ancak karmaşık katyon veya anyona sistematik bir ad verilir, yani sağdan sola okunur: K3 - potasyum heksafloroferrat(III), SO4 - tetraamin bakır(II) sülfat.

Oksitlerin isimleri“oksit” kelimesi ve gerekirse elementin oksidasyon durumunu gösteren, oksidin merkez atomunun Rusça adının genetik hali kullanılarak oluşturulur: Al 2 O 3 - alüminyum oksit, Fe 2 O 3 - demir (III) oksit.

Bazların isimleri"hidroksit" kelimesi kullanılarak oluşturulur ve genel durum Merkezi hidroksit atomunun, gerekirse elementin oksidasyon durumunu gösteren Rusça adı: Al(OH)3 – alüminyum hidroksit, Fe(OH)3 – demir(III) hidroksit.

Hidrojen içeren bileşiklerin adları Bu bileşiklerin asit-baz özelliklerine bağlı olarak oluşurlar. Hidrojenli gaz halinde asit oluşturan bileşikler için aşağıdaki isimler kullanılır: H2S - sülfan (hidrojen sülfür), H2Se - selan (hidrojen selenit), HI - hidrojen iyodür; sudaki çözeltilerine sırasıyla hidrojen sülfit, hidroselenik ve hidroiyodik asitler denir. Hidrojenli bazı bileşikler için özel isimler kullanılır: NH3 - amonyak, N2H4 - hidrazin, PH3 - fosfin. Oksidasyon durumu -1 olan hidrojenli bileşiklere hidritler denir: NaH, sodyum hidrittir, CaH2, kalsiyum hidrittir.

Tuzların isimleri oluşur Latince adıöneklerin ve son eklerin eklenmesiyle asidik kalıntının merkezi atomu. İkili (iki elementli) tuzların isimleri sonek kullanılarak oluşturulur - bayram: NaCl – sodyum klorür, Na2S – sodyum sülfür. Oksijen içeren bir asidik kalıntının merkez atomu iki pozitif oksidasyon durumuna sahipse, o zaman en yüksek derece oksidasyon sonekle gösterilir – en: Na 2 SO 4 – sülfür en sodyum, KNO 3 – nitro en potasyum ve en düşük oksidasyon durumu son ektir - BT: Na 2 SO 3 – sülfür BT sodyum, KNO 2 – nitrit BT potasyum Oksijen içeren halojen tuzlarını adlandırmak için ön ekler ve son ekler kullanılır: KClO 4 – Lane klor en potasyum, Mg(ClO3)2 – klor en magnezyum, KClO2 – klor BT potasyum, KClO – hipo klor BT potasyum

Kovalent doygunlukSbağlantıona– s ve p elementlerinin bileşiklerinde eşlenmemiş elektronların bulunmaması, yani atomların tüm eşlenmemiş elektronlarının bağ oluşturması ile kendini gösterir. elektron çiftleri(istisnalar NO, NO2, ClO2 ve ClO3'ü içerir).

Yalnız elektron çiftleri (LEP'ler), atomik yörüngelerçiftler halinde. NEP'in varlığı, anyonların veya moleküllerin elektron çiftlerinin donörleri olarak donör-alıcı bağları oluşturma yeteneğini belirler.

Eşlenmemiş elektronlar, bir yörüngede bulunan bir atomun elektronlarıdır. S ve p elementleri için, eşlenmemiş elektronların sayısı, belirli bir atomun değişim mekanizması yoluyla diğer atomlarla kaç tane bağ elektron çifti oluşturabileceğini belirler. Değerlik bağı yöntemi, değerlik elektron seviyesinde boş yörüngeler varsa, eşleşmemiş elektron sayısının yalnız elektron çiftleri tarafından artırılabileceğini varsayar. S ve p elementlerinin çoğu bileşiğinde eşlenmemiş elektron yoktur, çünkü atomların tüm eşlenmemiş elektronları bağ oluşturur. Bununla birlikte, NO, NO2 gibi eşleşmemiş elektronlara sahip moleküller mevcuttur, bunlar artan reaktiviteye sahiptir ve eşleşmemiş elektronlar nedeniyle N204 gibi dimerler oluşturma eğilimindedir.

Normal konsantrasyon – bu mol sayısı eşdeğerler 1 litre solüsyonda.

Normal koşullar - sıcaklık 273K (0 o C), basınç 101,3 kPa (1 atm).

Kimyasal bağ oluşumunun değişim ve donör-alıcı mekanizmaları. Eğitim kovalent bağlar Atomlar arasında iki şekilde gerçekleşebilir. Her ikisinin de eşleşmemiş elektronları nedeniyle bir bağlanma elektron çifti oluşumu meydana gelirse bağlı atomlar, o zaman bir bağ elektron çifti oluşturmanın bu yöntemine değişim mekanizması denir - atomlar elektron değiştirir ve bağlanma elektronları her iki bağlı atoma da aittir. Bağ elektron çifti, bir atomun yalnız elektron çifti ve başka bir atomun boş yörüngesi nedeniyle oluşuyorsa, o zaman bağ elektron çiftinin bu oluşumu bir verici-alıcı mekanizmasıdır (bkz. değerlik bağı yöntemi).

Tersinir iyonik reaksiyonlar – bunlar, başlangıç ​​​​maddelerini oluşturabilen ürünlerin oluştuğu reaksiyonlardır (yazılı denklemi aklımızda tutarsak, o zaman tersinir reaksiyonlar hakkında, oluşumla şu veya bu yönde ilerleyebileceklerini söyleyebiliriz. zayıf elektrolitler veya az çözünen bileşikler). Tersinir iyonik reaksiyonlar genellikle eksik dönüşümle karakterize edilir; çünkü tersinir bir iyonik reaksiyon sırasında, ilk reaksiyon ürünlerine doğru kaymaya neden olan moleküller veya iyonlar oluşur, yani reaksiyonu "yavaşlatıyor" gibi görünürler. Tersinir iyonik reaksiyonlar ⇄ işareti kullanılarak, geri döndürülemez olanlar ise → işareti kullanılarak tanımlanır. Tersine çevrilebilir bir iyonik reaksiyonun bir örneği, H 2 S + Fe 2+ ⇄ FeS + 2H + reaksiyonudur ve geri dönüşü olmayan bir reaksiyonun bir örneği, S 2- + Fe 2+ → FeS'dir.

Oksitleyici maddeler – redoks reaksiyonları sırasında bazı elementlerin oksidasyon durumlarının azaldığı maddeler.

Redoks ikiliği – maddelerin hareket etme yeteneği redoks reaksiyonları ortağa bağlı olarak oksitleyici veya indirgeyici bir madde olarak (örneğin, H202, NaN02).

Redoks reaksiyonları(OVR) – Bunlar, reaksiyona giren maddelerin elementlerinin oksidasyon durumlarının değiştiği kimyasal reaksiyonlardır.

Oksidasyon azaltma potansiyeli – karşılık gelen yarı reaksiyonu oluşturan hem oksitleyici maddenin hem de indirgeyici maddenin redoks yeteneğini (kuvvetini) karakterize eden bir değer. Böylece, Cl2/Cl- çiftinin 1,36 V'a eşit redoks potansiyeli, moleküler kloru bir oksitleyici madde olarak ve klorür iyonunu bir indirgeyici madde olarak karakterize eder.

Oksitler – oksijenin oksidasyon durumu –2 olan oksijenli element bileşikleri.

Oryantasyon etkileşimleri– polar moleküllerin moleküller arası etkileşimleri.

Osmoz – solvent moleküllerinin yarı geçirgen (yalnızca solvente karşı geçirgen) bir zar üzerinde daha düşük bir solvent konsantrasyonuna doğru aktarılması olgusu.

Ozmotik basınç – Membranların yalnızca çözücü molekülleri geçirme kabiliyeti nedeniyle çözeltilerin fizikokimyasal özelliği. Daha az konsantre bir çözeltinin ozmotik basıncı, solvent moleküllerinin zarın her iki tarafına nüfuz etme hızını eşitler. Ozmotik basınçÇözelti, molekül konsantrasyonunun çözeltideki parçacıkların konsantrasyonuna eşit olduğu bir gazın basıncına eşittir.

Arrhenius üsleri – Elektrolitik ayrışma sırasında hidroksit iyonlarını ayıran maddeler.

Bronsted üsleri - hidrojen iyonlarını ekleyebilen bileşikler (S2-, HS tipi moleküller veya iyonlar).

Gerekçeler Lewis'e göre (Lewis temelleri) – verici-alıcı bağları oluşturabilen yalnız elektron çiftlerine sahip bileşikler (moleküller veya iyonlar). En yaygın Lewis bazı, güçlü donör özelliklere sahip su molekülleridir.

Uluslararası Birim Sistemindeki (SI) temel birimlerden biri Bir maddenin miktar birimi moldür.

Mol – bu, belirli bir maddenin (moleküller, atomlar, iyonlar vb.) 0,012 kg (12 g) karbon izotopunda bulunan karbon atomları kadar yapısal birim içeren madde miktarıdır 12 İLE .

Karbon için mutlak atom kütlesinin değerinin eşit olduğu düşünülürse M(C) = 1,99 10  26 kg, karbon atomu sayısı hesaplanabilir N A 0,012 kg karbonda bulunur.

Herhangi bir maddenin bir molü, bu maddenin aynı sayıda parçacığını (yapısal birimler) içerir. Bir mol miktarındaki bir maddede bulunan yapısal birim sayısı 6,02 10'dur. 23 ve denir Avogadro sayısı (N A ).

Örneğin, bir mol bakır 6,02 10 23 bakır atomu (Cu) içerir ve bir mol hidrojen (H2) 6,02 10 23 hidrojen molekülü içerir.

Molar kütle(M) 1 mol miktarında alınan bir maddenin kütlesidir.

Molar kütle M harfiyle gösterilir ve [g/mol] boyutuna sahiptir. Fizikte [kg/kmol] birimini kullanırlar.

Genel olarak sayısal değer Bir maddenin molar kütlesi, sayısal olarak onun bağıl moleküler (göreceli atomik) kütlesinin değeriyle çakışır.

Örneğin akraba moleküler ağırlık su eşittir:

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

Suyun molar kütlesi aynı değere sahiptir ancak g/mol cinsinden ifade edilir:

M (H20) = 18 g/mol.

Böylece, 6,02 10 23 su molekülü (sırasıyla 2 6,02 10 23 hidrojen atomu ve 6,02 10 23 oksijen atomu) içeren bir mol suyun kütlesi 18 gramdır. Madde miktarı 1 mol olan su, 2 mol hidrojen atomu ve 1 mol oksijen atomu içerir.

1.3.4. Bir maddenin kütlesi ile miktarı arasındaki ilişki

Bir maddenin kütlesini ve kimyasal formülünü ve dolayısıyla molar kütlesinin değerini bilerek, maddenin miktarını belirleyebilirsiniz ve bunun tersine, maddenin miktarını bilerek kütlesini belirleyebilirsiniz. Bu tür hesaplamalar için aşağıdaki formülleri kullanmalısınız:

burada ν madde miktarıdır, [mol]; M– maddenin kütlesi, [g] veya [kg]; M – maddenin molar kütlesi, [g/mol] veya [kg/kmol].

Örneğin, sodyum sülfatın (Na2S04) kütlesini 5 mol miktarında bulmak için şunları buluruz:

1) bağıl atom kütlelerinin yuvarlanmış değerlerinin toplamı olan Na2S04'ün bağıl moleküler kütlesinin değeri:

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

2) maddenin molar kütlesinin sayısal olarak eşit değeri:

M(Na2S04) = 142 gr/mol,

3) ve son olarak 5 mol sodyum sülfatın kütlesi:

m = ν M = 5 mol · 142 g/mol = 710 g.

Cevap: 710.

1.3.5. Bir maddenin hacmi ile miktarı arasındaki ilişki

Normal koşullar altında (n.s.), yani. baskı altında R , 101325 Pa'ya (760 mm Hg) eşit ve sıcaklık T, 273,15 K'ye (0 С) eşit olduğunda, bir mol farklı gaz ve buharlar aynı hacmi kaplar 22,4 l.

1 mol gaz veya buharın yer seviyesinde kapladığı hacme ne ad verilir? molar hacimgazdır ve mol başına litre boyutundadır.

V mol = 22,4 l/mol.

Miktarı bilmek gaz halindeki madde (ν ) Ve molar hacim değeri (V mol) normal koşullar altında hacmini (V) hesaplayabilirsiniz:

V = ν V mol,

burada ν madde miktarıdır [mol]; V – gaz halindeki maddenin hacmi [l]; V mol = 22,4 l/mol.

Ve tersine, hacmi bilmek ( V) normal koşullar altında gaz halindeki bir maddenin miktarı (ν) hesaplanabilir :