: V = n*Vm, burada V gazın hacmidir (l), n madde miktarıdır (mol), Vm gazın molar hacmidir (l/mol), normal (norm) standart bir değerdir ve 22,4 l/mol'e eşittir. Durum bir maddenin miktarını içermiyor ancak belirli bir maddenin kütlesi var, o zaman şunu yaparız: n = m/M, burada m maddenin kütlesidir (g), M maddenin kütlesidir maddenin molar kütlesi (g/mol). Molar kütleyi D.I tablosunu kullanarak buluyoruz. Mendeleev: Her elementin altında atom kütlesi vardır, tüm kütleleri toplayın ve ihtiyacımız olanı elde edin. Ancak bu tür görevler oldukça nadirdir ve genellikle görevlerde bulunur. Bu tür sorunların çözümü biraz değişiyor. Bir örneğe bakalım.
10,8 g ağırlığındaki alüminyumun fazla hidroklorik asit içinde çözülmesi durumunda normal koşullar altında ne kadar hidrojen açığa çıkacaktır?
Eğer bir gaz sistemiyle ilgileniyorsak, o zaman aşağıdaki formül geçerlidir: q(x) = V(x)/V, burada q(x)(phi) bileşenin kesridir, V(x) hacmidir bileşen (l), V – sistem hacmi (l). Bir bileşenin hacmini bulmak için şu formülü elde ederiz: V(x) = q(x)*V. Ve eğer sistemin hacmini bulmak gerekiyorsa: V = V(x)/q(x).
lütfen aklınızda bulundurun
Hacmi bulmak için başka formüller de vardır ancak bir gazın hacmini bulmanız gerekiyorsa yalnızca bu yazıda verilen formüller uygundur.
Kaynaklar:
- "Kimya El Kitabı", G.P. Khomchenko, 2005.
- iş miktarı nasıl bulunur
- Bir ZnSO4 çözeltisinin elektrolizi sırasında hidrojenin hacmini bulun
İdeal bir gaz, moleküller arasındaki etkileşimin ihmal edilebilir olduğu gazdır. Basınca ek olarak, bir gazın durumu sıcaklık ve hacim ile de karakterize edilir. Bu parametreler arasındaki ilişkiler gaz kanunlarına yansır.
Talimatlar
Bir gazın basıncı, sıcaklığıyla ve madde miktarıyla doğru orantılı, gazın kapladığı kabın hacmiyle ters orantılıdır. Orantılılık katsayısı evrensel gaz sabiti R'dir ve yaklaşık olarak 8,314'e eşittir. Joule cinsinden mol ve sayısına bölünerek ölçülür.
Bu konum P=νRT/V matematiksel bağımlılığını oluşturur; burada ν madde miktarıdır (mol), R=8.314 evrensel gaz sabitidir (J/mol K), T gaz sıcaklığıdır, V hacimdir. Basınç ile ifade edilir. 1 atm = 101,325 kPa ile ve ile ifade edilebilir.
Dikkate alınan bağımlılık Mendeleev-Clapeyron denkleminin PV=(m/M) RT'sinin bir sonucudur. Burada m, gazın kütlesidir (g), M, molar kütlesidir (g/mol) ve m/M fraksiyonu, ν maddesinin toplam miktarını veya mol sayısını verir. Mendeleev-Clapeyron denklemi dikkate alınabilecek tüm gazlar için geçerlidir. Bu fiziksel gaz kanunudur.
Problemleri çözmeden önce gazın hacminin nasıl bulunacağına ilişkin formülleri ve kuralları bilmelisiniz. Avogadro yasasını hatırlamalıyız. Ve gazın hacmi, birkaç formül kullanılarak hesaplanabilir ve bunlardan uygun olanı seçilebilir. Gerekli formülü seçerken çevre koşulları, özellikle sıcaklık ve basınç büyük önem taşımaktadır.
Avogadro yasası
Aynı basınç ve aynı sıcaklıkta, aynı hacimdeki farklı gazların aynı sayıda molekül içereceğini söylüyor. Bir molün içerdiği gaz moleküllerinin sayısı Avogadro sayısıdır. Bu yasadan şu sonuç çıkar: 1 Kmol (kilomol) ideal bir gaz, herhangi bir gaz, aynı basınç ve sıcaklıkta (760 mm Hg ve t = 0*C) daima bir hacim kaplar = 22.4136 m3.
Gaz hacmi nasıl belirlenir
- V=n*Vm formülü çoğunlukla problemlerde bulunabilir. Burada gazın litre cinsinden hacmi V'dir, Vm gazın molar hacmidir (l/mol), ki bu normal koşullar altında = 22,4 l/mol ve n, maddenin mol cinsinden miktarıdır. Koşullarda maddenin miktarı olmadığı halde kütlesi olduğu zaman şu şekilde hareket ederiz: n=m/M. Burada M g/mol (maddenin molar kütlesi) ve maddenin gram cinsinden kütlesi m'dir. Periyodik tabloda her elementin altında atom kütlesi olarak yazılır. Tüm kütleleri toplayalım ve aradığımız şeyi elde edelim.
- Peki gazın hacmi nasıl hesaplanır? Görev şu: 10 g alüminyumu hidroklorik asitte çözün. Soru: Ne kadar hidrojen açığa çıkabilir? sen? Reaksiyon denklemi şuna benzer: 2Al+6HCl(g)=2AlCl3+3H2. En başta şu formüle göre reaksiyona giren alüminyumu (miktarını) buluyoruz: n(Al)=m(Al)/M(Al). Alüminyumun kütlesini (molar) periyodik tablodan M(Al) = 27 g/mol olarak alıyoruz. Bunu yerine koyalım: n(Al)=10/27=0,37 mol. Kimyasal denklemden 2 mol alüminyum çözündüğünde 3 mol hidrojenin oluştuğu görülebilir. 0,4 mol alüminyumdan ne kadar hidrojen açığa çıkacağını hesaplamak gerekir: n(H2)=3*0,37/2=0,56mol. Verileri formülde yerine koyalım ve bu gazın hacmini bulalım. V=n*Vm=0,56*22,4=12,54l.
M kütle, M molar kütle, V hacimdir.
4. Avogadro yasası. 1811 yılında İtalyan fizikçi Avogadro tarafından kuruldu. Aynı sıcaklıkta ve aynı basınçta alınan herhangi bir gazın aynı hacimleri aynı sayıda molekül içerir.
Böylece, bir maddenin miktarı kavramını formüle edebiliriz: Bir maddenin 1 molü, 6,02 * 10 23'e eşit sayıda parçacık içerir (Avogadro sabiti olarak adlandırılır)
Bu yasanın sonucu şu: Normal koşullar altında (P 0 =101,3 kPa ve T 0 =298 K), herhangi bir gazın 1 molü 22,4 litreye eşit bir hacim kaplar.
5. Boyle-Mariotte Yasası
Sabit sıcaklıkta, belirli bir miktardaki gazın hacmi, altında bulunduğu basınçla ters orantılıdır:
6. Gay-Lussac Yasası
Sabit basınçta gaz hacmindeki değişiklik sıcaklıkla doğru orantılıdır:
V/T = sabit.
7. Gazın hacmi, basıncı ve sıcaklığı arasındaki ilişki ifade edilebilir Boyle-Mariotte ve Gay-Lussac yasalarının birleşimi, gaz hacimlerini bir durumdan diğerine dönüştürmek için kullanılır:
P 0 , V 0 , T 0 - normal koşullar altında hacim ve sıcaklık basıncı: P 0 =760 mm Hg. Sanat. veya 101,3 kPa; T 0 =273 K (0 0 C)
8. Moleküler değerin bağımsız değerlendirmesi kitleler M sözde kullanılarak yapılabilir ideal gaz durum denklemleri veya Clapeyron-Mendeleev denklemleri :
pV=(m/M)*RT=vRT.(1.1)
Nerede R - Kapalı bir sistemdeki gaz basıncı, V- sistemin hacmi, T - gaz kütlesi, T - mutlak sıcaklık, R- evrensel gaz sabiti.
Sabitin değerinin R normal koşullarda bir mol gazı karakterize eden değerlerin denklem (1.1) ile değiştirilmesiyle elde edilebilir:
R = (p V)/(T)=(101,325 kPa 22,4 l)/(1 mol 273K)=8,31J/mol.K)
Problem çözme örnekleri
Örnek 1. Gaz hacminin normal şartlara getirilmesi.
50 0 C sıcaklıkta ve 0,954×10 5 Pa basınçta bulunan 0,4×10-3 m3 gaz hangi hacmi (n.s.) kaplayacaktır?
Çözüm. Gazın hacmini normal koşullara getirmek için Boyle-Mariotte ve Gay-Lussac yasalarını birleştiren genel bir formül kullanın:
pV/T = p 0 V 0 /T 0 .
Gazın hacmi (n.s.) eşittir, burada T 0 = 273 K; p 0 = 1,013 × 10 5 Pa; T = 273 + 50 = 323 K;
M3 = 0,32 × 10 -3 m3.
(Norm)'da gaz 0,32×10-3 m3'e eşit bir hacim kaplar.
Örnek 2. Bir gazın bağıl yoğunluğunun moleküler ağırlığından hesaplanması.
Hidrojen ve havaya dayalı etanın C 2 H 6 yoğunluğunu hesaplayın.
Çözüm. Avogadro yasasından, bir gazın diğerine göre bağıl yoğunluğunun moleküler kütlelerin oranına eşit olduğu sonucu çıkar ( M h) bu gazların, yani. D=M1 /M2. Eğer M1 C2H6 = 30, M2 H2 = 2, havanın ortalama moleküler ağırlığı 29'dur, bu durumda etanın hidrojene göre bağıl yoğunluğu şöyledir: D H2 = 30/2 =15.
Havadaki etanın bağıl yoğunluğu: D hava= 30/29 = 1,03, yani. Etan hidrojenden 15 kat, havadan ise 1,03 kat daha ağırdır.
Örnek 3. Bir gaz karışımının ortalama moleküler ağırlığının bağıl yoğunluğa göre belirlenmesi.
%80 metan ve %20 oksijenden (hacimce) oluşan bir gaz karışımının ortalama moleküler ağırlığını, bu gazların hidrojene göre bağıl yoğunluklarını kullanarak hesaplayın.
Çözüm. Genellikle hesaplamalar, iki bileşenli bir gaz karışımındaki gazların hacimlerinin oranının, karışımın yoğunluğu ile bu karışımı oluşturan gazların yoğunlukları arasındaki farklarla ters orantılı olduğunu belirten karıştırma kuralına göre yapılır. . Gaz karışımının hidrojene göre bağıl yoğunluğunu şu şekilde gösterelim: D H2. metanın yoğunluğundan daha büyük, ancak oksijenin yoğunluğundan daha az olacaktır:
80D H2 – 640 = 320 – 20 D H2; D H2 = 9,6.
Bu gaz karışımının hidrojen yoğunluğu 9,6'dır. gaz karışımının ortalama moleküler ağırlığı M H2 = 2 D H2 = 9,6×2 = 19,2.
Örnek 4. Bir gazın molar kütlesinin hesaplanması.
13 0 C sıcaklıkta ve 1.040×10 5 Pa basınçta 0,327×10-3 m3 gazın kütlesi 0,828×10-3 kg'a eşittir. Gazın molar kütlesini hesaplayın.
Çözüm. Bir gazın molar kütlesi Mendeleev-Clapeyron denklemi kullanılarak hesaplanabilir:
Nerede M– gazın kütlesi; M– gazın molar kütlesi; R– değeri kabul edilen ölçüm birimleriyle belirlenen molar (evrensel) gaz sabiti.
Basınç Pa cinsinden ve hacim m3 cinsinden ölçülürse, o zaman R=8,3144×10 3 J/(kmol×K).
Kütle ve hacmin yanı sıra, kimyasal hesaplamalarda genellikle maddenin miktarı, maddede bulunan yapısal birimlerin sayısıyla orantılı olarak kullanılır. Her durumda hangi yapısal birimlerin (moleküller, atomlar, iyonlar vb.) kastedildiği belirtilmelidir. Bir maddenin miktar birimi moldür.
Mol, 12 g 12C karbon izotopunda bulunan atom sayısı kadar molekül, atom, iyon, elektron veya diğer yapısal birimleri içeren madde miktarıdır.
1 mol maddede bulunan yapısal birimlerin sayısı (Avogadro sabiti) büyük bir doğrulukla belirlenir; pratik hesaplamalarda 6,02 1024 mol -1'e eşit alınır.
Bir maddenin 1 molünün gram cinsinden kütlesinin (molar kütle), sayısal olarak bu maddenin bağıl moleküler kütlesine eşit olduğunu göstermek zor değildir.
Dolayısıyla serbest klor C1g'nin bağıl molekül ağırlığı (veya kısaca molekül ağırlığı) 70,90'dır. Bu nedenle moleküler klorun molar kütlesi 70,90 g/mol'dür. Bununla birlikte, 1 mol Cl klor molekülü 2 mol klor atomu içerdiğinden, klor atomlarının molar kütlesi bunun yarısı kadardır (45,45 g/mol).
Avogadro yasasına göre, aynı sıcaklık ve aynı basınçta alınan herhangi bir gazın eşit hacimleri, aynı sayıda molekül içerir. Başka bir deyişle, herhangi bir gazın aynı sayıda molekülü aynı koşullar altında aynı hacmi kaplar. Aynı zamanda herhangi bir gazın 1 molü aynı sayıda molekül içerir. Bu nedenle aynı koşullar altında herhangi bir gazın 1 mol'ü aynı hacmi kaplar. Bu hacme gazın molar hacmi denir ve normal şartlarda (0°C, basınç 101, 425 kPa) 22,4 litreye eşittir.
Örneğin, "havanın karbondioksit içeriği %0,04 (hacim)" ifadesi, hava basıncına eşit kısmi CO2 basıncında ve aynı sıcaklıkta havada bulunan karbondioksitin alınacağı anlamına gelir. havanın kapladığı toplam hacmin %0,04'üne kadar.
Test görevi
1. 1 g NH4 ve 1 g N2'de bulunan molekül sayısını karşılaştırın. Molekül sayısı hangi durumda ve kaç kat daha fazladır?
2. Bir kükürt dioksit molekülünün kütlesini gram cinsinden ifade edin.
4. Standart koşullar altında 5,00 ml klorda kaç molekül vardır?
4. Normal koşullar altında 27 10 21 gaz molekülü hangi hacmi kaplar?
5. Bir NO 2 molekülünün kütlesini gram cinsinden ifade edin -
6. 1 mol O2 ve 1 mol Oz'un kapladığı hacimlerin oranı nedir (koşullar aynıdır)?
7. Aynı koşullar altında eşit kütlelerde oksijen, hidrojen ve metan alınır. Alınan gazların hacimlerinin oranını bulun.
8. Normal şartlarda 1 mol suyun ne kadar hacim kaplayacağı sorusuna cevap: 22,4 litre. Bu doğru cevap mı?
9. Bir HCl molekülünün kütlesini gram cinsinden ifade edin.
CO2'nin hacimsel içeriği %0,04 ise (normal koşullar) 1 litre havada kaç molekül karbondioksit vardır?
10. Normal koşullar altında herhangi bir gazın 1 m 4'ü kaç mol içerir?
11. Bir H 2 O- molekülünün kütlesini gram cinsinden ifade edin
12. Hacim ise 1 litre havada kaç mol oksijen vardır?
14. Hacimsel içeriği %78 ise (normal koşullar) 1 litre havada kaç mol nitrojen bulunur?
14. Aynı koşullar altında eşit kütlelerde oksijen, hidrojen ve nitrojen alınır. Alınan gazların hacimlerinin oranını bulun.
15. 1 g NO2 ve 1 g N2'de bulunan molekül sayısını karşılaştırın. Molekül sayısı hangi durumda ve kaç kat daha fazladır?
16. Normal koşullar altında 2,00 ml hidrojende kaç molekül bulunur?
17. Bir H 2 O- molekülünün kütlesini gram olarak ifade edin.
18. Normal koşullar altında 17 10 21 gaz molekülü hangi hacmi kaplar?
KİMYASAL REAKSİYONLARIN ORANI
Kavramı tanımlarken kimyasal reaksiyon hızı Homojen ve heterojen reaksiyonları birbirinden ayırmak gerekir. Homojen bir sistemde, örneğin bir çözeltide veya bir gaz karışımında bir reaksiyon meydana gelirse, sistemin tüm hacmi boyunca meydana gelir. Homojen reaksiyonun hızı sistemin birim hacmi başına birim zamanda reaksiyona giren veya reaksiyon sonucu oluşan madde miktarıdır. Bir maddenin mol sayısının dağıldığı hacme oranı, maddenin molar konsantrasyonu olduğundan, homojen bir reaksiyonun hızı şu şekilde de tanımlanabilir: Herhangi bir maddenin birim zamandaki konsantrasyonundaki değişiklik: başlangıç reaktifi veya reaksiyon ürünü. Hesaplama sonucunun reaktif veya ürün bazında olmasına bakılmaksızın her zaman pozitif olmasını sağlamak için formülde “±” işareti kullanılır:
Reaksiyonun niteliğine bağlı olarak zaman, SI sisteminin gerektirdiği gibi yalnızca saniye cinsinden değil, dakika veya saat cinsinden de ifade edilebilir. Reaksiyon sırasında hızının büyüklüğü sabit değildir, ancak sürekli olarak değişir: başlangıç maddelerinin konsantrasyonları azaldıkça azalır. Yukarıdaki hesaplama, belirli bir Δτ = τ 2 – τ 1 zaman aralığında reaksiyon hızının ortalama değerini verir. Gerçek (anlık) hız, Δ oranının yöneldiği sınır olarak tanımlanır İLE/ Δτ → 0'da Δτ, yani gerçek hız, konsantrasyonun zamana göre türevine eşittir.
Denklemi birden farklı stokiyometrik katsayılar içeren bir reaksiyon için farklı maddeler için ifade edilen hız değerleri aynı değildir. Örneğin A + 4B = D + 2E reaksiyonu için A maddesinin tüketimi bir mol, B maddesinin arzı üç mol ve E maddesinin girişi iki moldür. Bu yüzden υ (A) = ⅓ υ (B) = υ (D) =½ υ (E) veya υ (E) . = ⅔ υ (İÇİNDE) .
Heterojen bir sistemin farklı fazlarında bulunan maddeler arasında bir reaksiyon meydana gelirse, bu yalnızca bu fazlar arasındaki arayüzde meydana gelebilir. Örneğin bir asit çözeltisi ile bir metal parçası arasındaki etkileşim yalnızca metalin yüzeyinde meydana gelir. Heterojen reaksiyonun hızı birim arayüz yüzeyi başına birim zaman başına reaksiyona giren veya reaksiyon sonucu oluşan madde miktarıdır:
Kimyasal reaksiyon hızının reaktanların konsantrasyonuna bağımlılığı, kütle etki yasası ile ifade edilir: sabit bir sıcaklıkta, bir kimyasal reaksiyonun hızı, reaksiyon denklemindeki bu maddelerin formüllerindeki katsayılara eşit güçlere yükseltilmiş reaksiyona giren maddelerin molar konsantrasyonlarının çarpımı ile doğru orantılıdır.. Daha sonra reaksiyon için
2A + B → ürünler
oran geçerlidir υ ~ · İLE A 2 · İLE B ve eşitliğe geçiş için bir orantı katsayısı tanıtıldı k, isminde reaksiyon hızı sabiti:
υ = k· İLE A 2 · İLE B = k·[A] 2 ·[B]
(formüllerdeki molar konsantrasyonlar harfle gösterilebilir İLE ilgili indeks ve köşeli parantez içine alınmış maddenin formülü ile birlikte). Reaksiyon hız sabitinin fiziksel anlamı, tüm reaktanların 1 mol/l'ye eşit konsantrasyonlarındaki reaksiyon hızıdır. Reaksiyon hız sabitinin boyutu denklemin sağ tarafındaki faktör sayısına bağlıdır ve c –1 olabilir; s –1 ·(l/mol); s –1 · (l 2 /mol 2), vb. yani her durumda hesaplamalarda reaksiyon hızı mol · l –1 · s –1 cinsinden ifade edilir.
Heterojen reaksiyonlar için kütle etki yasası denklemi yalnızca gaz fazında veya çözeltide bulunan maddelerin konsantrasyonlarını içerir. Bir maddenin katı fazdaki konsantrasyonu sabit bir değerdir ve hız sabitine dahil edilir, örneğin kömür C + O2 = CO2'nin yanma işlemi için kütle etki yasası yazılmıştır:
υ = k ben·sabit··= k·,
Nerede k= k ben inşaat
Bir veya daha fazla maddenin gaz olduğu sistemlerde reaksiyon hızı aynı zamanda basınca da bağlıdır. Örneğin, hidrojen iyot buharı H2 + I2 = 2HI ile etkileşime girdiğinde, kimyasal reaksiyonun hızı şu ifadeyle belirlenecektir:
υ = k··.
Örneğin basıncı 4 kat artırırsanız, sistemin kapladığı hacim aynı miktarda azalacak ve sonuç olarak reaksiyona giren maddelerin her birinin konsantrasyonu aynı miktarda artacaktır. Bu durumda reaksiyon hızı 9 kat artacaktır
Reaksiyon hızının sıcaklığa bağımlılığı van't Hoff kuralıyla tanımlanır: Sıcaklıktaki her 10 derecelik artışla reaksiyon hızı 2-4 kat artar.. Bu, aritmetik bir ilerlemeyle sıcaklık arttıkça kimyasal reaksiyonun hızının üstel olarak arttığı anlamına gelir. İlerleme formülünün temeli reaksiyon hızının sıcaklık katsayısıγ, sıcaklıktaki 10 derecelik bir artışla belirli bir reaksiyonun hızının (veya aynı şey olan hız sabitinin) kaç kat arttığını gösterir. Matematiksel olarak Van't Hoff kuralı şu formüllerle ifade edilir:
veya
başlangıçtaki reaksiyon hızları sırasıyla nerede ve T 1 ve son T 2 sıcaklık. Van't Hoff kuralı aşağıdaki ilişkilerle de ifade edilebilir:
; ; ; ,
burada ve sırasıyla sıcaklıktaki reaksiyonun hız ve hız sabitidir T; ve – sıcaklıkta aynı değerler T +10N; N– “on derecelik” aralıkların sayısı ( N =(T 2 –T 1)/10), sıcaklığın değiştiği (tam sayı veya kesirli sayı, pozitif veya negatif olabilir).
Test görevi
1. A + B -> AB reaksiyonu için hız sabitinin değerini bulun, eğer A ve B maddelerinin konsantrasyonları sırasıyla 0,05 ve 0,01 mol/l'ye eşitse, reaksiyon hızı 5 · 10 -5 mol/(l) ise -dak).
2. A maddesinin konsantrasyonu 2 kat arttırılırsa ve B maddesinin konsantrasyonu 2 kat azaltılırsa 2A + B -> A2B reaksiyon hızı kaç kez değişir?
4. 2A 2 (g) + B 2 (g) = 2A 2 B (g) sistemindeki B 2 maddesinin konsantrasyonu, A maddesinin konsantrasyonu 4 kat azalacak şekilde kaç kez artırılmalıdır? direkt reaksiyonun hızı değişmez mi?
4. 3A+B->2C+D reaksiyonunun başlamasından bir süre sonra maddelerin konsantrasyonları şu şekildeydi: [A] =0,04 mol/l; [B] = 0,01 mol/1; [C] =0,008 mol/l. A ve B maddelerinin başlangıç derişimleri nelerdir?
5. CO + C12 = COC12 sisteminde konsantrasyon 0,04'ten 0,12 mol/l'ye, klor konsantrasyonu ise 0,02'den 0,06 mol/l'ye çıkarıldı. İleri reaksiyonun hızı kaç kat arttı?
6. A ve B maddeleri arasındaki reaksiyon şu denklemle ifade edilir: A + 2B → C. Başlangıç konsantrasyonları şöyledir: [A] 0 = 0,04 mol/l, [B] o = 0,05 mol/l. Reaksiyon hızı sabiti 0,4'tür. A maddesinin konsantrasyonu 0,01 mol/l azaldığında başlangıç reaksiyon hızını ve bir süre sonra reaksiyon hızını bulun.
7. Kapalı bir kapta meydana gelen 2CO + O2 = 2CO2 reaksiyonunun hızı, basınç iki katına çıkarsa nasıl değişir?
8. Reaksiyon hızının sıcaklık katsayısı değerini 4'e eşit alarak sistemin sıcaklığı 20 °C'den 100 °C'ye çıkarıldığında reaksiyon hızının kaç kat artacağını hesaplayın.
9. Sistemdeki basınç 4 kat arttırılırsa 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) reaksiyon hızı nasıl değişir?
10. Sistemin hacmi 4 kat azaltılırsa 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) reaksiyon hızı nasıl değişir?
11. NO konsantrasyonu 4 kat arttırılırsa 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) reaksiyonunun hızı nasıl değişir?
12. Sıcaklıkta 40 derecelik bir artışla reaksiyon hızı artarsa reaksiyon hızının sıcaklık katsayısı nedir?
15,6 kat mı artıyor?
14. . A + B -> AB reaksiyonu için hız sabitinin değerini bulun, eğer A ve B maddelerinin konsantrasyonları sırasıyla 0,07 ve 0,09 mol/l'ye eşitse, reaksiyon hızı 2,7 · 10 -5 mol/(l-dak) ise ).
14. A ve B maddeleri arasındaki reaksiyon şu denklemle ifade edilir: A + 2B → C. Başlangıç konsantrasyonları şöyledir: [A] 0 = 0,01 mol/l, [B] o = 0,04 mol/l. Reaksiyon hızı sabiti 0,5'tir. A maddesinin konsantrasyonu 0,01 mol/l azaldığında başlangıç reaksiyon hızını ve bir süre sonra reaksiyon hızını bulun.
15. Sistemdeki basınç iki katına çıkarsa 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) reaksiyon hızı nasıl değişir?
16. CO + C12 = COC12 sisteminde konsantrasyon 0,05'ten 0,1 mol/l'ye, klor konsantrasyonu ise 0,04'ten 0,06 mol/l'ye çıkarıldı. İleri reaksiyonun hızı kaç kat arttı?
17. Reaksiyon hızının sıcaklık katsayısı değerini 2'ye eşit alarak sistemin sıcaklığı 20 °C'den 80 °C'ye çıkarıldığında reaksiyon hızının kaç kat artacağını hesaplayın.
18. Reaksiyon hızının sıcaklık katsayısı değerini 4'e eşit alarak sistemin sıcaklığı 40 °C'den 90 °C'ye çıkarıldığında reaksiyon hızının kaç kat artacağını hesaplayın.
KİMYASAL BAĞ. MOLEKÜLLERİN OLUŞUMU VE YAPISI
1.Ne tür kimyasal bağları biliyorsunuz? Değerlik bağı yöntemini kullanarak iyonik bağ oluşumuna bir örnek verin.
2. Hangi kimyasal bağa kovalent denir? Kovalent bağ tipinin özelliği nedir?
4. Kovalent bağ hangi özellikleri karakterize eder? Bunu spesifik örneklerle gösterin.
4. H2 molekülünde ne tür kimyasal bağ vardır; Cl2HC1?
5.Moleküllerdeki bağların doğası nedir? NCI4 CS2, CO2? Her biri için ortak elektron çiftinin yer değiştirme yönünü belirtin.
6. Hangi kimyasal bağa iyonik denir? İyonik bağ tipinin özelliği nedir?
7. NaCl, N2, Cl2 moleküllerinde ne tür bağ vardır?
8. S-orbitalini p-orbitaliyle örtüşmenin tüm olası yollarını çizin; Bu durumda iletişimin yönünü belirtin.
9. Fosfonyum iyonu [PH 4 ]+ oluşumu örneğini kullanarak kovalent bağların verici-alıcı mekanizmasını açıklayın.
10. CO moleküllerindeki C0 2 bağ polar mı yoksa apolar mı? Açıklamak. Hidrojen bağını açıklayınız.
11. Polar bağları olan bazı moleküller neden genellikle polar değildir?
12.Kovalent veya iyonik bağ türü aşağıdaki bileşikler için tipiktir: Nal, S0 2, KF? İyonik bağ neden kovalent bağın aşırı bir örneğidir?
14. Metal bağı nedir? Kovalent bağdan farkı nedir? Metallerin hangi özelliklerini belirler?
14. Moleküllerdeki atomlar arasındaki bağların doğası nedir; KHF 2, H 2 0, HNO ?
15. Nitrojen molekülü N2'deki atomlar arasındaki yüksek bağ kuvvetini ve fosfor molekülü P4'teki önemli ölçüde düşük kuvveti nasıl açıklayabiliriz?
16. Ne tür bir bağa hidrojen bağı denir? H2S ve HC1 molekülleri neden H2O ve HF'den farklı olarak hidrojen bağlarının oluşumuyla karakterize edilmiyor?
17. Hangi bağa iyonik denir? İyonik bir bağın doygunluk ve yönlülük özellikleri var mıdır? Neden bu aşırı bir kovalent bağ örneğidir?
18. NaCl, N 2, Cl 2 moleküllerinde ne tür bağ vardır?
M kütle, M molar kütle, V hacimdir.
4. Avogadro yasası. 1811 yılında İtalyan fizikçi Avogadro tarafından kuruldu. Aynı sıcaklıkta ve aynı basınçta alınan herhangi bir gazın aynı hacimleri aynı sayıda molekül içerir.
Böylece, bir maddenin miktarı kavramını formüle edebiliriz: Bir maddenin 1 molü, 6,02 * 10 23'e eşit sayıda parçacık içerir (Avogadro sabiti olarak adlandırılır)
Bu yasanın sonucu şu: Normal koşullar altında (P 0 =101,3 kPa ve T 0 =298 K), herhangi bir gazın 1 molü 22,4 litreye eşit bir hacim kaplar.
5. Boyle-Mariotte Yasası
Sabit sıcaklıkta, belirli bir miktardaki gazın hacmi, altında bulunduğu basınçla ters orantılıdır:
6. Gay-Lussac Yasası
Sabit basınçta gaz hacmindeki değişiklik sıcaklıkla doğru orantılıdır:
V/T = sabit.
7. Gazın hacmi, basıncı ve sıcaklığı arasındaki ilişki ifade edilebilir Boyle-Mariotte ve Gay-Lussac yasalarının birleşimi, gaz hacimlerini bir durumdan diğerine dönüştürmek için kullanılır:
P 0 , V 0 , T 0 - normal koşullar altında hacim ve sıcaklık basıncı: P 0 =760 mm Hg. Sanat. veya 101,3 kPa; T 0 =273 K (0 0 C)
8. Moleküler değerin bağımsız değerlendirmesi kitleler M sözde kullanılarak yapılabilir ideal gaz durum denklemleri veya Clapeyron-Mendeleev denklemleri :
pV=(m/M)*RT=vRT.(1.1)
Nerede R - Kapalı bir sistemdeki gaz basıncı, V- sistemin hacmi, T - gaz kütlesi, T - mutlak sıcaklık, R- evrensel gaz sabiti.
Sabitin değerinin R normal koşullarda bir mol gazı karakterize eden değerlerin denklem (1.1) ile değiştirilmesiyle elde edilebilir:
R = (p V)/(T)=(101,325 kPa 22,4 l)/(1 mol 273K)=8,31J/mol.K)
Problem çözme örnekleri
Örnek 1. Gaz hacminin normal şartlara getirilmesi.
50 0 C sıcaklıkta ve 0,954×10 5 Pa basınçta bulunan 0,4×10-3 m3 gaz hangi hacmi (n.s.) kaplayacaktır?
Çözüm. Gazın hacmini normal koşullara getirmek için Boyle-Mariotte ve Gay-Lussac yasalarını birleştiren genel bir formül kullanın:
pV/T = p 0 V 0 /T 0 .
Gazın hacmi (n.s.) eşittir, burada T 0 = 273 K; p 0 = 1,013 × 10 5 Pa; T = 273 + 50 = 323 K;
M3 = 0,32 × 10 -3 m3.
(Norm)'da gaz 0,32×10-3 m3'e eşit bir hacim kaplar.
Örnek 2. Bir gazın bağıl yoğunluğunun moleküler ağırlığından hesaplanması.
Hidrojen ve havaya dayalı etanın C 2 H 6 yoğunluğunu hesaplayın.
Çözüm. Avogadro yasasından, bir gazın diğerine göre bağıl yoğunluğunun moleküler kütlelerin oranına eşit olduğu sonucu çıkar ( M h) bu gazların, yani. D=M1 /M2. Eğer M1 C2H6 = 30, M2 H2 = 2, havanın ortalama moleküler ağırlığı 29'dur, bu durumda etanın hidrojene göre bağıl yoğunluğu şöyledir: D H2 = 30/2 =15.
Havadaki etanın bağıl yoğunluğu: D hava= 30/29 = 1,03, yani. Etan hidrojenden 15 kat, havadan ise 1,03 kat daha ağırdır.
Örnek 3. Bir gaz karışımının ortalama moleküler ağırlığının bağıl yoğunluğa göre belirlenmesi.
%80 metan ve %20 oksijenden (hacimce) oluşan bir gaz karışımının ortalama moleküler ağırlığını, bu gazların hidrojene göre bağıl yoğunluklarını kullanarak hesaplayın.
Çözüm. Genellikle hesaplamalar, iki bileşenli bir gaz karışımındaki gazların hacimlerinin oranının, karışımın yoğunluğu ile bu karışımı oluşturan gazların yoğunlukları arasındaki farklarla ters orantılı olduğunu belirten karıştırma kuralına göre yapılır. . Gaz karışımının hidrojene göre bağıl yoğunluğunu şu şekilde gösterelim: D H2. metanın yoğunluğundan daha büyük, ancak oksijenin yoğunluğundan daha az olacaktır:
80D H2 – 640 = 320 – 20 D H2; D H2 = 9,6.
Bu gaz karışımının hidrojen yoğunluğu 9,6'dır. gaz karışımının ortalama moleküler ağırlığı M H2 = 2 D H2 = 9,6×2 = 19,2.
Örnek 4. Bir gazın molar kütlesinin hesaplanması.
13 0 C sıcaklıkta ve 1.040×10 5 Pa basınçta 0,327×10-3 m3 gazın kütlesi 0,828×10-3 kg'a eşittir. Gazın molar kütlesini hesaplayın.
Çözüm. Bir gazın molar kütlesi Mendeleev-Clapeyron denklemi kullanılarak hesaplanabilir:
Nerede M– gazın kütlesi; M– gazın molar kütlesi; R– değeri kabul edilen ölçüm birimleriyle belirlenen molar (evrensel) gaz sabiti.
Basınç Pa cinsinden ve hacim m3 cinsinden ölçülürse, o zaman R=8,3144×10 3 J/(kmol×K).
3.1. Gaz hatlarında atmosferik hava, çalışma alanı havası ve ayrıca endüstriyel emisyonlar ve hidrokarbon ölçümleri yapılırken, ölçülen hava hacimlerinin normal (standart) koşullara getirilmesinde bir sorun vardır. Uygulamada sıklıkla, hava kalitesi ölçümleri alındığında, ölçülen konsantrasyonlar normal koşullara göre yeniden hesaplanmaz ve bu da güvenilmez sonuçlara yol açar.
İşte Standarttan bir alıntı:
"Ölçümler aşağıdaki formülü kullanarak standart koşullara yol açar:
C 0 = C 1 * P 0 T 1 / P 1 T 0
burada: C 0 - birim hava hacmi başına kütle birimi cinsinden ifade edilen sonuç, kg / metreküp. m veya birim hava hacmi başına madde miktarı, mol/kübik. m, standart sıcaklık ve basınçta;
C 1 - sonuç, birim hava hacmi başına kütle birimi, kg / metreküp cinsinden ifade edilir. m veya birim hacim başına madde miktarı
hava, mol/yavru. m, T 1, K sıcaklığında ve P 1, kPa basıncında.”
Basitleştirilmiş bir biçimde normal koşullara indirgeme formülü şu şekildedir (2)
C 1 = C 0 * f, burada f = P 1 T 0 / P 0 T 1
normalizasyon için standart dönüşüm faktörü. Hava ve yabancı maddelerin parametreleri farklı sıcaklık, basınç ve nem değerlerinde ölçülür. Sonuçlar, farklı konumlarda ve farklı iklimlerde ölçülen hava kalitesi parametrelerini karşılaştırmak için standart koşullar sağlar.
3.2 Endüstrinin normal koşulları
Normal koşullar, maddelerin özelliklerinin genellikle ilişkili olduğu standart fiziksel koşullardır (Standart sıcaklık ve basınç, STP). Normal koşullar IUPAC (Uluslararası Pratik ve Uygulamalı Kimya Birliği) tarafından şu şekilde tanımlanmaktadır: Atmosfer basıncı 101325 Pa = 760 mm Hg Hava sıcaklığı 273,15 K = 0° C.
Standart koşullar (Standart Ortam Sıcaklığı ve Basıncı, SATP) normal ortam sıcaklığı ve basıncıdır: basınç 1 Bar = 10 5 Pa = 750,06 mm T. Art.; sıcaklık 298,15 K = 25 °C.
Diğer alanlar.
Hava kalitesi ölçümleri.
Çalışma alanının havasındaki zararlı madde konsantrasyonlarının ölçülmesinin sonuçları aşağıdaki koşullara yol açmaktadır: sıcaklık 293 K (20 ° C) ve basınç 101,3 kPa (760 mm Hg).
Kirletici emisyonların aerodinamik parametreleri mevcut hükümet standartlarına uygun olarak ölçülmelidir. Enstrümantal ölçümlerin sonuçlarından elde edilen egzoz gazlarının hacimleri normal koşullara (norm) düşürülmelidir: 0°C, 101,3 kPa..
Havacılık.
Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü (ICAO), Uluslararası Standart Atmosferi (ISA) 15 °C sıcaklıkta, 101325 Pa atmosfer basıncında ve %0 bağıl nemde olan deniz seviyesi olarak tanımlamaktadır. Bu parametreler uçağın hareketi hesaplanırken kullanılır.
Gaz endüstrisi.
Rusya Federasyonu'nun gaz endüstrisi, tüketicilere ödeme yaparken GOST 2939-63'e uygun atmosferik koşulları kullanıyor: sıcaklık 20°C (293,15K); basınç 760 mm Hg. Sanat. (101325 N/m²); nem 0'dır. Bu nedenle, GOST 2939-63'e göre bir metreküp gazın kütlesi “kimyasal” normal koşullara göre biraz daha azdır.
Testler
Makineleri, aletleri ve diğer teknik ürünleri test etmek için, ürünler test edilirken (normal iklim test koşulları) aşağıdakiler iklim faktörlerinin normal değerleri olarak alınır:
Sıcaklık - artı 25°±10°С; Bağıl nem – %45-80
Atmosfer basıncı 84-106 kPa (630-800 mmHg)
Ölçüm cihazlarının doğrulanması
En yaygın normal etkileyici büyüklüklerin nominal değerleri şu şekilde seçilir: Sıcaklık - 293 K (20 ° C), atmosferik basınç - 101,3 kPa (760 mm Hg).
Tayınlama
Hava kalitesi standartlarının oluşturulmasına ilişkin kılavuzlar, atmosferik havada izin verilen maksimum konsantrasyonların normal iç mekan koşulları altında oluşturulduğunu göstermektedir; 20 C ve 760 mm. Hg Sanat.
