Volumenet af et stof under normale forhold. Volumen af et mol gas under normale forhold

Massen af 1 mol af et stof kaldes molær. Hvad kaldes rumfanget af 1 mol af et stof? Dette kaldes naturligvis også molært volumen.

Hvad er det molære volumen af vand? Da vi målte 1 mol vand, vejede vi ikke 18 g vand på vægten - det er ubelejligt. Vi brugte måleredskaber: en cylinder eller et bæger, da vi vidste, at vandtætheden er 1 g/ml. Derfor er det molære volumen af vand 18 ml/mol. For væsker og faste stoffer afhænger molvolumenet af deres densitet (fig. 52, a). Det er en anden sag med gasser (fig. 52, b).

Ris. 52.
Molære volumener (n.s.):
a - væsker og faste stoffer; b - gasformige stoffer

Hvis du tager 1 mol hydrogen H 2 (2 g), 1 mol oxygen O 2 (32 g), 1 mol ozon O 3 (48 g), 1 mol carbondioxid CO 2 (44 g) og endda 1 mol vanddamp H 2 O (18 g) under samme forhold, for eksempel normal (i kemi kaldes det normalt normale forhold (n.s.) temperatur 0 ° C og tryk 760 mm Hg. Art. , eller 101,3 kPa), så viser det sig, at 1 mol af enhver af gasserne vil optage det samme volumen, svarende til 22,4 liter, og indeholde det samme antal molekyler - 6 × 10 23.

Og hvis du tager 44,8 liter gas, hvor meget af dets stof vil så blive taget? Selvfølgelig 2 mol, da det givne volumen er det dobbelte af molvolumenet. Derfor:

hvor V er volumenet af gas. Herfra

Molar volumen er fysisk mængde, lig med forholdet mellem et stofs volumen og mængden af et stof.

Det molære rumfang af gasformige stoffer er udtrykt i l/mol. Vm - 22,4 l/mol. Rumfanget af en kilomol kaldes kilomolar og måles i m 3 /kmol (Vm = 22,4 m 3 /kmol). Følgelig er det millimolære volumen 22,4 ml/mmol.

Opgave 1. Find massen af 33,6 m 3 ammoniak NH 3 (n.s.).

Opgave 2. Find massen og rumfanget (n.v.) af 18 × 10 20 molekyler svovlbrinte H 2 S.

Når vi løser problemet, lad os være opmærksomme på antallet af molekyler 18 × 10 20. Da 10 20 er 1000 gange mindre end 10 23, bør beregninger naturligvis udføres med mmol, ml/mmol og mg/mmol.

Nøgleord og sætninger

Molære, millimolære og kilomolære volumener af gasser.
Molært volumen af gasser (kl normale forhold) er lig med 22,4 l/mol.
Normale forhold.

Arbejde med computer

Der henvises til den elektroniske ansøgning. Studer lektionsmaterialet og udfør de tildelte opgaver.
Find e-mail-adresser på internettet, der kan tjene som yderligere kilder, der afslører indholdet af søgeord og sætninger i afsnittet. Tilbyd din hjælp til læreren med at forberede en ny lektion - send en besked pr søgeord og sætninger i næste afsnit.

Spørgsmål og opgaver

Find massen og antallet af molekyler ved n. u. for: a) 11,2 liter oxygen; b) 5,6 m3 nitrogen; c) 22,4 ml klor.
Find det volumen, der ved n. u. vil tage: a) 3 g hydrogen; b) 96 kg ozon; c) 12 × 1020 nitrogenmolekyler.
Find massefylderne (masse 1 liter) af argon, klor, ilt og ozon ved stuetemperatur. u. Hvor mange molekyler af hvert stof vil være indeholdt i 1 liter under de samme forhold?
Beregn massen af 5 liter (n.s.): a) oxygen; b) ozon; c) kuldioxid CO 2.
Angiv, hvad der er tungere: a) 5 liter svovldioxid (SO 2) eller 5 liter kuldioxid (CO 2); b) 2 l kuldioxid (CO 2) eller 3 l carbonmonoxid(SÅ).

Gasvolumenet kan bestemmes ved hjælp af flere formler. Det er nødvendigt at vælge den passende baseret på dataene i tilstanden af mængdeproblemet. En stor rolle i at vælge den ønskede formel spilles af disse medier, og især: tryk og temperatur.

Instruktioner

1. Formlen, man især ofte støder på i problemer, er: V = n*Vm, hvor V er volumenet af gas (l), n er antallet af stof (mol), Vm er det molære volumen af gas (l/mol) , under typiske forhold (n.s.) er en standardværdi og er lig med 22,4 l/mol. Det sker, at tilstanden ikke indeholder tallet på et stof, men der er en masse af et bestemt stof, så gør vi dette: n = m/M, hvor m er stoffets masse (g), M er stoffets molmasse (g/mol). Vi finder den molære masse ved hjælp af tabellen over D.I. Mendeleev: under hvert element er dets kernemasse skrevet, vi lægger alle masserne sammen og får den, vi har brug for. Men sådanne problemer er ret sjældne, som regel indeholder problemet en reaktionsligning. Løsningen på sådanne problemer ændrer sig lidt. Lad os se på et eksempel.

2. Hvilket volumen brint vil blive frigivet under typiske forhold, hvis aluminium, der vejer 10,8 g, opløses i overskud af saltsyre. Vi skriver reaktionsligningen: 2Al + 6HCl(eks.) = 2AlCl3 + 3H2. Find antallet af aluminiumstoffer, der reagerede: n(Al) = m(Al)/M(Al). For at erstatte dataene i denne formel, skal vi beregne den molære masse af aluminium: M(Al) = 27 g/mol. Vi erstatter: n(Al) = 10,8/27 = 0,4 mol Ud fra ligningen ser vi, at når 2 mol aluminium er opløst, dannes 3 mol brint. Vi beregner, hvilken mængde brintstof, der dannes af 0,4 mol aluminium: n(H2) = 3 * 0,4/2 = 0,6 mol. Herefter erstatter vi dataene i formlen for at finde rumfanget af brint: V = n*Vm = 0,6*22,4 = 13,44 liter. Så vi fik resultatet.

3. Hvis vi har at gøre med et gassystem, så gælder følgende formel: q(x) = V(x)/V, hvor q(x)(phi) er volumenbrøken af komponenten, V(x) er volumen af komponenten (l), V – systemvolumen (l). For at finde volumen af en komponent får vi formlen: V(x) = q(x)*V. Og hvis du skal finde systemets volumen, så: V = V(x)/q(x).

En gas, hvor interaktionen mellem molekyler er ubetydelig, anses for at være upåklagelig. Ud over tryk er tilstanden af en gas karakteriseret ved temperatur og volumen. Forholdet mellem disse parametre afspejles i gaslovene.

Instruktioner

1. En gass tryk er direkte proportional med dens temperatur, mængden af stof og omvendt proportional med volumenet af beholderen, der er optaget af gassen. Proportionalitetsindikatoren er den universelle gaskontinuerlige R, omtrent lig med 8,314. Det måles i joule divideret med mol og kelvin.

2. Dette arrangement danner den matematiske forbindelse P=?RT/V, hvor? – antal stof (mol), R=8,314 – universalgaskontinuerlig (J/mol K), T – gastemperatur, V – volumen. Tryk er udtrykt i pascal. Det kan også udtrykkes i atmosfærer, med 1 atm = 101.325 kPa.

3. Den betragtede forbindelse er en konsekvens af Mendeleev-Clapeyron-ligningen PV=(m/M) RT. Her er m gassens masse (g), M er dens molære masse (g/mol), og fraktionen m/M resulterer i antallet af stof? eller antallet af mol. Mendeleev-Clapeyron-ligningen er objektiv for alle gasser, der kan betragtes som upåklagelige. Dette er en grundlæggende fysisk og kemisk gaslov.

4. Når man overvåger adfærden af en ideel gas, taler vi om såkaldte typiske forhold - forhold miljø, som vi især ofte skal forholde os til i virkeligheden. Typiske data (n.s.) antager således en temperatur på 0 grader Celsius (eller 273,15 grader på Kelvin-skalaen) og et tryk på 101,325 kPa (1 atm). Der blev fundet en værdi, der svarer til volumenet af et mol af en ideel gas under følgende forhold: Vm = 22,413 l/mol. Dette volumen kaldes molar. Molært volumen er en af de vigtigste kemiske konstanter, der bruges til at løse problemer.

5. Det vigtigste at forstå er, at med kontinuerligt tryk og temperatur ændres gassens volumen heller ikke. Dette fascinerende postulat er formuleret i Avogadros lov, som siger, at volumenet af en gas er direkte proportional med antallet af mol.

Video om emnet

Bemærk!
Der er andre formler til at finde volumen, men hvis du skal finde volumen af en gas, er kun formlerne angivet i denne artikel egnede.

For at finde ud af sammensætningen af eventuelle gasformige stoffer skal man kunne operere med begreber som molvolumen, molmassen og densiteten af stoffet. I denne artikel vil vi se på, hvad molarvolumen er, og hvordan man beregner det?

Mængde af stof

Kvantitative beregninger udføres for rent faktisk at udføre en bestemt proces eller for at finde ud af sammensætningen og strukturen af et bestemt stof. Disse beregninger er ubelejlige at udføre med absolutte værdier af massen af atomer eller molekyler på grund af det faktum, at de er meget små. Relative atommasser kan heller ikke bruges i de fleste tilfælde, da de ikke er relateret til generelt accepterede mål for masse eller volumen af et stof. Derfor blev begrebet mængde af et stof indført, som er betegnet græsk brev v (nøgen) eller n. Mængden af et stof er proportional med antallet af strukturelle enheder (molekyler, atompartikler) indeholdt i stoffet.

Mængdenheden for et stof er muldvarpen.

En muldvarp er en mængde stof, der indeholder det samme antal strukturelle enheder, som der er atomer i 12 g kulstofisotop.

Massen af 1 atom er 12 a. e.m., derfor er antallet af atomer i 12 g kulstofisotop lig med:

Na= 12g/12*1,66057*10 til potensen-24g=6,0221*10 til potensen 23

Den fysiske størrelse Na kaldes Avogadros konstant. Et mol af ethvert stof indeholder 6,02 * 10 i kraft af 23 partikler.

Ris. 1. Avogadros lov.

Molært volumen af gas

Det molære volumen af en gas er forholdet mellem volumenet af et stof og mængden af det pågældende stof. Denne værdi beregnes ved at dividere Molar masse stof ved dets massefylde ifølge følgende formel:

hvor Vm er det molære volumen, M er den molære masse, og p er densiteten af stoffet.

Ris. 2. Molar volumen formel.

I internationalt system Målingen af det molære volumen af gasformige stoffer udføres i kubikmeter pr. mol (m 3 /mol)

Det molære volumen af gasformige stoffer adskiller sig fra stoffer i flydende og fast tilstand ved, at et gasformigt grundstof med en mængde på 1 mol altid fylder det samme volumen (hvis de samme parametre er opfyldt).

Mængden af gas afhænger af temperatur og tryk, så når du beregner, bør du tage gasvolumen under normale forhold. Normale forhold anses for at være en temperatur på 0 grader og et tryk på 101.325 kPa. Molvolumenet af 1 mol gas under normale forhold er altid det samme og lig med 22,41 dm 3 /mol. Dette volumen kaldes molært volumen ideel gas. Det vil sige, at i 1 mol af enhver gas (ilt, brint, luft) er volumenet 22,41 dm 3 /m.

Ris. 3. Molært volumen af gas under normale forhold.

Tabel "molært volumen af gasser"

Følgende tabel viser mængden af nogle gasser:

Gas	Molært volumen, l
H 2	22,432
O2	22,391
Cl2	22,022
CO2	22,263
NH 3	22,065
SO 2	21,888
Ideel	22,41383

Hvad har vi lært?

Det molære volumen af en gas studeret i kemi (grad 8), sammen med molær masse og massefylde, er nødvendige mængder for at bestemme sammensætningen af en bestemt kemisk stof. Et træk ved en molær gas er, at et mol gas altid indeholder det samme volumen. Dette volumen kaldes det molære volumen af gassen.

Test om emnet

Evaluering af rapporten

Gennemsnitlig vurdering: 4.3. Samlede vurderinger modtaget: 70.

^ Molær masse og molært volumen af et stof. Molær masse er massen af et mol af et stof. Det beregnes gennem massen og mængden af stoffet ved hjælp af formlen:

Мв = К· Мr (1)

Hvor: K er proportionalitetskoefficienten lig med 1 g/mol.

Faktisk er 12 6 C Ar = 12 for kulstofisotopen, og den molære masse af atomer (ved definitionen af begrebet "mol") er 12 g/mol. Som følge heraf falder de numeriske værdier af de to masser sammen, hvilket betyder K = 1. Det følger heraf, at molmassen af et stof, udtrykt i gram pr. mol, har samme numeriske værdi som dets relative molekylmasse(atomar) vægt. Således er den molære masse af atomær brint 1,008 g/mol, molekylær brint – 2,016 g/mol, molekylær oxygen – 31,999 g/mol.

Ifølge Avogadros lov optager det samme antal molekyler af enhver gas det samme volumen under de samme forhold. På den anden side indeholder 1 mol af ethvert stof (per definition) det samme antal partikler. Det følger, at ved en bestemt temperatur og tryk optager 1 mol af ethvert stof i gasform det samme volumen.

Forholdet mellem volumen optaget af et stof og dets mængde kaldes stoffets molære volumen. Under normale forhold (101.325 kPa; 273 K) er det molære volumen af enhver gas lig med 22,4l/mol(mere præcist, Vn = 22,4 l/mol). Dette udsagn gælder for en sådan gas, når andre typer af interaktion mellem dens molekyler med hinanden, bortset fra deres elastiske kollision, kan negligeres. Sådanne gasser kaldes ideelle. For ikke-ideelle gasser, kaldet rigtige gasser, er molvolumen forskellige og lidt anderledes end præcise værdi. I de fleste tilfælde afspejles forskellen dog kun i det fjerde og efterfølgende signifikante tal.

Målinger af gasmængder udføres normalt under andre forhold end normalt. For at bringe gasvolumenet til normale forhold kan du bruge en ligning, der kombinerer Boyle-Mariotte- og Gay-Lussac-gaslovene:

pV / T = p 0 V 0 / T 0

Hvor: V er volumenet af gas ved tryk p og temperatur T;

V 0 – volumen gas ved normalt tryk p 0 (101,325 kPa) og temperatur To (273,15 K).

De molære masser af gasser kan også beregnes ved hjælp af tilstandsligningen for en ideel gas - Clapeyron - Mendeleev-ligningen:

pV = mBRT/MB,

Hvor: p – gastryk, Pa;

V - dens volumen, m3;

M B - masse af stof, g;

M B - dens molære masse, g/mol;

T - absolut temperatur, TIL;

R er den universelle gaskonstant lig med 8,314 J / (mol K).

Hvis volumenet og trykket af en gas er udtrykt i andre måleenheder, vil værdien af gaskonstanten i Clapeyron-Mendeleev-ligningen få en anden værdi. Det kan beregnes ved hjælp af en formel afledt af den kombinerede lov gastilstand for et mol stof under normale forhold for et mol gas:

R = (p 0 V 0 / T 0)

Eksempel 1. Udtryk i mol: a) 6,0210 21 CO 2 molekyler; b) 1,2010 24 oxygenatomer; c) 2,0010 23 vandmolekyler. Hvad er molmassen af disse stoffer?

Løsning. En muldvarp er mængden af et stof, der indeholder et antal partikler af en bestemt art svarende til Avogadros konstant. Derfor, a) 6.0210 21 dvs. 0,01 mol; b) 1.2010 24, dvs. 2 mol; c) 2.0010 23, dvs. 1/3 mol. Massen af et mol af et stof er udtrykt i kg/mol eller g/mol. Molmassen af et stof i gram er numerisk lig med dets relative molekylære (atomare) masse, udtrykt i atomare masseenheder (amu)

Da molekylvægtene af CO 2 og H 2 O og atommasse oxygen er henholdsvis lig med 44; 18 og 16 amu, så er deres molære masser ens: a) 44 g/mol; b) 18 g/mol; c) 16 g/mol.

Eksempel 2. Beregn den absolutte masse af et svovlsyremolekyle i gram.

Løsning. Et mol af ethvert stof (se eksempel 1) indeholder Avogadros konstant N A af strukturelle enheder (i vores eksempel, molekyler). Den molære masse af H 2 SO 4 er 98,0 g/mol. Derfor er massen af et molekyle 98/(6,02 10 23) = 1,63 10 -22 g.

Molært volumen- rumfanget af et mol af et stof, værdien opnået ved at dividere molmassen med massefylden. Karakteriserer pakningstætheden af molekyler.

Betyder N A = 6,022…×10 23 kaldet Avogadros nummer efter den italienske kemiker Amedeo Avogadro. Dette er den universelle konstant for små partikler noget stof.

Det er dette antal molekyler, der indeholder 1 mol oxygen O2, det samme antal atomer i 1 mol jern (Fe), molekyler i 1 mol vand H2O osv.

Ifølge Avogadros lov, 1 mol af en ideel gas ved normale forhold har samme volumen Vm= 22.413 996(39) l. Under normale forhold er de fleste gasser tæt på ideelle, så alle reference Information på molvolumen af kemiske grundstoffer refererer til deres kondenserede faser, medmindre andet er angivet

Sammen med masse og volumen i kemiske beregninger ofte bruges en stofmængde, der er proportional med antallet af strukturelle enheder i stoffet. I hvert enkelt tilfælde skal det angives, hvilke strukturelle enheder (molekyler, atomer, ioner osv.) der menes. Mængdenheden for et stof er muldvarpen.

Mol er mængden af stof, der indeholder lige så mange molekyler, atomer, ioner, elektroner eller andre strukturelle enheder, som der er atomer i 12 g af 12C-kulstofisotopen.

Antallet af strukturelle enheder indeholdt i 1 mol af et stof (Avogadros konstant) bestemmes med stor nøjagtighed; i praktiske beregninger tages det lig med 6,02 1024 mol -1.

Det er ikke svært at vise, at massen af 1 mol af et stof (molær masse), udtrykt i gram, er numerisk lig med den relative molekylvægt af dette stof.

Ja, pårørende molekylær masse(eller forkortet molekylvægt) af frit klor C1g er 70,90. Derfor er den molære masse af molekylært klor 70,90 g/mol. Molmassen af kloratomer er dog halvt så meget (45,45 g/mol), da 1 mol Cl-klormolekyler indeholder 2 mol kloratomer.

Ifølge Avogadros lov, lige store volumener Enhver gas taget ved samme temperatur og samme tryk indeholder det samme antal molekyler. Med andre ord optager det samme antal molekyler af enhver gas det samme volumen under de samme forhold. Samtidig indeholder 1 mol af enhver gas det samme antal molekyler. Følgelig optager 1 mol af enhver gas under de samme betingelser det samme volumen. Dette volumen kaldes gassens molære volumen og er under normale forhold (0°C, tryk 101, 425 kPa) lig med 22,4 liter.

For eksempel betyder udsagnet "luftens kuldioxidindhold er 0,04 % (vol.)", at ved et partialtryk af CO 2 svarende til lufttrykket og ved samme temperatur vil kuldioxiden i luften tage op 0,04% af det samlede volumen optaget af luft.

Test opgave

1. Sammenlign antallet af molekyler indeholdt i 1 g NH 4 og i 1 g N 2. I hvilket tilfælde og hvor mange gange er antallet af molekyler større?

2. Udtryk massen af et svovldioxid-molekyle i gram.

4. Hvor mange molekyler er der i 5,00 ml klor under standardbetingelser?

4. Hvilket volumen er under normale forhold optaget af 27 10 21 gasmolekyler?

5. Udtryk massen af et NO 2 molekyle i gram -

6. Hvad er forholdet mellem de rumfang, der optages af 1 mol O2 og 1 mol Oz (betingelserne er de samme)?

7. Lige masser af ilt, brint og metan tages under samme forhold. Find forholdet mellem mængderne af gasser, der tages.

8. På spørgsmålet om, hvor meget volumen 1 mol vand vil optage under normale forhold, var svaret: 22,4 liter. Er dette det rigtige svar?

9. Udtryk massen af et HCl-molekyle i gram.

Hvor mange molekyler kuldioxid er der i 1 liter luft, hvis det volumetriske indhold af CO 2 er 0,04 % (normale forhold)?

10. Hvor mange mol er der indeholdt i 1 m 4 af enhver gas under normale forhold?

11. Udtryk i gram massen af et molekyle H 2 O-

12. Hvor mange mol ilt er der i 1 liter luft, hvis rumfanget

14. Hvor mange mol nitrogen er der i 1 liter luft, hvis dets volumetriske indhold er 78 % (normale forhold)?

14. Lige masser af ilt, brint og nitrogen tages under samme forhold. Find forholdet mellem mængderne af gasser, der tages.

15. Sammenlign antallet af molekyler indeholdt i 1 g NO 2 og i 1 g N 2. I hvilket tilfælde og hvor mange gange er antallet af molekyler større?

16. Hvor mange molekyler er indeholdt i 2,00 ml brint under standardbetingelser?

17. Udtryk i gram massen af et molekyle H 2 O-

18. Hvilket volumen er under normale forhold optaget af 17 10 21 gasmolekyler?

HASTIGHED AF KEMISKE REAKTIONER

Ved definition af begrebet fart kemisk reaktion det er nødvendigt at skelne mellem homogene og heterogene reaktioner. Hvis der sker en reaktion i et homogent system, for eksempel i en opløsning eller i en blanding af gasser, så sker den i hele systemets volumen. Hastighed af homogen reaktion er mængden af et stof, der reagerer eller dannes som følge af en reaktion pr. tidsenhed pr. volumenhed af systemet. Da forholdet mellem antallet af mol af et stof og det rumfang, det er fordelt i, er stoffets molære koncentration, kan hastigheden af en homogen reaktion også defineres som ændring i koncentration pr. tidsenhed af et hvilket som helst af stofferne: startreagenset eller reaktionsproduktet. For at sikre, at beregningsresultatet altid er positivt, uanset om det er baseret på et reagens eller et produkt, bruges tegnet "±" i formlen:

Afhængigt af reaktionens art kan tiden udtrykkes ikke kun i sekunder, som krævet af SI-systemet, men også i minutter eller timer. Under reaktionen er størrelsen af dens hastighed ikke konstant, men ændres løbende: den falder, efterhånden som koncentrationerne af udgangsstofferne falder. Ovenstående beregning giver gennemsnitsværdien af reaktionshastigheden over et bestemt tidsinterval Δτ = τ 2 – τ 1. Sand (øjeblikkelig) hastighed er defineret som den grænse, som forholdet Δ har tendens til MED/ Δτ ved Δτ → 0, dvs. den sande hastighed er lig med den afledte af koncentrationen med hensyn til tid.

For en reaktion, hvis ligning indeholder støkiometriske koefficienter, der adskiller sig fra enhed, er hastighedsværdierne udtrykt for forskellige stoffer ikke de samme. For eksempel, for reaktionen A + 4B = D + 2E, er forbruget af stof A et mol, tilførslen af stof B er tre mol, og input af stof E er to mol. Derfor υ (A) = ⅓ υ (B) = υ (D) =½ υ (E) eller υ (E). = ⅔ υ (IN) .

Hvis der opstår en reaktion mellem stoffer placeret i forskellige faser af et heterogent system, kan det kun ske i grænsefladen mellem disse faser. For eksempel sker vekselvirkningen mellem en syreopløsning og et metalstykke kun på overfladen af metallet. Hastighed af heterogen reaktion er mængden af et stof, der reagerer eller dannes som et resultat af en reaktion pr. tidsenhed pr. grænsefladeoverflade:

Afhængigheden af hastigheden af en kemisk reaktion af koncentrationen af reaktanter er udtrykt ved loven aktive masser: ved en konstant temperatur er hastigheden af en kemisk reaktion direkte proportional med produktet af de molære koncentrationer af de reagerende stoffer forhøjet til potenser svarende til koefficienterne i formlerne for disse stoffer i reaktionsligningen. Så til reaktionen

2A + B → produkter

forholdet er gyldigt υ ~ · MED A 2 · MED B, og for overgang til ligestilling indføres en proportionalitetskoefficient k, hedder reaktionshastighedskonstant:

υ = k· MED A 2 · MED B = k·[A] 2 ·[B]

(molære koncentrationer i formler kan angives med bogstavet MED med det tilsvarende indeks og formlen for stoffet omgivet af firkantede parenteser). Den fysiske betydning af reaktionshastighedskonstanten er reaktionshastigheden ved koncentrationer af alle reaktanter lig med 1 mol/l. Dimensionen af reaktionshastighedskonstanten afhænger af antallet af faktorer på højre side af ligningen og kan være c –1 ; s -1 -(l/mol); s –1 · (l 2 /mol 2) osv., det vil sige sådan, at reaktionshastigheden under alle omstændigheder i beregninger er udtrykt i mol · l –1 · s –1.

For heterogene reaktioner inkluderer ligningen for massevirkningsloven kun koncentrationerne af de stoffer, der er i gasfasen eller i opløsning. Koncentrationen af et stof i den faste fase er en konstant værdi og er inkluderet i hastighedskonstanten, for eksempel for forbrændingsprocessen af kul C + O 2 = CO 2, er loven om massevirkning skrevet:

υ = kI·konst··= k·,

Hvor k= kI konst.

I systemer, hvor et eller flere stoffer er gasser, afhænger reaktionshastigheden også af tryk. For eksempel, når brint interagerer med joddamp H 2 + I 2 = 2HI, vil hastigheden af den kemiske reaktion blive bestemt af udtrykket:

υ = k··.

Hvis du øger trykket, for eksempel med 4 gange, vil det volumen, der er optaget af systemet, falde med samme mængde, og følgelig vil koncentrationerne af hvert af de reagerende stoffer stige med samme mængde. Reaktionshastigheden i dette tilfælde vil stige 9 gange

Reaktionshastighedens afhængighed af temperaturen beskrevet af van't Hoffs regel: for hver 10 graders temperaturstigning øges reaktionshastigheden 2-4 gange. Det betyder, at når temperaturen stiger aritmetisk progression hastigheden af en kemisk reaktion stiger eksponentielt. Grundlaget i progressionsformlen er temperaturkoefficient for reaktionshastighedγ, der viser hvor mange gange hastigheden af en given reaktion stiger (eller, som er det samme, hastighedskonstanten) med en stigning i temperaturen med 10 grader. Matematisk er Van't Hoffs regel udtrykt ved formlerne:

eller

hvor og er reaktionshastighederne henholdsvis ved initialen t 1 og sidste t 2 temperaturer. Van't Hoffs regel kan også udtrykkes ved følgende relationer:

; ; ; ,

hvor og er henholdsvis hastigheden og hastighedskonstanten for reaktionen ved temperatur t; og – de samme værdier ved temperatur t +10n; n– antal "ti graders" intervaller ( n =(t 2 –t 1)/10), hvormed temperaturen har ændret sig (kan være et heltal eller et brøktal, positivt eller negativt).

Test opgave

1. Find værdien af hastighedskonstanten for reaktionen A + B -> AB, hvis ved koncentrationer af stoffer A og B lig med henholdsvis 0,05 og 0,01 mol/l, er reaktionshastigheden 5 10 -5 mol/(l) -min).

2. Hvor mange gange vil reaktionshastigheden 2A + B -> A2B ændre sig, hvis koncentrationen af stof A øges med 2 gange, og koncentrationen af stof B reduceres med 2 gange?

4. Hvor mange gange skal koncentrationen af stoffet, B 2 i systemet 2A 2 (g) + B 2 (g) = 2A 2 B (g), øges, så når koncentrationen af stof A falder med 4 gange , ændres hastigheden af den direkte reaktion ikke ?

4. Nogen tid efter starten af reaktionen 3A+B->2C+D var koncentrationerne af stoffer: [A] =0,04 mol/l; [B] = 0,01 mol/l; [C] = 0,008 mol/l. Hvad er startkoncentrationerne af stoffer A og B?

5. I systemet CO + C1 2 = COC1 2 blev koncentrationen øget fra 0,04 til 0,12 mol/l, og klorkoncentrationen blev øget fra 0,02 til 0,06 mol/l. Hvor mange gange steg hastigheden af den fremadrettede reaktion?

6. Reaktionen mellem stofferne A og B er udtrykt ved ligningen: A + 2B → C. Begyndelseskoncentrationerne er: [A] 0 = 0,04 mol/l, [B] o = 0,05 mol/l. Reaktionshastighedskonstanten er 0,4. Find starthastighed reaktioner og reaktionshastigheden efter nogen tid, når koncentrationen af stof A falder med 0,01 mol/l.

7. Hvordan vil reaktionshastigheden 2CO + O2 = 2CO2, der forekommer i en lukket beholder, ændre sig, hvis trykket fordobles?

8. Beregn, hvor mange gange reaktionshastigheden vil stige, hvis systemets temperatur øges fra 20 °C til 100 °C, idet værdien af temperaturkoefficienten for reaktionshastigheden er lig med 4.

9. Hvordan vil reaktionshastigheden 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) ændre sig, hvis trykket i systemet øges med 4 gange;

10. Hvordan vil reaktionshastigheden 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) ændre sig, hvis systemets volumen reduceres med 4 gange?

11. Hvordan vil reaktionshastigheden 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) ændre sig, hvis koncentrationen af NO øges med 4 gange?

12. Hvad er temperaturkoefficienten for reaktionshastigheden, hvis reaktionshastigheden ved en temperaturstigning på 40 grader

stiger med 15,6 gange?

14. . Find værdien af hastighedskonstanten for reaktionen A + B -> AB, hvis ved koncentrationer af stofferne A og B lig med henholdsvis 0,07 og 0,09 mol/l, er reaktionshastigheden 2,7 10 -5 mol/(l-min. ).

14. Reaktionen mellem stofferne A og B er udtrykt ved ligningen: A + 2B → C. Begyndelseskoncentrationerne er: [A] 0 = 0,01 mol/l, [B] o = 0,04 mol/l. Reaktionshastighedskonstanten er 0,5. Find den indledende reaktionshastighed og reaktionshastigheden efter nogen tid, når koncentrationen af stof A falder med 0,01 mol/l.

15. Hvordan vil reaktionshastigheden 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) ændre sig, hvis trykket i systemet fordobles;

16. I systemet CO + C1 2 = COC1 2 blev koncentrationen øget fra 0,05 til 0,1 mol/l, og klorkoncentrationen blev øget fra 0,04 til 0,06 mol/l. Hvor mange gange steg hastigheden af den fremadrettede reaktion?

17. Beregn, hvor mange gange reaktionshastigheden vil stige, hvis systemets temperatur øges fra 20 °C til 80 °C, idet værdien af temperaturkoefficienten for reaktionshastigheden er lig med 2.

18. Beregn, hvor mange gange reaktionshastigheden vil stige, hvis systemets temperatur øges fra 40 °C til 90 °C, idet værdien af temperaturkoefficienten for reaktionshastigheden er lig med 4.

KEMISK BÆNDING. DANNING OG STRUKTUR AF MOLEKYLER

1. Hvilke typer kemiske bindinger kender du? Giv et eksempel på dannelsen af en ionbinding ved brug af valensbindingsmetoden.

2. Hvilken kemisk binding kaldet kovalent? Hvad er karakteristisk for den kovalente type binding?

4. Hvilke egenskaber er karakteriseret ved en kovalent binding? Vis dette med konkrete eksempler.

4. Hvilken type kemisk binding er der i H2-molekyler; Cl2HC1?

5.Hvad er arten af bindingerne i molekyler? NCI 4 CS 2, CO 2? Angiv for hver af dem forskydningsretningen for det fælles elektronpar.

6. Hvilken kemisk binding kaldes ionisk? Hvad er karakteristisk for den ioniske type binding?

7. Hvilken type binding er der i NaCl, N 2, Cl 2 molekylerne?

8. Forestil dig alt mulige måder overlapning af s-orbital med p-orbital;. Angiv kommunikationsretningen i dette tilfælde.

9. Forklar donor-acceptor-mekanismen kovalent binding ved at bruge eksemplet med dannelsen af phosphoniumion [PH 4 ]+.

10. I CO-molekyler, C0 2, er bindingen polær eller upolær? Forklare. Beskriv hydrogenbinding.

11. Hvorfor er nogle molekyler, der har polære bindinger, generelt upolære?

12.Kovalent eller ion type kommunikation er typisk for følgende forbindelser: Nal, S0 2 , KF? Hvorfor ionbinding er det begrænsende tilfælde af kovalent?

14. Hvad er metalforbindelse? Hvordan adskiller det sig fra en kovalent binding? Hvilke egenskaber af metaller bestemmer det?

14. Hvad er arten af bindingerne mellem atomer i molekyler; KHF 2, H 2 0, HNO ?

15. Hvordan kan vi forklare den høje bindingsstyrke mellem atomer i nitrogenmolekylet N2 og den væsentligt lavere styrke i fosformolekylet P4?

16 . Hvilken slags binding kaldes en hydrogenbinding? Hvorfor dannes molekyler af H2S og HC1 i modsætning til H2O og HF hydrogenbindinger ikke typisk?

17. Hvilken binding kaldes ionisk? Har en ionbinding egenskaberne mætning og retningsbestemt? Hvorfor er det et ekstremt tilfælde af kovalent binding?

18. Hvilken type binding er der i molekylerne NaCl, N 2, Cl 2?