Volumet av et stoff under normale forhold. Volum av en mol gass under normale forhold

Massen til 1 mol av et stoff kalles molar. Hva kalles volumet av 1 mol av et stoff? Tydeligvis kalles dette også molarvolum.

Hva er det molare volumet av vann? Da vi målte 1 mol vann, veide vi ikke 18 g vann på vekten - dette er upraktisk. Vi brukte måleredskaper: en sylinder eller et beger, siden vi visste at vanntettheten er 1 g/ml. Derfor er det molare volumet av vann 18 ml/mol. For væsker og faste stoffer avhenger molvolumet av deres tetthet (fig. 52, a). Det er en annen sak for gasser (fig. 52, b).

Ris. 52.
Molare volumer (n.s.):
a - væsker og faste stoffer; b - gassformige stoffer

Hvis du tar 1 mol hydrogen H 2 (2 g), 1 mol oksygen O 2 (32 g), 1 mol ozon O 3 (48 g), 1 mol karbondioksid CO 2 (44 g) og til og med 1 mol vanndamp H 2 O (18 g) under samme forhold, for eksempel normal (i kjemi kalles det vanligvis normale forhold (n.s.) temperatur 0 ° C og trykk 760 mm Hg. Art. , eller 101,3 kPa), så viser det seg at 1 mol av hvilken som helst av gassene vil oppta samme volum, lik 22,4 liter, og inneholde samme antall molekyler - 6 × 10 23.

Og hvis du tar 44,8 liter gass, hvor mye av stoffet vil da bli tatt? Selvfølgelig 2 mol, siden det gitte volumet er to ganger molvolumet. Derfor:

hvor V er volumet av gass. Herfra

Molar volum er fysisk mengde, lik forholdet mellom volumet av et stoff og mengden av et stoff.

Det molare volumet av gassformige stoffer uttrykkes i l/mol. Vm - 22,4 l/mol. Volumet av en kilomol kalles kilomolar og måles i m 3 /kmol (Vm = 22,4 m 3 /kmol). Følgelig er millimolarvolumet 22,4 ml/mmol.

Oppgave 1. Finn massen til 33,6 m 3 ammoniakk NH 3 (n.s.).

Oppgave 2. Finn massen og volumet (n.v.) til 18 × 10 20 molekyler hydrogensulfid H 2 S.

Når du løser problemet, la oss ta hensyn til antall molekyler 18 × 10 20. Siden 10 20 er 1000 ganger mindre enn 10 23, bør det selvsagt utføres beregninger med mmol, ml/mmol og mg/mmol.

Stikkord og fraser

1. Molare, millimolare og kilomolare volumer av gasser.
2. Molar volum av gasser (kl normale forhold) er lik 22,4 l/mol.
3. Normale forhold.

Arbeid med datamaskin

1. Se den elektroniske søknaden. Studer leksjonsmaterialet og fullfør de tildelte oppgavene.
2. Finn e-postadresser på Internett som kan tjene som tilleggskilder som avslører innholdet i nøkkelord og fraser i avsnittet. Tilby din hjelp til læreren med å forberede en ny leksjon - send en melding innen søkeord og setninger i neste avsnitt.

Spørsmål og oppgaver

1. Finn massen og antall molekyler ved n. u. for: a) 11,2 1 oksygen; b) 5,6 m3 nitrogen; c) 22,4 ml klor.
2. Finn volumet som ved n. u. vil ta: a) 3 g hydrogen; b) 96 kg ozon; c) 12 × 10 20 nitrogenmolekyler.
3. Finn tetthetene (masse 1 liter) av argon, klor, oksygen og ozon ved romtemperatur. u. Hvor mange molekyler av hvert stoff vil være i 1 liter under de samme forholdene?
4. Beregn massen til 5 liter (n.s.): a) oksygen; b) ozon; c) karbondioksid CO 2.
5. Angi hva som er tyngre: a) 5 liter svoveldioksid (SO 2) eller 5 liter karbondioksid (CO 2); b) 2 l karbondioksid (CO 2) eller 3 l karbonmonoksid(SÅ).

Volumet av gass kan bestemmes ved hjelp av flere formler. Det er nødvendig å velge den riktige basert på dataene i tilstanden til mengdeproblemet. En stor rolle i valg av ønsket formel spilles av disse mediene, og spesielt: trykk og temperatur.

Bruksanvisning

1. Formelen som er spesielt ofte i problemer er: V = n*Vm, der V er volumet av gass (l), n er antall stoff (mol), Vm er molarvolumet av gass (l/mol) , under typiske forhold (n.s.) er en standardverdi og er lik 22,4 l/mol. Det hender at tilstanden ikke inneholder tallet til et stoff, men det er en masse av et bestemt stoff, da gjør vi dette: n = m/M, der m er massen til stoffet (g), M er molar masse av stoffet (g/mol). Vi finner den molare massen ved å bruke tabellen D.I. Mendeleev: under hvert element er kjernemassen skrevet, vi legger sammen alle massene og får den vi trenger. Men slike problemer er ganske sjeldne, vanligvis inneholder problemet en reaksjonsligning. Løsningen på slike problemer endrer seg litt. La oss se på et eksempel.

2. Hvilket volum hydrogen vil frigjøres under typiske forhold hvis aluminium som veier 10,8 g løses opp i overskudd av saltsyre. Vi skriver reaksjonsligningen: 2Al + 6HCl(eks.) = 2AlCl3 + 3H2. Finn antall aluminiumstoffer som reagerte: n(Al) = m(Al)/M(Al). For å erstatte dataene i denne formelen, må vi beregne molarmassen til aluminium: M(Al) = 27 g/mol. Vi erstatter: n(Al) = 10,8/27 = 0,4 mol Fra ligningen ser vi at når 2 mol aluminium er oppløst, dannes det 3 mol hydrogen. Vi beregner hvor mye hydrogenstoff som dannes av 0,4 mol aluminium: n(H2) = 3 * 0,4/2 = 0,6 mol. Etter dette erstatter vi dataene i formelen for å finne volumet av hydrogen: V = n*Vm = 0,6*22,4 = 13,44 liter. Så vi fikk resultatet.

3. Hvis vi har å gjøre med et gasssystem, så gjelder følgende formel: q(x) = V(x)/V, hvor q(x)(phi) er volumfraksjonen av komponenten, V(x) er volumet av komponenten (l), V – systemvolum (l). For å finne volumet til en komponent får vi formelen: V(x) = q(x)*V. Og hvis du trenger å finne volumet til systemet, så: V = V(x)/q(x).

En gass der interaksjonen mellom molekyler er ubetydelig, anses som upåklagelig. I tillegg til trykk er tilstanden til en gass preget av temperatur og volum. Forholdet mellom disse parameterne gjenspeiles i gasslovene.

Bruksanvisning

1. Trykket til en gass er direkte proporsjonalt med dens temperatur, mengden stoff, og omvendt proporsjonalt med volumet av beholderen som er okkupert av gassen. Proporsjonalitetsindikatoren er den universelle gasskontinuerlige R, omtrent lik 8,314. Det måles i joule delt på føflekker og kelvin.

2. Dette arrangementet danner den matematiske forbindelsen P=?RT/V, hvor? – antall stoff (mol), R=8,314 – universalgass kontinuerlig (J/mol K), T – gasstemperatur, V – volum. Trykk uttrykkes i pascal. Det kan også uttrykkes i atmosfærer, med 1 atm = 101.325 kPa.

3. Den betraktede tilkoblingen er en konsekvens av Mendeleev-Clapeyron-ligningen PV=(m/M) RT. Her er m massen til gassen (g), M er dens molare masse (g/mol), og fraksjonen m/M resulterer i antall stoff?, eller antall mol. Mendeleev-Clapeyron-ligningen er objektiv for alle gasser som kan anses som upåklagelig. Dette er en grunnleggende fysisk og kjemisk gasslov.

4. Når vi overvåker oppførselen til en ideell gass, snakker vi om såkalte typiske forhold - forhold miljø, som vi spesielt ofte må forholde oss til i virkeligheten. Således antar typiske data (n.s.) en temperatur på 0 grader Celsius (eller 273,15 grader på Kelvin-skalaen) og et trykk på 101,325 kPa (1 atm). Det er oppdaget en verdi som tilsvarer volumet av ett mol av en ideell gass under følgende forhold: Vm = 22,413 l/mol. Dette volumet kalles molar. Molarvolum er en av de viktigste kjemiske konstantene som brukes til å løse problemer.

5. Det viktigste å forstå er at med kontinuerlig trykk og temperatur, endres heller ikke volumet av gassen. Dette fascinerende postulatet er formulert i Avogadros lov, som sier at volumet av en gass er direkte proporsjonal med antall mol.

Video om emnet

Merk!
Det finnes andre formler for å finne volum, men hvis du trenger å finne volumet til en gass, er det kun formlene gitt i denne artikkelen som passer.

For å finne ut sammensetningen av eventuelle gassformige stoffer må man kunne operere med begreper som molvolum, molar masse og tetthet av stoffet. I denne artikkelen skal vi se på hva molarvolum er og hvordan beregne det?

Mengde stoff

Kvantitative beregninger utføres for å faktisk utføre en bestemt prosess eller for å finne sammensetningen og strukturen til et bestemt stoff. Disse beregningene er upraktiske å utføre med absolutte verdier av massen av atomer eller molekyler på grunn av det faktum at de er veldig små. Relative atommasser kan heller ikke brukes i de fleste tilfeller, siden de ikke er relatert til allment aksepterte mål for masse eller volum av et stoff. Derfor ble begrepet mengde av et stoff introdusert, som er betegnet Gresk bokstav v (naken) eller n. Mengden av et stoff er proporsjonal med antall strukturelle enheter (molekyler, atompartikler) som finnes i stoffet.

Mengdeenheten til et stoff er føflekken.

En føflekk er en mengde stoff som inneholder samme antall strukturelle enheter som det er atomer i 12 g av en karbonisotop.

Massen til 1 atom er 12 a. e.m., derfor er antallet atomer i 12 g karbonisotop lik:

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

Den fysiske størrelsen Na kalles Avogadros konstant. En mol av ethvert stoff inneholder 6,02 * 10 i kraften av 23 partikler.

Ris. 1. Avogadros lov.

Molar volum av gass

Molarvolumet til en gass er forholdet mellom volumet av et stoff og mengden av det stoffet. Denne verdien beregnes ved å dele molar masse stoffet ved sin tetthet i henhold til følgende formel:

hvor Vm er det molare volumet, M er den molare massen, og p er tettheten til stoffet.

Ris. 2. Molar volumformel.

I internasjonalt system Målingen av det molare volumet av gassformige stoffer utføres i kubikkmeter per mol (m 3 /mol)

Det molare volumet av gassformige stoffer skiller seg fra stoffer i flytende og fast tilstand ved at et gassformig grunnstoff med en mengde på 1 mol alltid opptar samme volum (hvis de samme parameterne er oppfylt).

Gassvolumet avhenger av temperatur og trykk, så når du beregner, bør du ta gassvolumet under normale forhold. Normale forhold anses å være en temperatur på 0 grader og et trykk på 101.325 kPa. Molvolumet til 1 mol gass under normale forhold er alltid det samme og lik 22,41 dm 3 /mol. Dette volumet kalles molar volum ideell gass. Det vil si at i 1 mol av en hvilken som helst gass (oksygen, hydrogen, luft) er volumet 22,41 dm 3 /m.

Ris. 3. Molar volum av gass under normale forhold.

Tabell "molar volum av gasser"

Følgende tabell viser volumet av noen gasser:

Gass	Molar volum, l
H 2	22,432
O2	22,391
Cl2	22,022
CO2	22,263
NH 3	22,065
SO 2	21,888
Ideell	22,41383

Hva har vi lært?

Molarvolumet til en gass studert i kjemi (grad 8), sammen med molar masse og tetthet, er nødvendige mengder for å bestemme sammensetningen av en bestemt kjemisk stoff. Et trekk ved en molar gass er at en mol gass alltid inneholder samme volum. Dette volumet kalles det molare volumet av gassen.

Test om emnet

Evaluering av rapporten

Gjennomsnittlig rangering: 4.3. Totalt mottatte vurderinger: 70.

^ Molar masse og molar volum av et stoff. Molar masse er massen til en mol av et stoff. Det beregnes gjennom massen og mengden av stoffet ved hjelp av formelen:

Мв = К· Мr (1)

Hvor: K er proporsjonalitetskoeffisienten lik 1 g/mol.

Faktisk, for karbonisotopen 12 6 C Ar = 12, og den molare massen av atomer (etter definisjonen av konseptet "mol") er 12 g/mol. Følgelig faller de numeriske verdiene til de to massene sammen, noe som betyr K = 1. Det følger at molmassen til et stoff, uttrykt i gram per mol, har samme tallverdi som dens relative molekylmasse(atomisk) vekt. Dermed er den molare massen av atomært hydrogen 1,008 g/mol, molekylært hydrogen – 2,016 g/mol, molekylært oksygen – 31,999 g/mol.

I følge Avogadros lov opptar samme antall molekyler av en hvilken som helst gass samme volum under de samme forholdene. På den annen side inneholder 1 mol av ethvert stoff (per definisjon) samme antall partikler. Det følger at ved en viss temperatur og trykk opptar 1 mol av ethvert stoff i gassform det samme volumet.

Forholdet mellom volumet som opptas av et stoff og dets mengde kalles det molare volumet til stoffet. Under normale forhold (101,325 kPa; 273 K) er det molare volumet til enhver gass lik 22,4l/mol(mer presist, Vn = 22,4 l/mol). Dette utsagnet er sant for en slik gass, når andre typer interaksjon mellom dens molekyler med hverandre, bortsett fra deres elastiske kollisjon, kan neglisjeres. Slike gasser kalles ideelle. For ikke-ideelle gasser, kalt ekte gasser, er molvolumene forskjellige og litt forskjellige fra eksakt verdi. Imidlertid gjenspeiles forskjellen i de fleste tilfeller bare i de fjerde og påfølgende signifikante tallene.

Målinger av gassmengder utføres vanligvis under andre forhold enn normalt. For å bringe volumet av gass til normale forhold, kan du bruke en ligning som kombinerer gasslovene til Boyle - Mariotte og Gay - Lussac:

pV / T = p 0 V 0 / T 0

Hvor: V er volumet av gass ved trykk p og temperatur T;

V 0 – volum gass ved normalt trykk p 0 (101,325 kPa) og temperatur T 0 (273,15 K).

De molare massene av gasser kan også beregnes ved å bruke tilstandsligningen til en ideell gass - Clapeyron - Mendeleev-ligningen:

pV = m B RT / M B ,

Hvor: p – gasstrykk, Pa;

V - volumet, m3;

M B - masse av stoff, g;

M B - dens molare masse, g/mol;

T - absolutt temperatur, TIL;

R er den universelle gasskonstanten lik 8,314 J / (mol K).

Hvis volumet og trykket til en gass uttrykkes i andre måleenheter, vil verdien av gasskonstanten i Clapeyron-Mendeleev-ligningen få en annen verdi. Det kan beregnes ved hjelp av en formel utledet fra den kombinerte loven gasstilstand for en mol stoff under normale forhold for en mol gass:

R = (p 0 V 0 / T 0)

Eksempel 1. Uttrykk i mol: a) 6,0210 21 CO 2 molekyler; b) 1,2010 24 oksygenatomer; c) 2,0010 23 vannmolekyler. Hva er molmassen til disse stoffene?

Løsning. En føflekk er mengden av et stoff som inneholder et antall partikler av en bestemt type lik 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 til en mol av et stoff uttrykkes i kg/mol eller g/mol. Molarmassen til et stoff i gram er numerisk lik dets relative molekylære (atomare) masse, uttrykt i atommasseenheter (amu)

Siden molekylvektene til CO 2 og H 2 O og atommasse oksygen er henholdsvis lik 44; 18 og 16 amu, da er molmassene deres like: a) 44 g/mol; b) 18 g/mol; c) 16 g/mol.

Eksempel 2. Beregn den absolutte massen til et svovelsyremolekyl i gram.

Løsning. En mol av et hvilket som helst stoff (se eksempel 1) inneholder Avogadros konstant N A av strukturelle enheter (i vårt eksempel, molekyler). Den molare massen av H 2 SO 4 er 98,0 g/mol. Derfor er massen til ett molekyl 98/(6,02 10 23) = 1,63 10 -22 g.

Molar volum- volumet av en mol av et stoff, verdien oppnådd ved å dele molmassen på tettheten. Karakteriserer pakkingstettheten til molekyler.

Betydning N A = 6,022…×10 23 kalt Avogadros nummer etter den italienske kjemikeren Amedeo Avogadro. Dette er den universelle konstanten for små partikler noe stoff.

Det er dette antallet molekyler som inneholder 1 mol oksygen O2, samme antall atomer i 1 mol jern (Fe), molekyler i 1 mol vann H2O, etc.

I henhold til Avogadros lov, 1 mol av en ideell gass kl normale forhold har samme volum V m= 22.413 996(39) l. Under normale forhold er de fleste gasser nær ideelle, så alle referanse informasjon på molvolumet til kjemiske elementer refererer til deres kondenserte faser, med mindre annet er angitt

Sammen med masse og volum i kjemiske beregninger Ofte brukes en mengde stoff som er proporsjonal med antall strukturelle enheter i stoffet. I hvert tilfelle skal det angis hvilke strukturelle enheter (molekyler, atomer, ioner osv.) som menes. Mengdeenheten til et stoff er føflekken.

Mol er mengden stoff som inneholder like mange molekyler, atomer, ioner, elektroner eller andre strukturelle enheter som det er atomer i 12 g av 12C-karbonisotopen.

Antall strukturelle enheter i 1 mol av et stoff (Avogadros konstant) bestemmes med stor nøyaktighet; i praktiske beregninger er det tatt lik 6,02 1024 mol -1.

Det er ikke vanskelig å vise at massen til 1 mol av et stoff (molar masse), uttrykt i gram, er numerisk lik den relative molekylmassen til dette stoffet.

Ja, slektning molekylmasse(eller forkortet molekylvekt) av fritt klor C1g er 70,90. Derfor er den molare massen av molekylært klor 70,90 g/mol. Imidlertid er molmassen til kloratomer halvparten så mye (45,45 g/mol), siden 1 mol Cl-klormolekyler inneholder 2 mol kloratomer.

I henhold til Avogadros lov, like volumer Enhver gass tatt ved samme temperatur og samme trykk inneholder samme antall molekyler. Med andre ord, det samme antall molekyler av en hvilken som helst gass opptar samme volum under de samme forholdene. Samtidig inneholder 1 mol av en hvilken som helst gass samme antall molekyler. Følgelig, under de samme forholdene, opptar 1 mol av en hvilken som helst gass samme volum. Dette volumet kalles det molare volumet til gassen og er under normale forhold (0°C, trykk 101, 425 kPa) lik 22,4 liter.

For eksempel betyr utsagnet "karbondioksidinnholdet i luften er 0,04 % (vol.)" at ved et partialtrykk av CO 2 lik lufttrykket og ved samme temperatur vil karbondioksidet i luften ta opp 0,04 % av det totale volumet okkupert av luft.

Testoppgave

1. Sammenlign antall molekyler som finnes i 1 g NH 4 og i 1 g N 2. I hvilket tilfelle og hvor mange ganger er antallet molekyler større?

2. Uttrykk massen til ett svoveldioksidmolekyl i gram.

4. Hvor mange molekyler er det i 5,00 ml klor under standardforhold?

4. Hvilket volum under normale forhold okkuperes av 27 10 21 gassmolekyler?

5. Uttrykk massen til ett NO 2-molekyl i gram -

6. Hva er forholdet mellom volumene okkupert av 1 mol O2 og 1 mol Oz (betingelsene er de samme)?

7. Like store mengder oksygen, hydrogen og metan tas under samme forhold. Finn forholdet mellom volumene av gassene som tas.

8. På spørsmålet om hvor mye volum 1 mol vann vil oppta under normale forhold, var svaret: 22,4 liter. Er dette riktig svar?

9. Uttrykk massen til ett HCl-molekyl i gram.

Hvor mange karbondioksidmolekyler er det i 1 liter luft hvis det volumetriske innholdet av CO 2 er 0,04 % (normale forhold)?

10. Hvor mange mol er det i 1 m 4 av en gass under normale forhold?

11. Uttrykk i gram massen til ett molekyl H 2 O-

12. Hvor mange mol oksygen er det i 1 liter luft, hvis volumet

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

14. Like store mengder oksygen, hydrogen og nitrogen tas under samme forhold. Finn forholdet mellom volumene av gassene som tas.

15. Sammenlign antall molekyler som finnes i 1 g NO 2 og i 1 g N 2. I hvilket tilfelle og hvor mange ganger er antallet molekyler større?

16. Hvor mange molekyler er det i 2,00 ml hydrogen under standardforhold?

17. Uttrykk i gram massen til ett molekyl H 2 O-

18. Hvilket volum under normale forhold okkuperes av 17 10 21 gassmolekyler?

HASTIGHETEN AV KJEMISKE REAKSJONER

Når du skal definere konseptet hastighet kjemisk reaksjon det er nødvendig å skille mellom homogene og heterogene reaksjoner. Hvis en reaksjon skjer i et homogent system, for eksempel i en løsning eller i en blanding av gasser, skjer den gjennom hele systemets volum. Hastighet for homogen reaksjon er mengden av et stoff som reagerer eller dannes som et resultat av en reaksjon per tidsenhet per volumenhet av systemet. Siden forholdet mellom antall mol av et stoff og volumet det er fordelt i er stoffets molare konsentrasjon, kan hastigheten på en homogen reaksjon også defineres som endring i konsentrasjon per tidsenhet av noen av stoffene: startreagenset eller reaksjonsproduktet. For å sikre at beregningsresultatet alltid er positivt, uavhengig av om det er basert på et reagens eller et produkt, brukes "±"-tegnet i formelen:

Avhengig av reaksjonens art, kan tiden uttrykkes ikke bare i sekunder, som kreves av SI-systemet, men også i minutter eller timer. Under reaksjonen er størrelsen på hastigheten ikke konstant, men endres kontinuerlig: den avtar når konsentrasjonene av utgangsstoffene avtar. Beregningen ovenfor gir gjennomsnittsverdien av reaksjonshastigheten over et visst tidsintervall Δτ = τ 2 – τ 1. Sann (øyeblikkelig) hastighet er definert som grensen som forholdet Δ tenderer til MED/ Δτ ved Δτ → 0, dvs. den sanne hastigheten er lik den deriverte av konsentrasjonen med hensyn til tid.

For en reaksjon i ligningen der det er støkiometriske koeffisienter som er forskjellige fra enhet, er hastighetsverdiene uttrykt for forskjellige stoffer ikke de samme. For eksempel, for reaksjonen A + 4B = D + 2E, er forbruket av stoff A en mol, forbruket av stoff B er tre mol, og tilførselen av stoff E er to mol. Derfor υ (A) = ⅓ υ (B) = υ (D) =½ υ (E) eller υ (E) . = ⅔ υ (IN) .

Hvis det oppstår en reaksjon mellom stoffer som befinner seg i forskjellige faser av et heterogent system, kan det bare skje i grensesnittet mellom disse fasene. For eksempel skjer samspillet mellom en sur løsning og et metallstykke bare på overflaten av metallet. Hastighet for heterogen reaksjon er mengden av et stoff som reagerer eller dannes som et resultat av en reaksjon per tidsenhet per grensesnittflate:

.

Avhengigheten av hastigheten til en kjemisk reaksjon på konsentrasjonen av reaktanter er uttrykt av loven aktive masser: ved konstant temperatur er hastigheten til en kjemisk reaksjon direkte proporsjonal med produktet av molare konsentrasjoner av de reagerende stoffene hevet til potenser lik koeffisientene i formlene til disse stoffene i reaksjonsligningen. Så for reaksjonen

2A + B → produkter

forholdet er gyldig υ ~ · MED A 2 · MED B, og for overgang til likestilling innføres en proporsjonalitetskoeffisient k, kalt reaksjonshastighetskonstant:

υ = k· MED A 2 · MED B = k·[A] 2 ·[B]

(molare konsentrasjoner i formler kan angis med bokstaven MED med den tilsvarende indeksen og formelen til stoffet i hakeparenteser). Den fysiske betydningen av reaksjonshastighetskonstanten er reaksjonshastigheten ved konsentrasjoner av alle reaktanter lik 1 mol/l. Dimensjonen til reaksjonshastighetskonstanten avhenger av antall faktorer på høyre side av ligningen og kan være c –1 ; s –1 ·(l/mol); s –1 · (l 2 /mol 2), etc., det vil si slik at reaksjonshastigheten i alle fall i beregninger uttrykkes i mol · l –1 · s –1.

For heterogene reaksjoner inkluderer ligningen for massevirkningsloven konsentrasjonene av bare de stoffene som er i gassfasen eller i løsning. Konsentrasjonen av et stoff i den faste fasen er en konstant verdi og er inkludert i hastighetskonstanten, for eksempel for forbrenningsprosessen av kull C + O 2 = CO 2, er loven om massevirkning skrevet:

υ = kI·konst··= k·,

Hvor k= kI konst.

I systemer hvor ett eller flere stoffer er gasser, avhenger reaksjonshastigheten også av trykk. For eksempel, når hydrogen interagerer med joddamp H 2 + I 2 = 2HI, vil hastigheten på den kjemiske reaksjonen bli bestemt av uttrykket:

υ = k··.

Hvis du øker trykket, for eksempel 4 ganger, vil volumet som er okkupert av systemet reduseres med samme mengde, og følgelig vil konsentrasjonene av hvert av de reagerende stoffene øke med samme mengde. Reaksjonshastigheten i dette tilfellet vil øke 9 ganger

Avhengighet av reaksjonshastighet på temperatur beskrevet av van't Hoffs regel: for hver 10 graders temperaturøkning øker reaksjonshastigheten med 2-4 ganger. Dette betyr at når temperaturen stiger inn aritmetisk progresjon hastigheten på en kjemisk reaksjon øker eksponentielt. Grunnlaget i progresjonsformelen er temperaturkoeffisient for reaksjonshastighetγ, som viser hvor mange ganger hastigheten til en gitt reaksjon øker (eller, som er det samme, hastighetskonstanten) med en økning i temperaturen med 10 grader. Matematisk er Van't Hoffs regel uttrykt med formlene:

eller

hvor og er reaksjonshastighetene, henholdsvis ved initialen t 1 og siste t 2 temperaturer. Van't Hoffs regel kan også uttrykkes ved følgende relasjoner:

; ; ; ,

hvor og er henholdsvis hastigheten og hastighetskonstanten for reaksjonen ved temperatur t; og – samme verdier ved temperatur t +10n; n– antall "ti-graders" intervaller ( n =(t 2 –t 1)/10), som temperaturen har endret seg med (kan være et heltall eller et brøktall, positivt eller negativt).

Testoppgave

1. Finn verdien av hastighetskonstanten for reaksjonen A + B -> AB, hvis ved konsentrasjoner av stoffene A og B lik henholdsvis 0,05 og 0,01 mol/l, er reaksjonshastigheten 5 10 -5 mol/(l) -min).

2. Hvor mange ganger vil reaksjonshastigheten 2A + B -> A2B endres hvis konsentrasjonen av stoff A økes med 2 ganger, og konsentrasjonen av stoff B reduseres med 2 ganger?

4. Hvor mange ganger bør konsentrasjonen av stoffet, B 2 i systemet 2A 2 (g) + B 2 (g) = 2A 2 B (g), økes slik at når konsentrasjonen av stoff A synker med 4 ganger , endres ikke hastigheten på den direkte reaksjonen ?

4. En tid etter starten av reaksjonen 3A+B->2C+D var konsentrasjonene av stoffer: [A] =0,04 mol/l; [B] = 0,01 mol/l; [C] = 0,008 mol/l. Hva er startkonsentrasjonene av stoffene A og B?

5. I systemet CO + C1 2 = COC1 2 ble konsentrasjonen økt fra 0,04 til 0,12 mol/l, og klorkonsentrasjonen økt fra 0,02 til 0,06 mol/l. Hvor mange ganger økte hastigheten på fremreaksjonen?

6. Reaksjonen mellom stoffene A og B uttrykkes ved ligningen: A + 2B → C. Startkonsentrasjonene er: [A] 0 = 0,04 mol/l, [B] o = 0,05 mol/l. Reaksjonshastighetskonstanten er 0,4. Finne starthastighet reaksjoner og reaksjonshastigheten etter noe tid, når konsentrasjonen av stoff A synker med 0,01 mol/l.

7. Hvordan vil hastigheten på reaksjonen 2CO + O2 = 2CO2, som forekommer i et lukket kar, endres hvis trykket dobles?

8. Regn ut hvor mange ganger reaksjonshastigheten vil øke hvis temperaturen i systemet økes fra 20 °C til 100 °C, ta verdien av temperaturkoeffisienten til reaksjonshastigheten lik 4.

9. Hvordan vil reaksjonshastigheten 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) endres hvis trykket i systemet økes med 4 ganger;

10. Hvordan vil reaksjonshastigheten 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) endres hvis volumet til systemet reduseres med 4 ganger?

11. Hvordan vil hastigheten på reaksjonen 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) endres hvis konsentrasjonen av NO økes med 4 ganger?

12. Hva er temperaturkoeffisienten til reaksjonshastigheten hvis, med en temperaturøkning på 40 grader, reaksjonshastigheten

øker med 15,6 ganger?

14. . Finn verdien av hastighetskonstanten for reaksjonen A + B -> AB, hvis ved konsentrasjoner av stoffene A og B lik henholdsvis 0,07 og 0,09 mol/l, er reaksjonshastigheten 2,7 10 -5 mol/(l-min. ).

14. Reaksjonen mellom stoffene A og B uttrykkes ved ligningen: A + 2B → C. Startkonsentrasjonene er: [A] 0 = 0,01 mol/l, [B] o = 0,04 mol/l. Reaksjonshastighetskonstanten er 0,5. Finn startreaksjonshastigheten og reaksjonshastigheten etter en tid, når konsentrasjonen av stoff A synker med 0,01 mol/l.

15. Hvordan vil reaksjonshastigheten 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) endres hvis trykket i systemet dobles;

16. I systemet CO + C1 2 = COC1 2 ble konsentrasjonen økt fra 0,05 til 0,1 mol/l, og klorkonsentrasjonen økt fra 0,04 til 0,06 mol/l. Hvor mange ganger økte hastigheten på fremreaksjonen?

17. Regn ut hvor mange ganger reaksjonshastigheten vil øke hvis temperaturen i systemet økes fra 20 °C til 80 °C, ta verdien av temperaturkoeffisienten til reaksjonshastigheten lik 2.

18. Regn ut hvor mange ganger reaksjonshastigheten vil øke hvis temperaturen i systemet økes fra 40 °C til 90 °C, ta verdien av temperaturkoeffisienten til reaksjonshastigheten lik 4.

KJEMISK FORBINDELSE. DANNING OG STRUKTUR AV MOLEKYLER

1. Hvilke typer kjemiske bindinger kjenner du til? Gi et eksempel på dannelsen av en ionebinding ved bruk av valensbindingsmetoden.

2. Hvilken kjemisk forbindelse kalt kovalent? Hva er karakteristisk for den kovalente typen binding?

4. Hvilke egenskaper kjennetegnes av en kovalent binding? Vis dette med konkrete eksempler.

4. Hvilken type kjemisk binding er det i H2-molekyler; Cl 2 HC1?

5.Hva er arten av bindingene i molekyler? NCI 4 CS 2, CO 2? Angi for hver av dem forskyvningsretningen til det vanlige elektronparet.

6. Hvilken kjemisk binding kalles ionisk? Hva er karakteristisk for den ioniske typen binding?

7. Hvilken type binding er det i NaCl, N 2, Cl 2 molekylene?

8. Se for deg alt mulige måter overlapping av s-orbital med p-orbital;. Angi kommunikasjonsretningen i dette tilfellet.

9. Forklar donor-akseptor-mekanismen kovalent binding ved å bruke eksempelet på dannelsen av fosfoniumion [PH 4 ]+.

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

11. Hvorfor er noen molekyler som har polare bindinger generelt upolare?

12.Kovalent eller ion type kommunikasjon er typisk for følgende tilkoblinger: Nal, S0 2, KF? Hvorfor ionisk binding er det begrensende tilfellet kovalent?

14. Hva er metallforbindelse? Hvordan er det forskjellig fra en kovalent binding? Hvilke egenskaper av metaller bestemmer det?

14. Hva er arten av bindingene mellom atomer i molekyler; KHF 2, H 2 0, HNO ?

15. Hvordan kan vi forklare den høye bindingsstyrken mellom atomer i nitrogenmolekylet N2 og den betydelig lavere styrken i fosformolekylet P4?

16 . Hva slags binding kalles en hydrogenbinding? Hvorfor dannes molekyler av H2S og HC1, i motsetning til H2O og HF hydrogenbindinger ikke typisk?

17. Hvilken binding kalles ionisk? Har en ionisk binding egenskapene til metning og retning? Hvorfor er det et ekstremt tilfelle av kovalent binding?

18. Hvilken type binding er det i molekylene NaCl, N 2, Cl 2?