Закон объемных отношений. Закон Авогадро

Закон постоянства состава

Закон сохранения массы вещества

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ХИМИИ

Ломоносов создал при Академии наук химическую лабораторию. В ней он изучал протекание химических реакций, взвешивая исходные вещества и продукты реакции. При этом он установил закон сохранения массы веществ.

Читается закон таким образом: масса веществ, вступающих в реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции. Ломоносов впервые сформулировал этот закон в 1748 г, а экспериментально подтвердил его на примере сжигания металлов в запаянных сосудах в 1756 г. Несколько позднее (1789 г.) – закон сохранения массы был независимо от Ломоносова установлен французским химиком Лавуазье, который показал, что при химических реакциях сохраняется не только общая масса вещества, но и масса каждого из элементов, входящих в состав взаимодействующих веществ.

В результате установления закона в химии прочно утвердились количественные методы исследования. Был изучен количественный состав многих веществ. При этом был установлен закон постоянства состава.

Читается закон постоянства состава так: каждое химическое соединение имеет постоянный состав независимо от способа его получения, т.е. всегда состоит из одних и тех же элементов, соединенных друг с другом в строго определенном отношении. Так, например, каким бы путем ни получали воду, в ее состав всегда входит водород и кислород в постоянном весовом отношении 1:8.

а) 2Н₂ + О₂ = 2Н₂О б) НCl + NaOH = NaCl + H₂O

Многие элементы, соединяясь друг с другом, могут образовать разные вещества, каждое из которых характеризуется определенным соотношением между массами этих элементов. Так, углерод образует с кислородом два соединения. Один из них – оксид углерода (II), содержит 42,88% (масс.) углерода и 57,12% (масс.) кислорода.

Второе соединение – диоксид углерода (IV) – содержит 27.29% (масс.) углерода и 72,71% (масс.) кислорода. Изучая подобные соединения Дальтон (английский ученый), в 1803г. установил закон кратных отношений. Читается этот закон так: если два элемента образуют друг с другом несколько химических соединений, то массы одного из элементов, приходящихся в этих соединениях на одну и ту же массу другого, относится между собой как небольшие целые числа.

	СО СО2 16:32=1:2 16 32

Итак: на одну единицу массы углерода в диоксиде углерода приходится ровно в 2 раза больше кислорода, чем в оксиде углерода (II).

Первые количественные исследования реакций между газами принадлежат французскому ученому Гей-Люссаку. Измеряя объемы газов, вступающих в реакцию, и образующихся в результате реакции Гей-Люссак пришел к обобщению, известному под названием закона простых объемных отношений.

Читается закон так: объемы вступающих реакцию газов относятся друг к другу и к объемам образующихся газообразных продуктов реакции как небольшие целые числа.

В 1811 г. итальянский физик Авогадро объяснил простые отношения между объемами газов, наблюдающиеся при химических реакциях, установил закон:

В равных объемах любых газов, взятых при одной и той же температуре, и при одинаковом давлении, содержится одно и то же число молекул.

С точки зрения этой гипотезы, хорошо объяснялись экспериментальные факты. Так, два объема хлористого водорода из одного объема хлора и одного объема водорода могут получиться только в том случае, если молекулы водорода и хлора «раскалываются» пополам, давая начало двум новым молекулам, следовательно, молекулы водорода и хлора должны состоять из нескольких атомов, число их должно быть четным и минимальное – 2

Н₂ + Cl₂ = 2НCl

В моле любого вещества число молекул равно 6,02·10²³. Оно носит название числа Авогадро и обозначается буквой N. Из законов объемных отношений Гей-Люссака и Авогадро вытекают важные следствия.

1. Объем 1 моля любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л. Пользуясь этой величиной, можно вычислить массу заданного объема газа. При этом должны быть известны температура и давление заданного объема или массы газа. Вычисления могут быть сделаны как с помощью обычных пропорций, так и на основе уравнения Клапейрона-Менделеева:

,

где – давление, объем, заданная масса, молекулярная масса; M и Т – абсолютная температура газа; R –универсальная газовая постоянная. Итак:

.

Литература:

1. Диккерсон Р., Грей Г., Хейт Дж. Основные законы химии.- М: Мир, 1982.- Т.1.

Дата добавления: 2014-11-09