Состав сухого воздуха

M

M

TO T

PO · VO P · V

При постоянных давлении и температуре объемы реагирующих между собой газов, а также объемы газообразных продуктов реакции относятся как небольшие целые числа.

A) закон объемных отношений.

Для реакций веществ, находящихся в газовом состоянии и дающих газообразные продукты, действителен не только закон эквивалентов, определяющий отношение масс, но и закон объемных отношений Гей-Люссака (1808г.).

Например: 2СО + О₂ → 2СО₂

Отношение объемов равно:

V (CO): V(O₂): V(CO₂) = 2: 1: 2

б) закон Авогадро.

В 1811 году Амедео Авогадро сформулировал закон, согласно которому в равных объемах различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится равное число молекул.

Следствия из закона Авогадро:

1. При одинаковых условиях 1 моль любого газа занимает одинаковый объем.

2. При н.у. (т.е. Р =101325 Па и Т = 273,15 К) 1 моль различных газов занимает объем 22,4 л. Такой объем называется молярным объемом газа (V_м) и имеет размерность (л/моль)

Vм = 22,4 л/моль, тогда количество вещества газа определяется по формуле V_г

n_г = ——,

V_м

где V_г – объем газа

3. Отношение масс равных объемов различных газов равно отношению их молярных масс:

m₁ M₁

—— = —— = D₂

m₂ M₂

это отношение называется относительной плотностью первого газа по второму(D₂).

D₂= m₁/m₂ = M₁/M₂, откуда М₁ = D₂ ∙ М₂.

Например, плотность кислорода по водороду D_Н2= 32/2=16;

М_О2 = 2 ∙ D_Н2=2 ∙ 16=32г/моль

При использовании плотности по воздуху D_возд говорят о средней молярной массе воздуха (29г/моль), так как воздух является смесью газов (М₁=29 ∙ D_возд).

в) объединенный газовый закон:

термин « объединенный» означает, что данный закон является объединением двух законов;

1) закон Бойля – Мариотта: при постоянной температуре объем данного количества газа обратно пропорционален давлению, под которым он находится, т.е.

P ∙ V = const

2) закон Гей – Люссака: при постоянном давлении изменение объема газа прямо пропорционально температуре т.е.

V/Т = const

В химических расчетах при осуществлении перехода от нормальных условий или к нормальным используется выражение объединенного газового закона Бойля-Мариотта и Гей-Люссака:

——— = ——

Если в это выражение подставить значения P_O, V_O и Т_О, соответствующие обьему 1 моль газа при н.у. (22,4л), то P_OV_O / T_O становится постоянным для всех газов. Это соотношение обозначается R и называется универсальной газовой постоянной. Числовые значения R зависят от того, в каких единицах выражены объем и давление.

P_O =101325 Па, V_O = 22,4 ∙ 10^-3 м³, T_O = 273 К

Подставляя соответствующие значения в формулу объединенного закона для любого газа количеством вещества 1 моль получим:

P_O · V_O 1,01325 ∙ 10⁵ Па ∙ 22,4 ∙ 10^-3 м³

R= ——— = —————————————— = 8,31 Дж/моль∙К

T_O моль ∙ 273 К

с учетом R уравнение состояния идеального газа принимает вид

P ∙ V = R∙ T — для количества газа n = 1 моль

P ∙ V = n ∙ R T — для количества газа n моль n= m/M, тогда выражение у равнения состояния идеального газа или, иначе, уравнение Клапейрона – Менделеева имеет вид:

P ∙ V = —— R∙ T

Вопрос 4. Введение в химические проблемы экологии.

Наиболее характерными свойствами газов являются их сжимаемость и способность расширятся. Газы не имеют собственной формы, они расширяются до тех пор, пока не заполнят равномерно весь сосуд, куда их поместили. По этой же причине газы не имеют собственного объема, объем газа определяется объемом сосуда, в котором он находится. Газ оказывает на стенки сосуда постоянное давление, одинаковое во всех направлениях. Еще одним свойством газов является то, что они способны смешиваться друг с другом в любых отношениях.

Законы поведения идеальных газов следуют из кинетической теории, а не из экспериментальных данных, но уравнения, описывающие поведение идеальных газов соответствуют поведению реальных газов.

Продолжая разговор о газообразном состоянии, необходимо сказать, что никто не задумывается о воздухе, которым мы дышим, до тех пор, пока он не начинает раздражать нас. Благодаря естественному обмену атмосфера представляет собой постоянную смесь газов, следующего состава.

Компонент Среднее содержание, об. %

Дата добавления: 2015-05-06