4 закона по химии

4 закона по химии

Основные законы химии

Закон сохранения массы (М. Ломоносов, 1748; А. Лавуазье, 1789): масса всех веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции.

Периодический закон (Д. Менделеев, 1869): свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра элемента. Существует ряд частных законов химии, которые имеют ограниченную область применения.

Закон постоянства состава (Ж. Пруст, 1808): все индивидуальные вещества имеют постоянный качественный и количественный состав, независимо от способа их получения. Известны соединения переменного состава, для которых закон Пруста несправедлив, например сверхпроводники общей формулы: YBa₂Cu₃0_7-x.

Решающую роль в доказательстве существования атомов и молекул сыграли газовые законы.

Закон объемных отношений (Ж. Гей-Люс-сак, 1808): объемы газов, вступающих в реакцию, а также объемы газообразных продуктов реакции, относятся друг к другу как небольшие целые числа.

Закон Авогадро — в равных объемах любых газов при постоянных температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. Закон Авогадро является следствием уравнения Клапейрона — Менделеева: pV = nRT или pV = (m/M)RT, где p — давление газа, V — его объем, n — количество газа (в молях), R — универсальная газовая постоянная, Т — абсолютная температура, m — масса газа, М — его молярная масса.

Численное значение R зависит от размерности давления (объем газов, как правило, выражают в литрах). Если [p] = кПа, то R = 8,314 Дж/(моль*К); если [p] = атм, то R = 0,082 л*атм/(моль*К).

Нормативные условия для газов: Р₀ = 101,325 кПа — 1 атм, Т₀ = 273,15 К = 0°С. При нормальных условиях объем одного моля газа равен:

При произвольных условиях количество газа рассчитывают по уравнению Клапейрона — Менделеева:

Плотность газов прямо пропорциональна их молярной массе при заданных давлении и температуре:

r = m/V = pM/(RT) = (p/RT)M.

Средняя молярная масса смеси x газов равна общей массе смеси, деленной на общее число молей:

www.ximicat.com

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Химия — рефераты, шпаргалки, семинары, конспекты, лекции

1. Закон сохранения материи (массы, энергии, излучения и т.д.). В химических реакциях не происходит измеряемых изменений массы, т.е. в химических реакциях атомы не образуются вновь и не разрушаются. Они просто обмениваются «партнерами» или перегруппировываются по-другому. Действительно, ничто не исчезает бесследно и не возникает из ничего (Ломоносов — 1748, Лавуазье — 1772).

Энергия не возникает из ничего и никуда не исчезает, а отдельные ее виды могут взаимопревращаются друг в друга в эквивалентных соотношениях (Майер — 1840).

Связь между массой и энергией установил Эйнштейн (1905):

Из этого выражения видно, что при изменении в химических реакциях энергия, то и изменяется масса.

2. Закон постоянства состава (Пруст — 1801). Любая химически чистая соединение независимо от метода ее получения имеет определенный (определенный) элементный состав.

Большинство соединений характеризуются постоянством состава и целочисленным стехиометрическим соотношением компонентов. Они называются дальтонидамы (НСИ, Н2О, СН4, С6Н6 и др..).

Соединения, имеют переменный состав, называются бертолидамы (некоторые оксиды, нитриды, сульфиды, сплавы). Изучение бертолидив и их состав очень перспективное, поскольку это связано с такими явлениями, как люминесценция, сверхпроводимость, лазерная генерация, фоточувствительность и др..

3. Закон кратных соотношений (Дальтон — 1803). Соотношение объемов газов, вступающих в реакцию и образуются вследствие нее, является соотношением простых целых чисел.

4. Закон Авогадро (1811р.). В равных объемах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул. Объем, который занимает один моль газа при н. в., называется молярным объемом газа и равна 22,4 л или 22,4 дм3.

5. Закон эквивалентов (Рихтер — 1803). Химические элементы и вещества реагируют между собой в количествах пропорциональных их эквивалентам. Химическим эквивалентом элемента или соединения называется такая его количество, которое может соединиться с одним молем атомов водорода, или замещать такое же количество атомов водорода в химических реакциях (или равную количество другого вещества). Эквивалентная масса элемента находится как произведение атомной массы на химический эквивалент элемента в данной соединении. Например, химический эквивалент кислорода в воде — 1/2. Отсюда, эквивалентная масса его в этой соединении равна: 16 1/2 = 8 (г / моль).

worldofscience.ru

Лекции по химии

вторник, 20 марта 2012 г.

Основные законы химии

Стехиометрические законы химии

1) Закон сохранения массы веществ: (М.В.Ломоносов, 1748г): масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.

2) Закон постоянства состава: (Пруст, 1808г) – всякое чистое вещество независимо от способа его получения всегда имеет постоянный качественный и количественный состав.

3) С помощью значения относительной плотности были определены относительные молекулярные массы и уточнены составы молекул многих газообразных веществ. Молекулярная масса может быть вычислена также по уравнению состояния идеального газа или Уравнения Клапейрона-Менделеева.

P -давление газа в замкнутой системе

V – объем системы (м 3 )

m – масса газа (кг)

М – молярная масса

Т – абсолютная t° в Кельвинах

R – универсальная газовая постоянная

Основные газовые законы химии:

1) Бойля–Мариотта при постоянной t°, давление, производимое данной массой газа, обратно пропорционально объему газа

t° – const.

2) Гей-Люссака при постоянном давлении объем газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре

, при P – const.

3) Шарля: при постоянном объеме давление газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре.

, при V – const.

4) Объединенный закон Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля:

Парциальным давлением газа в смеси называется давление, производил бы этот газ, занимая при тех же физических условиях объем все газовой смеси.

Общее давление газовой смеси равно Σ парциальных давлений.

3. Закон кратных отношений.

Если два элемента образуют друг с другом несколько соединений, то на одну и ту же массу одного из них приходятся такие массы другого, которые относятся как небольшие целые числа.

Fe : O =

FeO – простейшая формула.

4) Закон эквивалентов: (открыт в конце XVIIIв.) – вещества взаимодействуют между собой в количествах, пропорциональных их химическим эквивалентам.

Эквивалент – химическим эквивалентом элемента называется такое его количество, которое соединяется с 1 моль атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. Химический эквивалент не является постоянной величиной, он зависит от валентности элемента.

К середине XIX века в химии сложился свой язык, который был узаконен на первом международном съезде химиков в 1860 году в г.Карлсруэ (Германия). начальные буквы их латинских наименований O – oxygenium – кислород

Каждое соединение обозначается химической формулой, которая показывает качественный и количественный состав вещества.

1 атом серы

В практике используются 3 (три) вида формул.

2) Молекулярная, которая уточняет эмпирическую и показывает сложные ионы, молекулы или фрагменты, входящие в формулу.

3) Структурная или графическая

С₆H₆ C₂H₂ CHCH

Любое химическое превращение одних соединений в другие называется химической реакцией:

коэффициенты

4. Закон простых объемных отношений, или «химический» закон (Гей-Люссак, 1808) – объемы вступающих в реакцию газов при одинаковых условиях относятся друг к другу, а также к объемам образующихся газообразных продуктов как небольшие целые числа.

5. Закон Авогадро: (Авогадро, 1811г.) – в равных объемах различных газов при одинаковых условиях (t˚ и давлении) содержится одинаковое число молекул. Из закона вытекают 2 следствия:

1. 1 моль любого газа при одинаковых условиях занимает один и тот же объем – равный 22,4 л. (t˚-0˚C и давление 1,01325•10 5 Па). В этом же объеме находится 6,023•10 23 молекул газообразного вещества.

2. Массы равных объемов двух газов, взятых при одинаковом давлении и t o , относятся друг к другу как их молярные массы:

, также плотности газов относятся как их относительные молекулярные массы: , Д – относительная плотность.

6. Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева.

Для правильного написания химических формул надо знать валентность элементов или степень окисления. Валентностью называется способность атомов данного элемента присоединять или замещать определенное число других атомов.

max вал. = 8.

Мы живем в эпоху научно-технического прогресса, который определяется успехами науки и техники и внедрением их достижений в народное хозяйство.

Химия внедряется во все отрасли производства. Химические процессы используются в сельском хозяйстве, в медицине, в быту. Развитие науки и техники ставит перед химиками задачу получения новых, неизвестных в природе веществ и материалов – сверхпроводников, полупроводников, диэлектриков. Это создает предпосылки для бурного развития электротехники и радиоэлектроники.

Огромными темпами развивается производство полимерных материалов, существенна роль химии в развитии ракетной техники и космонавтики, в создании «ядерного горючего» и особых материалов для реакторов и защиты от радиации.

Продуктивность сельского хозяйства резко возрастает при использовании химических удобрений и химических средств борьбы с болезнями и вредителями сельскохозяйственных растений.

В наши дни наблюдается новый этап развития химии, который направлен на создание наиболее экономичного и экологически «чистого» химического производства.

lech-ximiya.blogspot.com

Двойкам нет

Одним из основных законов химии является закон сохранения массы вещества. Этот закон был открыт Ломоносовым в 1748 г. и дополненный французским ученым А. Лавуазье в 1789 г. Современная формулировка закона сохранения массы следующее: масса веществ, которые вступают в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.

Следующим шагом в развитии химии стало установление закона о постоянстве состава вещества, сформулированного французским ученым Жозефом Прустом в 1808 году. Закон постоянства состава вещества утверждает, что каждая химически чистое вещество имеет постоянный состав, независимо от условий и способов ее получения.

Закон объемных отношений газов. Этот закон в 1808 году сформулировал французский ученый Жозеф Луи Гей-Люссак. Сегодня этот закон известен как химический закон Гей-Люссака. Он звучит так: объемы газов, вступающих в реакцию, относятся друг к другу и к объемам добытых газообразных продуктов как небольшие целые числа.

Обнаруженная Гей-Люссаком закономерность объясняет закон, открытый в 1811 г. итальянским ученым Амедео Авогадро: в равных объемах различных газов при одинаковых условиях (температуры и давления) содержится одинаковое число молекул.

Из канона Авогадро вытекают два важных последствия.

Первое следствие: один моль любого газа при одинаковых условиях занимает одинаковый объем. При нормальных условиях (н. у.) (Это давление 101,325 кПа килопаскаль и температура 0 °С) объем 1 моль любого газа равен 22,4 л. Этот объем называют молярным объемом газа при нормальных условиях. Второе следствие из закона Авогадро: отношение масс равных объемов газов при одинаковых условиях равна отношению их молярных масс.

Периодический закон. На основании атомно-молекулярного учения и химических свойств элементов Дмитрий Иванович Менделеев 1 марта 1869 открыл периодический закон — один из основных законов природы. Современная формулировка периодического закона следующее: свойства элементов, а также свойства образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от зарядов ядер их атомов.

xn—-7sbfhivhrke5c.xn--p1ai

Основные понятия и законы химии

Химия – это наука, которая сопутствует нам, где бы мы не находились: дома, в офисе, на природе или в городе. Трудно переоценить ее вклад в нашу жизнь, необходимость понимания и знания основных понятий и законов химии.

Итак, начнем рассказ об основных понятиях и законах химии. Сначала дадим определение науке: Химия — наука о веществах, закономерностях их превращений (физических и химических свойствах) и применении.

Основные понятия химии

У истока основных понятий химии стоит атомно-молекулярное учение, которое дает определение молекулы и атома:

Молекула — это наименьшая частица определенного вещества, которая обладает его химическими свойствами. Состав и химическое строение молекулы определяют ее химические свойства. Все вещества состоят из молекул, а молекулы из атомов.

Атом – это наименьшая частица химического элемента, входящая в состав молекул простых и сложных веществ, это электронейтральная частица, которая состоит из положительно заряженного ядра атома и отрицательно заряженных электронов, вращающихся вокруг ядра.

Молекулы и атомы находятся в постоянном движении.

В настоящее время известно 110 элементов, 89 из которых найдены в природе, остальные получены искусственно (см. Интересные факты о химических элементах). Что же такое Химический элемент? Это такой вид атомов, который имеет определенный заряд ядра и строение электронных оболочек.

Теперь рассмотрим строение атомного ядра и следующее основное понятие химии.

Атомное ядро состоит из протонов (Z) и нейтронов (N), имеет положительный заряд, равный по величине количеству протонов (или электронов в нейтральном атоме) и совпадает с порядковым номером элемента в периодической таблице. Суммарная масса протонов и нейтронов атомного ядра называется массовым числом A = Z + N. Существуют химические элементы (изотопы), имеющие одинаковый заряд ядер, но при этом различные массовые числами, что достигается за счет разного числа нейтронов в ядре.

Некая совокупность атомов и молекул, их ассоциатов и агрегатов, которые могут находиться в любом из трех агрегатных состояний, образуют вещество.

Простые вещества состоят из атомов одного вида, а сложные вещества (химические соединения) состоят из атомов разного вида и образуются при химическом взаимодействии атомов разных химических элементов.

Встречается явление, при котором один химический элемент может образовывать нескольких простых веществ, различных по свойствам и строению. Это явление называется Аллотропией.

В 1814 г Й. Берцелиус предложил использовать химическую формулу — запись состава веществ с помощью химических знаков и индексов.

Химическое вещество характеризуется атомной массой, а молекулы — молекулярной массой.

Относительная атомная масса (A_r) – это отношение средней массы атома элемента (с учетом процентного содержания изотопов в природе) к 1 /₁₂ массы атома 12 C.

Относительная молекулярная масса (M_r) — величина, показывающая, во сколько раз масса молекулы данного вещества больше 1 /₁₂ массы атома углерода 12 C. Относительная молекулярная масса вещества равна сумме относительных атомных масс всех элементов, составляющих химическое соединение, с учетом индексов.

Моль вещества (n) — это количество вещества, содержащее столько молекул, атомов, ионов, электронов или других структурных единиц, сколько содержится их в 12 г изотопа углерода 12 C.

Число структурных единиц, содержащихся в 1 моле вещества равно 6,02 • 10 23 .Эточисло называется числом Авогадро (N_A)

Молярная масса (M) показывает массу 1 моля вещества и равна отношению массы вещества к соответствующему количеству вещества.

Для более удобного сравнения способности различных элементов к соединению введено понятие химического эквивалента. Это одно из важнейших понятий химии , дадим ему определение:

Химическим эквивалентом вещества называется такое его количество, которое соединяется с 1 молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. Масса 1 эквивалента вещества называется эквивалентной массой (m_экв).

Эквивалентную массу соединения можно определить по его химической формуле, например,

m _экв(оксида) = М (оксида)/(число атомов кислорода*2);
m _экв(основания) = М (основания)/число гидроксильных групп;
m _экв(кислоты) = М кислоты/число протонов;
m _экв(соли) = М соли /(число атомов металла*валентность металла).

Аналогично можно дать определение понятию эквивалентный объем.

Эквивалентный объем – это тот объем, который при данных условиях занимает 1 эквивалент вещества. Так как эквивалент водорода равен 1 моль, а в 22,4 л Н2 содержатся 2 эквивалента водорода; тогда эквивалентный объем водорода равен 22,4/2=11,2 л/моль, для О₂ эквивалентный объем равен 5,6 л/моль.

Определить эквивалент вещества можно также по его соединению с другим веществом, эквивалент которого известен.

Определить молярную массу эквивалента (эквивалентную массу) можно исходя из закона эквивалентов, который гласит, что химические элементы соединяются между собой или замещают друг друга в количествах, пропорциональных их молярным массам эквивалентов:

где m₁ и m₂ — массы реагирующих или образующихся веществ, m _экв1 и m _экв2 — эквивалентные массы этих веществ.

Нижеперечисленные законы принято считать основными законами химии.
В 1756 г. М.В. Ломоносов, после длительных испытаний, пришел к важному открытию: вес всех веществ, вступающих в химическую реакцию, равен весу всех продуктов реакции.

Закон сохранения вещества отражается в законе сохранения массы, который заключается в следующем: масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции. Вещества не исчезают и не возникают из ничего, а происходит химическое превращение. Закон является основой при составлении химических реакций и количественных расчетов в химии.

В 1808 Ж. Пруст сформулировал Закон постоянства состава, который гласит, что независимо от способа получения все индивидуальные вещества имеют постоянный количественный и качественный состав.

В 1803 г Д.Дальтон открыл Закон кратных отношений, заключающийся в том, что если два химических элемента образуют несколько соединений, то весовые доли одного и того же элемента в этих соединениях, приходящиеся на одну и ту же весовую долю второго элемента, относятся между собой как небольшие целые числа.

В 1808 г Гей-Люссак сформулировал Закон объемных отношений:

«Объемы газов, вступающих в химические реакции, и объемы газов, являющихся продуктами реакции, соотносятся между собой как небольшие целые числа».

Важную роль в развитии химической науки сыграли газовые законы (справедливы только для газов).

В 1811 г. Авогадро ди Кваренья (Закон Авогадро) доказал, что- в равных объемах любых газов при постоянных условиях (температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул. В одинаковых условиях одно и то же число молекул занимают равные объемы, а 1 моль любого при T=273°К и p=101,3 кПа газа занимает объем 22,4 л, который называется молярным объемом газа (V_m).

Независимо друг от друг трое ученых вывели следующие законы:

закон Бойля-Мариотта при Т= const:P₁V₁ = P₂V₂;

закон Шарля при V = const:P₁ / T₁ = P₂ / T₂

Если условия отличаются от нормальных, то применяют уравнение Клапейрона – Менделеева:

pV = nRT = (m/M)RT, где

p — давление газа, V — его объем, n — количество молей газа, R — универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль*К).

Количество газа при нормальных условиях рассчитывают по формуле:

Плотность газов при заданных давлении и температуре прямо пропорциональна их молярной массе:

ρ = m/V = pM/(RT) = (p/RT)M.

Относительная плотность газов показывает, во сколько раз один газ тяжелее другого. Плотность газа В по газу А определяется следующим образом:

Это основные законы химии. В заключение приведем Закон парциальных давлений (закон Дальтона). Парциальное давление в смеси равно тому давлению газа, которым он обладал бы, если бы занимал такой же объем, какой занимает вся смесь при той же температуре. При условии, что в газовой смеси нет химического взаимодействия, общее давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений газов, входящих в эту смесь:

Состав газовых смесей может выражаться количеством вещества (n), массовыми (ω_n), объемными (φ_n) и молярными (χ) долями:

zadachi-po-khimii.ru