Важнейшие законы химии

Важнейшие законы 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: YBa2Cu307-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:

Количество газа при нормальных условиях рассчитывают по формуле:

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.

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

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

www.ximicat.com

Важнейшие законы химии

Количественные законы химии

В химических реакциях одно или несколько веществ изменяют свой химический состав, образуя одно или несколько новых веществ. Вещества, подвергающиеся превращению, называются реагентами, а вновь образующиеся вещества называются продуктами. Эти определения позволяют записать любую химическую реакцию схематическим образом:

Состав химических соединений и изменения их состава, происходящие в результате химических реакций, подчиняются четырем важнейшим законам. Они называются количественными законами химии.

Закон сохранения материи (Лавуазье, 1774 г.) *. Согласно этому закону, в химических реакциях не может происходить возникновения или исчезновения материи. Например, если 4 г водорода сгорают в кислороде с образованием 36 г воды, то следует заключить, что в этой реакции принимают участие 32 г кислорода.

Химическое уравнение: 2H2 (газ) + O2 (газ) ъ= 2H2O (газ) Соединяющиеся массы: 4 г + 32 г = 36 г

Закон постоянства состава, или постоянных отношений (Пруст, 1797 г.). Согласно этому закону, каждое чистое соединение всегда состоит из одних и тех же элементов, связанных между собой в одинаковом весовом отношении. На этом законе основано приведенное выше определение соединения.

Закон кратных отношений (Дальтон, 1803 г.). Этот закон гласит, что если какие-либо два элемента, А и В, могут связываться между собой, образуя несколько разных соединений, то весовые (массовые) количества элемента А, которые связываются с постоянным весовым количеством элемента В, пропорциональны небольшим целым числам. Например, поскольку Ar(H) = 1 и Ar(0) = 16, то весовое отношение Н:0 для воды (H2O) равно 2: 16, а весовое отношение Н:0 для перекиси (пероксида) водорода (H2O2) равно 2:32, или 1:16. Следовательно, весовое отношение водорода, связанного с постоянным весовым количеством кислорода (скажем, 16 г) в воде и в пероксиде водорода, равно 2:1.

Закон эквивалентных отношений (Рихтер, 1792 г.). Этот закон гласит, что весовые количества двух или нескольких веществ, которые порознь вступают в химические реакции с постоянным весовым количеством третьего вещества, совпадают с весовыми количествами двух первых веществ в их реакции друг с другом или являются простыми кратными этих количеств. Рассмотрим, например, две следующие реакции:

Химическое уравнение: 2H2 (газ) + O2 (газ) = 2H2O (газ) Соединяющиеся массы: 4 г + 32 г = 36 г

Химическое уравнение: С (тв.) + O2 (газ) = CO2 (газ) Соединяющиеся массы: 12г +32 г =44г

Располагая этими данными и пользуясь законом эквивалентных отношений, можно предсказать, что углерод и водород должны соединяться в весовом отношении 12:4. Таково в действительности весовое отношение углерода и водорода в метане (CH4).

www.himikatus.ru

Важнейшие законы химии

Важнейшей и интереснейшей частью современного естествознания является химия — наука о веществах, их свойствах и превращениях их друг в друга.

Предметом химии являются вещества, из которых состоит окружающий нас мир. К настоящему времени известно примерно десять миллионов веществ и это число непрерывно увеличивается. Все вещества изучаются, классифицируются и получают свое название.

Превращения одних веществ в другие принято называть химическими реакциями (химическими явлениями>, которые отличают от физических явлений, например, горение водорода в атмосфере кислорода, в результате которого образуется вода, — это химическая реакция, а плавление льда и переход его в жидкую воду или испарение воды в результате кипения — это физические процессы.

Все химические вещества состоят из частиц, классификация которых в химии (и физике!) достаточно сложна; химические превращения связывают прежде всего с такими частицами, как атом, молекула, ядро, электрон, протон, нейтрон, атомные и молекулярные ионы, радикалы. Принято считать, что атом — это наименьшая химическая частица вещества, хотя, как мы знаем, каждый атом состоит из так называемых «элементарных частиц».

В следующем разделе будет показано, что свойства атома и характер его взаимодействия с другими атомами достаточно просто и достаточно точно можно объяснить моделью, в соответствии с которой атом состоит из определенного числа протонов p, нейтронов n и электронов .

Атом — электронейтралъная система взаимодействующих элементарных частиц, состоящая из ядра (образованного протонами и нейтронами) и электронов.

Хотя атомы образуются при взаимодействии всего лишь трех типов элементарных частиц, при их сочетании возникает большой набор разнообразных устойчивых или неустойчивых (радиоактивных!) систем.

При этом выяснилось, что всю совокупность образовавшихся таким образом атомов легко классифицировать всего лишь по одному параметру — заряду ядра Z.

Определенный вид атомов, характеризующийся одинаковым зарядом ядра, называется химическим элементом. Каждый элемент имеет свое название и свой символ, например элементы гелий Не, медь Cu, фосфор Р и т.д. (см. периодическую таблицу).

Наименование и символы элементов — химическая азбука, позволяющая описать состав любого вещества химической формулой.

Следующей, более сложной после атома, частицей может рассматриваться молекула.

Молекула — это электронейтралъная наименьшая совокупность атомов, образующих определенную структуру посредством химических связей. Природа химических связей имеет электростатический характер и будет рассмотрена в третьей главе.

Молекулы могут содержать атомы только одного элемента, например молекула кислорода содержит два атома кислорода и описывается формулой , молекула озона состоит из трех атомов кислорода — , молекула белого фосфора — из четырех атомов фосфора молекула брома — из двух атомов и т.д.; такие вещества называют простыми веществами.

В настоящее время известно 110 элементов, а число образуемых ими простых веществ около 400. Такое различие объясняется способностью того или иного элемента существовать в виде различных простых веществ, отличающихся по свойствам.

Это явление получило название аллотропия. Упомянутые выше аллотропные формы элемента кислорода отличаются числом атомов в их молекулах. Аллотропные формы элемента углерода — алмаз, графит и карбин отличаются строением их кристаллических решеток.

Вещества, молекулы которых состоят из атомов разных элементов, называют сложными веществами, например оксид водорода (вода) азотная кислота глюкоза и т.д.

Наличие химических формул для всех веществ позволяет изображать химические реакции посредством химических уравнений. В таблице 1.1 приведены основные типы химических реакций.

Наиболее характерными признаками химической реакции являются следующие рнешние изменения реакционной среды: 1) выделение газа; 2) образование осадка; 3) изменение окраски; 4) выделение или поглощение теплоты. Более детально особенности протекания химических реакций рассмотрены в § 7.

edu.sernam.ru

1.3. Основные законы химии

1. Закон сохранения массы веществ ( М.В. Ломоносов; 1756 г.):

масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции.

2. Закон постоянства состава.

Имеет различные формулировки:

состав соединений молекулярной структуры является постоянным независимо от способа получения (более точная современная формулировка);

любое сложное вещество независимо от способа его получения имеет постоянный качественный и количественный состав;

соотношения между массами элементов, входящих в состав данного соединения, постоянны и не зависят от способа получения этого соединения.

3. Закон кратных отношений (Дальтон , 1803 г.):

если два элемента образуют друг с другом несколько химических соединений, то массы одного из элементов, приходящиеся в этих соединениях на одну и ту же массу другого, относятся между собой как небольшие целые числа.

Закон свидетельствовал о том, что элементы входят в состав соединений лишь определенными порциями, подтвердил атомистические представления. Наименьшее количество элемента, вступающее в соединение, — это атом. Следовательно, в соединение может вступать только целое число атомов, а не дробное. Например, массовые соотношения С:О в оксидах СО2и СО равны 12:32 и 12:16. Следовательно, массовое отношение кислорода, связанное с постоянной массой углерода в СО2и СО, равно 2:1.

4. Закон объемных отношений(закон Гей-Люссака):

объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу и к объемам образующихся газообразных продуктов реакции как небольшие целые числа.

в равных объемах любых газов, взятых при одной и той же температуре и при одинаковом давлении, содержится одно и то же число молекул. Постоянная Авогадро NA = 6,02*10 23 моль -1 – число структурных единиц в одном моле вещества.

Следствия из закона Авогадро:

а) при определенных температуре и давлении 1 моль любого вещества в газообразном состоянии занимает один и тот же объем;

б) при н.у. (273,15 К и 101,325 кПа) молярный объем (Vм) любого газа равен 22,4 л моль. 1

6. Уравнение состояния идеального газа – Менделеева-Клапейрона:

где Р – давление газа, Па; V – объем газа, м 3 ; m – масса вещества, г; М – его молярная масса, г/моль; Т – абсолютная температура, К; R – универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/моль*К.

7. Закон парциальных давлений (закон Дальтона):

Давление смеси газов, химически не взаимодействующих друг с другом, равно сумме парциальных давлений газов, составляющих смесь. 2

Имеет несколько формулировок:

массы участвующих в реакции веществ пропорциональны их молярным массам эквивалента:

все вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах, т.е. количества молей эквивалента веществ, участвующих в реакции, равны между собой:

для реагирующих веществ, находящихся в растворе, закон эквивалентов записывают следующим образом:

где СЭ1, СЭ2 – нормальные концентрации или молярные концентрации эквивалента первого и второго растворов, моль/л; V1 и V2 – объемы реагирующих растворов, л.

studfiles.net

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

Смотрите так же:

  • Медицинские пособия для врачей Медицинские пособия для врачей Класс НВП и ОБЖМанекены и тренажеры по оказаниюпервой помощи для автошколы! Манекены, тренажеры, фантомы Поставляем медицинские учебные тренажеры, манекены, муляжи,фантомы, анатомические модели ведущих […]
  • Пособия по рисованию для детей Детские развивающие игры, уроки, поделки Игры для детей, поделки, аппликации, оригами, раскраски, рецепты. Учебник по рисованию для детей Изобразительное искусство Книжная полка Наше новое приобретение - учебник по рисованию для первого […]
  • 212 приказ от 07042008 Проект Приказа Министерства здравоохранения РФ "О внесении изменений в Порядок приема на обучение по образовательным программам высшего образования - программам ординатуры, утвержденный приказом Министерства здравоохранения Российской […]
  • Жалоба на судоисполнителей Куда жаловаться на судебных приставов? Куда жаловаться на судебных приставов – такой вопрос нередко возникает у граждан, пытающихся вернуть долги при помощи судебных приставов-исполнителей. Конечного результата от приставов можно ждать […]
  • Правила монастырской жизни Правила поведения в монастыре — 15 монастырских правил Правила поведения в монастыре — 15 монастырских правил Следуя 43 правилу VI Вселенского Собора, поступить в монастырь может любой христианин для спасения своей души и угождения Богу […]
  • Код права собственности Подтверждение права собственности на домен с помощью Google Analytics Если вы используете Google Analytics для отслеживания трафика веб-сайта в домене, вы можете подтвердить право собственности на домен и активировать G Suite с помощью […]

Обсуждение закрыто.