Основные законы химии
    Внимание! На все задачи и упражнения даются ответы и решения. Закон постоянства состава.
    Впервые сформулировал Ж.Пруст (1808 г).
    Все индивидуальные химические вещества имеют постоянный качественный и количественный состав и определенное химическое строение, независимо от способа получения.
    Из закона постоянства состава следует, что при образовании сложного вещества элементы соединяются друг с другом в определенных массовых соотношениях.
    Массовая доля элемента ?(Э) показывает, какую часть составляет масса данного элемента от всей массы вещества: где n - число атомов; Ar(Э) - относительная атомная масса элемента; Mr - относительная молекулярная масса вещества.
    ?(Э) = (n•Ar(Э)) / Mr
    Зная количественный элементный состав соединения можно установить его простейшую молекулярную формулу:
    1. Обозначают формулу соединения Ax By Cz 2. Рассчитывают отношение X : Y : Z через массовые доли элементов:
    ?(A) = (х•Ar(А)) / Mr(AxByCz)
    ?(B) = (y•Ar(B)) / Mr(AxByCz)
    ?(C) = (z•Ar(C)) / Mr(AxByCz)
    X = (?(A)•Mr) / Ar(А) Y = (?(B) •Mr) / Ar(B)
    Z = (?(C) •Mr) / Ar(C)
    x : y : z = (?(A) / Ar(А)) : (?(B) / Ar(B)) : (?(C) / Ar(C))
    3. Полученные цифры делят на наименьшее для получения целых чисел X, Y, Z.
    4. Записывают формулу соединения. Закон кратных отношений. (Д.Дальтон, 1803 г.)
    Если два химических элемента дают 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.
    N2O N2O3 NO2(N2O4) N2O5
    Число атомов кислорода в молекулах этих соединений, приходящиеся на два атома азота, относятся между собой как 1 : 3 : 4 : 5. Закон объемных отношений. (Гей-Люссак, 1808 г.)
    "Объемы газов, вступающих в химические реакции, и объемы газов, образующихся в результате реакции, относятся между собой как небольшие целые числа".
    Следствие. Стехиометрические коэффициенты в уравнениях химических реакций для молекул газообразных веществ показывают, в каких объемных отношениях реагируют или получаются газообразные вещества.
    Примеры.
    a) 2CO + O2 --> 2CO2
    При окислении двух объемов оксида углерода (II) одним объемом кислорода образуется 2 объема углекислого газа, т.е. объем исходной реакционной смеси уменьшается на 1 объем.
    b) При синтезе аммиака из элементов:
    n2 + 3h2 --> 2nh3
    Один объем азота реагирует с тремя объемами водорода; образуется при этом 2 объема аммиака - объем исходной газообразной реакционной массы уменьшится в 2 раза. Закон Авогадро ди Кваренья (1811 г.)
    В равных объемах различных газов при одинаковых условиях (температура, давление и т.д.) содержится одинаковое число молекул.
    Закон справедлив только для газообразных веществ.
    Следствия:
    1. Одно и то же число молекул различных газов при одинаковых условиях занимает одинаковые объемы.
    2. При нормальных условиях (0°C = 273°К , 1 атм = 101,3 кПа) 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л.
    Объединенный газовый закон - объединение трех независимых частных газовых законов: Гей-Люссака, Шарля, Бойля-Мариотта, уравнение, которое можно записать так:
    P1V1 / T1 = P2V2 / T2
    И наоборот, из объединенного газового закона при P = const (P1 = P2) можно получить
    V1 / T1 = V2 / T2 (закон Гей-Люссака);при Т= const (T1 = T2):P1V1 = P2V2
    (закон Бойля-Мариотта);
    при V = const
    P1 / T1 = P2 / T2
    (закон Шарля). Уравнение Клайперона-Менделеева.
    Если записать объединенный газовый закон для любой массы любого газа, то получается уравнение Клайперона-Менделеева:
    pV= (m / M) RT
    где m - масса газа; M - молекулярная масса; p - давление; V - объем; T - абсолютная температура (°К); R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль•К) или 0,082 л атм/(моль•К)).
    Для данной массы конкретного газа отношение m / M постоянно, поэтому из уравнения Клайперона-Менделеева получается объединенный газовый закон.
    Относительная плотность газов показывает, во сколько раз 1 моль одного газа тяжелее (или легче) 1 моля другого газа.
    DA(B) = ?(B) / ?(A) = M(B) / M(A)
    Средняя молекулярная масса смеси газов равна общей массе смеси, деленной на общее число молей:
    Mср = (m1 +.... ............