Газові закони хімії


У хімічних процесах об’єм реакційної суміші, на відміну від її маси, може змінюватися. Це відбувається, якщо в хімічній реакції реагують або (і) утворюються газоподібні реагенти або (і) продукти. Зміна об’єму кожного газу підпорядковується певним закономірностям.

об’єм газу при постійних фізичних умовах пропорційний масі газу

 
0000000017 Звідси випливає, що в хімічних розрахунках масу газів можна замінювати їх об’ємами.
Об’ємні співвідношення в хімічних реакціях між газами визначає закон об’ємних відносин, який був встановлений дослідним шляхом французьким ученим Люссаком (1808)

в хімічних реакціях об’єми газоподібних речовин (реагентів і продуктів) відносяться між собою як невеликі цілі числа

 
Приклад.
1. Одна об’ємна частина молекулярного водню і така ж об’ємна частина молекулярного хлору утворюють дві об’ємні частини хлороводню:

H2 + Cl2 → HCl + HCl

2. Дві об’ємні частини діоксиду сірки та одна об’ємна частина молекулярного кисню утворюють дві об’ємні частини триоксиду сірки:

SO2 + SO2 + O2 → SO3 + SO3

У кожній реакції одиничний об’єм будь-якого газу один і той же, а сама реакція протікає при постійному тиску і температурі.
Хімічний газовий закон Гей-Люссака не уточнює, у вигляді яких частинок (атомів або молекул) беруть участь одноелементні гази в реакціях. У той час вважалося, що гази складаються з атомів, а оскільки розміри атомів різних газів неоднакові, то й число атомів в рівних об’ємах різних газів має бути різним; це суперечило експериментальним спостереженнями Гей-Люссака. Надалі, це протиріччя було знято, оскільки виявилося, що багато газів (водень, кисень, хлор та ін.) Складаються з двохатомних молекул.

0000000018 Основним газовим законом є закон Авогадро, висловлений як гіпотеза італійським фізиком і хіміком Амедео Авогадро:

в рівних об’ємах різних газів при однакових умовах міститься одне і те ж число молекул

 
Саме Авогадро своїми дослідженнями заклав основи молекулярної теорії і ввів у науку уявлення про молекули як про більш складні частинки, ніж атоми. Закон Авогадро пояснює прості об’ємні відношення між реагуючими та утворюючимися газами, встановлені раніше Люссаком.

Число молекул в 1 см 3 при 101,325 кПа (1 атм) і 0 ° С першим визначив Лошмідт, тим самим підтвердив закон Авогадро.

Виходячи зі своєї гіпотези, Авогадро розробив спосіб визначення молярної маси Ma невідомого газу B (або пара) з виміряної відносної щільності d цього газу по іншому (відомому) газу A:

MB = dAMA (p, T = const )

Найбільш часто використовують відносну щільність газу за воднем dH2, тоді формула для розрахунку молярної маси газу MB приймає вигляд:

MB = 2,016 · dH2 г / моль

Відносну щільність газу за воднем визначають експериментально.


Comments are closed.