Химические газовые законы


В химических процессах объем реакционной смеси в отличие от ее сохраняющейся массы может изменяться. Это происходит, если в химической реакции реагируют или (и) образуются газообразные реагенты или (и) продукты. Изменение объема каждого газа подчиняется определенным закономерностям.

объем газа при постоянных физических условиях пропорционален массе газа

 
0000000017Отсюда следует, что в химических расчетах массу газов можно заменять их объемами.
Объемные соотношения в химических реакциях между газами определяет закон объемных отношений, который был установлен опытным путем французским ученым Гей-Люссаком (1808 г.)

в химических реакциях объемы газообразных веществ (реагентов и продуктов) относятся между собой как небольшие целые числа

Пример.
1. Одна объемная часть молекулярного водорода и такая же объемная часть молекулярного хлора образуют две объемные части хлороводорода:

H2 + Cl2 → HCl + HCl

2. Две объемные части диоксида серы и одна объемная часть молекулярного кислорода образуют две объемные части триоксида серы:

SO2 + SO2 + O2 → SO3 + SO3

В каждой реакции единичный объем любого газа (показанный квадратом) один и тот же, а сама реакция протекает при постоянном давлении и температуре.
Химический газовый закон Гей-Люссака не уточняет, в виде каких частиц (атомов или молекул) участвуют одноэлементные газы в реакциях. В то время считалось, что газы состоят из атомов, а поскольку размеры атомов различных газов неодинаковы, то и число атомов в равных объемов различных газов должно быть разным; это явно противоречило экспериментальным наблюдениям Гей-Люссака. В дальнейшем, это противоречие было снято, поскольку обнаружилось, что многие газы (водород, кислород, хлор и др.) состоят из двухатомных молекул.

0000000018Основным газовым законом является закон Авогадро, высказанный как гипотеза итальянским физиком и химиком Амедео Авогадро:

в равных объемах различных газов при одинаковых условиях содержится одно и то же число молекул

 
Именно авогадро своими исследованиями заложил основы молекулярной теории и ввел в науку представление о молекуле как о более сложной частице, чем составляющие ее атомы. Закон Авогадро объясняет простые объемные отношения реагирующих и образующихся газов, установленные ранее Гей-Люссаком.

Число молекул в 1 см3 при 101,325 кПа (1 атм) и 0°С первым определил Лошмидт, тем самым подтвердив правильность закона Авогадро.

Исходя из своей гипотезы, Авогадро разработал способ определения молярной массы Ma неизвестного газа B (или пара) из измеренной относительной плотности d этого газа по другому (известному) газу A:

MB = dAMA (p, T = const)

Наиболее часто используют относительную плотность газа по водороду dH2, тогда форму ла для расчета молярной массы газа MB принимает вид:

MB = 2,016 · dH2 г/моль

Относительную плотность газа по водороду определяют экспериментально.


Комментарии закрыты