Nachschlagetabellen zur Physik. Grundformeln der Molekularphysik und Thermodynamik. Grundformeln der Physik: Elektrizität

Die Masse von 1 Mol eines Stoffes nennt man molar. Wie nennt man das Volumen von 1 Mol eines Stoffes? Offensichtlich wird dies auch als Molvolumen bezeichnet.

Was ist gleich Molvolumen Wasser? Als wir 1 Mol Wasser abgemessen haben, haben wir auf der Waage nicht 18 g Wasser gewogen – das ist unpraktisch. Wir verwendeten Messutensilien: einen Zylinder oder ein Becherglas, da wir wussten, dass die Dichte von Wasser 1 g/ml beträgt. Daher beträgt das Molvolumen von Wasser 18 ml/mol. In Flüssigkeiten u Feststoffe das Molvolumen hängt von ihrer Dichte ab (Abb. 52, a). Anders sieht es bei Gasen aus (Abb. 52, b).

Reis. 52.
Molvolumina (n.s.):
a – Flüssigkeiten und Feststoffe; B - gasförmige Stoffe

Wenn Sie 1 Mol Wasserstoff H 2 (2 g), 1 Mol Sauerstoff O 2 (32 g), 1 Mol Ozon O 3 (48 g), 1 Mol nehmen Kohlendioxid CO 2 (44 g) und sogar 1 Mol Wasserdampf H 2 O (18 g) unter den gleichen Bedingungen, zum Beispiel normal (in der Chemie wird es normalerweise als Normalbedingungen (n.s.) bezeichnet) Temperatur 0 ° C und Druck 760 mm Hg. Art. oder 101,3 kPa), dann stellt sich heraus, dass 1 Mol eines der Gase das gleiche Volumen von 22,4 Litern einnimmt und enthält selbe Nummer Moleküle - 6 × 10 23.

Und wenn Sie 44,8 Liter Gas zu sich nehmen, wie viel davon wird dann aufgenommen? Natürlich 2 Mol, da das angegebene Volumen das Doppelte des Molvolumens ist. Somit:

wobei V das Gasvolumen ist. Von hier

Molvolumen ist physikalische Größe, gleich dem Verhältnis Volumen einer Substanz zur Menge einer Substanz.

Das Molvolumen gasförmiger Stoffe wird in l/mol ausgedrückt. Vm - 22,4 l/mol. Das Volumen eines Kilomols wird Kilomolar genannt und in m 3 /kmol gemessen (Vm = 22,4 m 3 /kmol). Das Millimolvolumen beträgt dementsprechend 22,4 ml/mmol.

Aufgabe 1. Finden Sie die Masse von 33,6 m 3 Ammoniak NH 3 (n.s.).

Aufgabe 2. Finden Sie die Masse und das Volumen (n.v.) von 18 × 10 20 Molekülen Schwefelwasserstoff H 2 S.

Achten wir bei der Lösung des Problems auf die Anzahl der Moleküle 18 × 10 20. Da 10 20 1000-mal kleiner als 10 23 ist, sollten Berechnungen natürlich mit mmol, ml/mmol und mg/mmol durchgeführt werden.

Schlüsselwörter und Phrasen

1. Molare, millimolare und Kilomolare Volumina von Gasen.
2. Molvolumen von Gasen (at normale Bedingungen) entspricht 22,4 l/mol.
3. Normale Bedingungen.

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Fragen und Aufgaben

1. Finden Sie die Masse und Anzahl der Moleküle bei n. u. für: a) 11,2 Liter Sauerstoff; b) 5,6 m 3 Stickstoff; c) 22,4 ml Chlor.
2. Finden Sie das Volumen bei n. u. benötigt: a) 3 g Wasserstoff; b) 96 kg Ozon; c) 12 × 10 20 Stickstoffmoleküle.
3. Finden Sie die Dichten (Masse 1 Liter) von Argon, Chlor, Sauerstoff und Ozon bei Raumtemperatur. u. Wie viele Moleküle jeder Substanz sind unter den gleichen Bedingungen in 1 Liter enthalten?
4. Berechnen Sie die Masse von 5 Litern (n.s.): a) Sauerstoff; b) Ozon; c) Kohlendioxid CO 2.
5. Geben Sie an, was schwerer ist: a) 5 l Schwefeldioxid(SO 2) oder 5 Liter Kohlendioxid (CO 2); b) 2 l Kohlendioxid (CO 2) oder 3 l Kohlenmonoxid(ALSO).

Bei chemischen Berechnungen wird neben Masse und Volumen häufig auch die Menge eines Stoffes verwendet. proportional zur Zahl in der Substanz enthalten Struktureinheiten. Dabei ist jeweils anzugeben, welche Struktureinheiten (Moleküle, Atome, Ionen etc.) gemeint sind. Die Mengeneinheit eines Stoffes ist das Mol.

Mol ist die Stoffmenge, die so viele Moleküle, Atome, Ionen, Elektronen oder andere Struktureinheiten enthält, wie 12 g des 12C-Kohlenstoffisotops Atome enthalten.

Die Anzahl der in 1 Mol einer Substanz enthaltenen Struktureinheiten (Avogadro-Konstante) wird mit großer Genauigkeit bestimmt; In praktischen Berechnungen wird ein Wert von 6,02 · 1024 mol -1 angenommen.

Es ist nicht schwer zu zeigen, dass die Masse von 1 Mol eines Stoffes (Molmasse), ausgedrückt in Gramm, numerisch gleich der relativen Molekülmasse dieses Stoffes ist.

Somit beträgt das relative Molekulargewicht (oder kurz Molekulargewicht) von freiem Chlor C1g 70,90. Daher beträgt die Molmasse von molekularem Chlor 70,90 g/mol. Allerdings ist die Molmasse der Chloratome halb so groß (45,45 g/mol), da 1 Mol Cl-Chlormoleküle 2 Mol Chloratome enthält.

Nach dem Gesetz von Avogadro gilt: gleiche Volumina Jedes Gas, das bei gleicher Temperatur und gleichem Druck aufgenommen wird, enthält die gleiche Anzahl an Molekülen. Mit anderen Worten: Die gleiche Anzahl an Molekülen eines beliebigen Gases nimmt unter den gleichen Bedingungen das gleiche Volumen ein. Gleichzeitig enthält 1 Mol eines beliebigen Gases die gleiche Anzahl an Molekülen. Folglich nimmt unter denselben Bedingungen 1 Mol eines beliebigen Gases dasselbe Volumen ein. Dieses Volumen wird als Molvolumen des Gases bezeichnet und beträgt unter normalen Bedingungen (0 °C, Druck 101.425 kPa) 22,4 Liter.

Beispielsweise bedeutet die Aussage „Der Kohlendioxidgehalt der Luft beträgt 0,04 % (Vol.)“, dass bei einem CO 2 -Partialdruck, der dem Luftdruck entspricht, und bei gleicher Temperatur das in der Luft enthaltene Kohlendioxid aufgenommen wird 0,04 % des gesamten von Luft eingenommenen Volumens.

Testaufgabe

1. Vergleichen Sie die Anzahl der Moleküle, die in 1 g NH 4 und in 1 g N 2 enthalten sind. In welchem ​​Fall und um wie viel Mal ist die Anzahl der Moleküle größer?

2. Geben Sie die Masse eines Schwefeldioxidmoleküls in Gramm an.

4. Wie viele Moleküle sind unter Normalbedingungen in 5,00 ml Chlor enthalten?

4. Welches Volumen nehmen unter Normalbedingungen 27 · 10 21 Gasmoleküle ein?

5. Drücken Sie die Masse eines NO 2 -Moleküls in Gramm aus -

6. Wie groß ist das Verhältnis der von 1 Mol O2 und 1 Mol Oz eingenommenen Volumina (die Bedingungen sind die gleichen)?

7. Genommen gleiche Massen Sauerstoff, Wasserstoff und Methan unter gleichen Bedingungen. Finden Sie das Verhältnis der entnommenen Gasvolumina.

8. Auf die Frage, wie viel Volumen 1 Mol Wasser unter normalen Bedingungen einnimmt, lautete die Antwort: 22,4 Liter. Ist das die richtige Antwort?

9. Geben Sie die Masse eines HCl-Moleküls in Gramm an.

Wie viele Kohlendioxidmoleküle gibt es in 1 Liter Luft, wenn der Volumengehalt an CO 2 0,04 % beträgt (Normalbedingungen)?

10. Wie viele Mol sind unter normalen Bedingungen in 1 m 4 eines Gases enthalten?

11. Geben Sie die Masse eines Moleküls H 2 O- in Gramm an.

12. Wie viele Mol Sauerstoff enthält 1 Liter Luft, wenn das Volumen

14. Wie viele Mol Stickstoff enthält 1 Liter Luft, wenn sein Volumengehalt 78 % beträgt (Normalbedingungen)?

14. Unter gleichen Bedingungen werden gleiche Massen an Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff entnommen. Finden Sie das Verhältnis der entnommenen Gasvolumina.

15. Vergleichen Sie die Anzahl der Moleküle, die in 1 g NO 2 und in 1 g N 2 enthalten sind. In welchem ​​Fall und um wie viel Mal ist die Anzahl der Moleküle größer?

16. Wie viele Moleküle sind unter Standardbedingungen in 2,00 ml Wasserstoff enthalten?

17. Geben Sie die Masse eines Moleküls H 2 O in Gramm an.

18. Welches Volumen nehmen unter normalen Bedingungen 17 · 10 21 Gasmoleküle ein?

GESCHWINDIGKEIT CHEMISCHER REAKTIONEN

Bei der Definition des Konzepts Geschwindigkeit chemische Reaktion Es ist zwischen homogenen und heterogenen Reaktionen zu unterscheiden. Findet eine Reaktion in einem homogenen System statt, beispielsweise in einer Lösung oder in einem Gasgemisch, dann findet sie im gesamten Volumen des Systems statt. Geschwindigkeit der homogenen Reaktion ist die Menge eines Stoffes, die pro Zeiteinheit pro Volumeneinheit des Systems reagiert oder durch eine Reaktion gebildet wird. Da das Verhältnis der Molzahl einer Substanz zum Volumen, in dem sie verteilt ist, die molare Konzentration der Substanz darstellt, kann die Geschwindigkeit einer homogenen Reaktion auch definiert werden als Konzentrationsänderung pro Zeiteinheit einer der Substanzen: des Ausgangsreagenzes oder des Reaktionsprodukts. Um sicherzustellen, dass das Berechnungsergebnis immer positiv ist, unabhängig davon, ob es auf einem Reagenz oder einem Produkt basiert, wird in der Formel das „±“-Zeichen verwendet:

Abhängig von der Art der Reaktion kann die Zeit nicht nur in Sekunden angegeben werden, wie es das SI-System erfordert, sondern auch in Minuten oder Stunden. Während der Reaktion ist die Größe ihrer Geschwindigkeit nicht konstant, sondern ändert sich kontinuierlich: Sie nimmt mit abnehmenden Konzentrationen ab Ausgangsmaterialien. Die obige Berechnung ergibt den Durchschnittswert der Reaktionsgeschwindigkeit über ein bestimmtes Zeitintervall Δτ = τ 2 – τ 1. Die wahre (augenblickliche) Geschwindigkeit ist definiert als die Grenze, zu der das Verhältnis Δ tendiert MIT/ Δτ bei Δτ → 0, d. h. die wahre Geschwindigkeit ist gleich der Ableitung der Konzentration nach der Zeit.

Für eine Reaktion, deren Gleichung stöchiometrische Koeffizienten enthält, die von Eins abweichen, werden die Geschwindigkeitswerte ausgedrückt in Form von verschiedene Substanzen, sind nicht das Gleiche. Beispielsweise beträgt für die Reaktion A + 4B = D + 2E der Verbrauch von Stoff A ein Mol, der von Stoff B drei Mol und der Vorrat an Stoff E zwei Mol. Deshalb υ (A) = ⅓ υ (B) = υ (D) =½ υ (E) oder υ (E) . = ⅔ υ (IN) .

Findet eine Reaktion zwischen Stoffen statt, die sich in verschiedenen Phasen eines heterogenen Systems befinden, dann kann sie nur an der Grenzfläche zwischen diesen Phasen stattfinden. Beispielsweise findet die Wechselwirkung zwischen einer Säurelösung und einem Metallstück nur an der Oberfläche des Metalls statt. Geschwindigkeit der heterogenen Reaktion ist die Menge eines Stoffes, die pro Zeiteinheit pro Grenzflächenoberfläche reagiert oder durch eine Reaktion gebildet wird:

.

Die Abhängigkeit der Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion von der Konzentration der Reaktanten wird durch das Gesetz ausgedrückt aktive Massen: bei konstante Temperatur Die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion ist direkt proportional zum Produkt der molaren Konzentrationen der reagierenden Substanzen, erhöht auf Potenzen gleich den Koeffizienten in den Formeln dieser Substanzen in der Reaktionsgleichung. Dann zur Reaktion

2A + B → Produkte

Das Verhältnis ist gültig υ ~ · MIT A 2 · MIT B, und zum Übergang zur Gleichheit wird ein Proportionalitätskoeffizient eingeführt k, angerufen Reaktionsgeschwindigkeitskonstante:

υ = k· MIT A 2 · MIT B = k·[A] 2 ·[B]

(molare Konzentrationen in Formeln kann als Buchstabe bezeichnet werden MIT mit dem entsprechenden Index und der Formel des darin enthaltenen Stoffes eckige Klammern). Physikalische Bedeutung Rea– Reaktionsgeschwindigkeit bei Konzentrationen aller Reaktanten von 1 mol/l. Die Dimension der Rehängt von der Anzahl der Faktoren auf der rechten Seite der Gleichung ab und kann c –1 betragen; s –1 ·(l/mol); s –1 · (l 2 /mol 2) usw., d. h. in jedem Fall wird die Reaktionsgeschwindigkeit in Berechnungen in mol · l –1 · s –1 ausgedrückt.

Bei heterogenen Reaktionen berücksichtigt die Gleichung des Massenwirkungsgesetzes nur die Konzentrationen derjenigen Stoffe, die sich in der Gasphase oder in Lösung befinden. Die Konzentration eines Stoffes in der festen Phase ist ein konstanter Wert und geht in die Geschwindigkeitskonstante ein, beispielsweise für den Verbrennungsprozess von Kohle C + O 2 = CO 2 lautet das Massenwirkungsgesetz:

υ = kI·const··= k·,

Wo k= kI const.

In Systemen, in denen ein oder mehrere Stoffe Gase sind, hängt die Reaktionsgeschwindigkeit auch vom Druck ab. Wenn beispielsweise Wasserstoff mit Joddampf H 2 + I 2 = 2HI interagiert, wird die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion durch den Ausdruck bestimmt:

υ = k··.

Wenn Sie den Druck beispielsweise um das Vierfache erhöhen, verringert sich das vom System eingenommene Volumen um den gleichen Betrag und folglich erhöhen sich die Konzentrationen der einzelnen reagierenden Stoffe um den gleichen Betrag. Die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht sich in diesem Fall um das Neunfache

Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Temperatur beschrieben durch van't Hoffs Regel: Mit jedem Temperaturanstieg um 10 Grad erhöht sich die Reaktionsgeschwindigkeit um das 2- bis 4-fache. Das bedeutet, dass die Temperatur steigt arithmetische Folge die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion nimmt zu geometrischer Verlauf. Die Basis in der Fortschrittsformel ist Temperaturkoeffizient der Reaktionsgeschwindigkeitγ gibt an, wie oft die Geschwindigkeit einer bestimmten Reaktion (oder, was dasselbe ist, die Geschwindigkeitskonstante) bei einem Temperaturanstieg um 10 Grad zunimmt. Mathematisch wird die Van't-Hoff-Regel durch die Formeln ausgedrückt:

oder

wobei und die jeweiligen Reaktionsgeschwindigkeiten am Anfang sind T 1 und endgültig T 2 Temperaturen. Van't Hoffs Regel kann auch durch die folgenden Beziehungen ausgedrückt werden:

; ; ; ,

wobei und jeweils die Geschwindigkeit und die Geschwindigkeitskonstante der Reaktion bei der Temperatur sind T; und – die gleichen Werte bei der Temperatur T +10N; N– Anzahl der „Zehn-Grad“-Intervalle ( N =(T 2 –T 1)/10), um die sich die Temperatur geändert hat (kann eine ganze oder gebrochene Zahl, positiv oder negativ sein).

Testaufgabe

1. Ermitteln Sie den Wert der Geschwindigkeitskonstante für die Reaktion A + B -> AB, wenn bei Konzentrationen der Stoffe A und B von 0,05 bzw. 0,01 mol/l die Reaktionsgeschwindigkeit 5 · 10 -5 mol/(l beträgt -Mindest).

2. Wie oft ändert sich die Reaktionsgeschwindigkeit 2A + B -> A2B, wenn die Konzentration von Substanz A um das Zweifache erhöht und die Konzentration von Substanz B um das Zweifache verringert wird?

4. Wie oft sollte die Konzentration der Substanz B 2 im System 2A 2 (g) + B 2 (g) = 2A 2 B (g) erhöht werden, damit die Konzentration der Substanz A um das Vierfache abnimmt , ändert sich die Geschwindigkeit der direkten Reaktion nicht?

4. Einige Zeit nach Beginn der Reaktion 3A+B->2C+D betrugen die Stoffkonzentrationen: [A] =0,04 mol/l; [B] = 0,01 mol/l; [C] =0,008 mol/l. Wie hoch sind die Anfangskonzentrationen der Stoffe A und B?

5. Im System CO + C1 2 = COC1 2 wurde die Konzentration von 0,04 auf 0,12 mol/l und die Chlorkonzentration von 0,02 auf 0,06 mol/l erhöht. Wie oft hat sich die Geschwindigkeit der Vorwärtsreaktion erhöht?

6. Die Reaktion zwischen den Stoffen A und B wird durch die Gleichung ausgedrückt: A + 2B → C. Die Anfangskonzentrationen betragen: [A] 0 = 0,04 mol/l, [B] o = 0,05 mol/l. Die Rebeträgt 0,4. Finden Anfangsgeschwindigkeit Reaktionen und die Reaktionsgeschwindigkeit nach einiger Zeit, wenn die Konzentration der Substanz A um 0,01 mol/l abnimmt.

7. Wie ändert sich die Geschwindigkeit der Reaktion 2CO + O2 = 2CO2, die in einem geschlossenen Gefäß abläuft, wenn der Druck verdoppelt wird?

8. Berechnen Sie anhand des Wertes, wie oft sich die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht, wenn die Temperatur des Systems von 20 °C auf 100 °C erhöht wird Temperaturkoeffizient Reaktionsgeschwindigkeit gleich 4.

9. Wie ändert sich die Reaktionsgeschwindigkeit 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.), wenn der Druck im System um das Vierfache erhöht wird;

10. Wie ändert sich die Reaktionsgeschwindigkeit 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.), wenn das Volumen des Systems um das Vierfache reduziert wird?

11. Wie ändert sich die Geschwindigkeit der Reaktion 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.), wenn die NO-Konzentration um das Vierfache erhöht wird?

12. Wie groß ist der Temperaturkoeffizient der Reaktionsgeschwindigkeit, wenn bei einem Temperaturanstieg um 40 Grad die Reaktionsgeschwindigkeit steigt?

um das 15,6-fache erhöht?

14. . Ermitteln Sie den Wert der Geschwindigkeitskonstante für die Reaktion A + B -> AB, wenn bei Konzentrationen der Stoffe A und B von 0,07 bzw. 0,09 mol/l die Reaktionsgeschwindigkeit 2,7 · 10 -5 mol/(l-min) beträgt ).

14. Die Reaktion zwischen den Stoffen A und B wird durch die Gleichung ausgedrückt: A + 2B → C. Die Anfangskonzentrationen betragen: [A] 0 = 0,01 mol/l, [B] o = 0,04 mol/l. Die Rebeträgt 0,5. Ermitteln Sie die anfängliche Reaktionsgeschwindigkeit und die Reaktionsgeschwindigkeit nach einiger Zeit, wenn die Konzentration der Substanz A um 0,01 mol/l abnimmt.

15. Wie ändert sich die Reaktionsgeschwindigkeit 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.), wenn der Druck im System verdoppelt wird;

16. Im System CO + C1 2 = COC1 2 wurde die Konzentration von 0,05 auf 0,1 mol/l und die Chlorkonzentration von 0,04 auf 0,06 mol/l erhöht. Wie oft hat sich die Geschwindigkeit der Vorwärtsreaktion erhöht?

17. Berechnen Sie, wie oft sich die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht, wenn die Temperatur des Systems von 20 °C auf 80 °C erhöht wird, indem Sie den Wert des Temperaturkoeffizienten der Reaktionsgeschwindigkeit gleich 2 annehmen.

18. Berechnen Sie, wie oft sich die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht, wenn die Temperatur des Systems von 40 °C auf 90 °C erhöht wird, indem Sie den Wert des Temperaturkoeffizienten der Reaktionsgeschwindigkeit gleich 4 annehmen.

CHEMISCHE BINDUNG. BILDUNG UND STRUKTUR VON MOLEKÜLEN

1.Welche Arten chemischer Bindungen kennen Sie? Geben Sie ein Beispiel für die Bildung einer Ionenbindung mithilfe der Valenzbindungsmethode.

2. Welche chemische Bindung wird als kovalent bezeichnet? Was ist charakteristisch für kovalenter Typ Verbindungen?

4. Welche Eigenschaften zeichnen eine kovalente Bindung aus? Zeigen Sie dies anhand konkreter Beispiele.

4. Welche Art von chemischer Bindung gibt es in H2-Molekülen? Cl 2 HC1?

5.Was ist die Natur der Bindungen in Molekülen? NCI 4 CS 2, CO 2? Geben Sie für jeden von ihnen die Verschiebungsrichtung des gemeinsamen Elektronenpaares an.

6. Welche chemische Bindung wird als ionisch bezeichnet? Was ist charakteristisch für den ionischen Bindungstyp?

7. Welche Art von Bindung gibt es in den NaCl-, N 2-, Cl 2-Molekülen?

8. Stellen Sie sich alles vor mögliche WegeÜberlappung des s-Orbitals mit dem p-Orbital;. Geben Sie in diesem Fall die Kommunikationsrichtung an.

9. Erklären Sie den Donor-Akzeptor-Mechanismus kovalente Bindung am Beispiel der Bildung des Phosphoniumions [PH 4 ]+.

10. Ist die Bindung in CO-Molekülen, C0 2, polar oder unpolar? Erklären. Beschreiben Sie die Wasserstoffbrückenbindung.

11. Warum sind manche Moleküle mit polaren Bindungen im Allgemeinen unpolar?

12.Kovalenter oder ionischer Bindungstyp ist typisch für folgende Verbindungen: Nal, S0 2, KF? Warum Ionenverbindung ist der Grenzfall kovalent?

14. Was ist Metallverbindung? Wie unterscheidet es sich von einer kovalenten Bindung? Welche Eigenschaften von Metallen bestimmt es?

14. Welcher Art sind die Bindungen zwischen Atomen in Molekülen? KHF 2, H 2 0, HNO ?

15. Wie man es erklärt hohe Festigkeit Bindungen zwischen Atomen im Stickstoffmolekül N2 und deutlich weniger im Phosphormolekül P4?

16 . Welche Art von Bindung wird als Wasserstoffbindung bezeichnet? Warum entstehen im Gegensatz zu H2O und HF Moleküle aus H2S und HC1? Wasserstoffbrücken nicht typisch?

17. Welche Bindung heißt ionisch? Besitzt eine Ionenbindung die Eigenschaften Sättigung und Direktionalität? Warum handelt es sich um einen Extremfall einer kovalenten Bindung?

18. Welche Art von Bindung gibt es in den Molekülen NaCl, N 2, Cl 2?

^ Molmasse und Molvolumen einer Substanz. Die Molmasse ist die Masse eines Mols einer Substanz. Sie wird anhand der Masse und Menge des Stoffes nach folgender Formel berechnet:

Мв = К· Мr (1)

Dabei ist K der Proportionalitätskoeffizient von 1 g/mol.

Tatsächlich ist für das Kohlenstoffisotop 12 6 C Ar = 12 und die Molmasse der Atome (gemäß der Definition des Begriffs „Mol“) beträgt 12 g/mol. Folglich stimmen die Zahlenwerte der beiden Massen überein, was bedeutet, dass K = 1 ist. Daraus folgt Die Molmasse eines Stoffes, ausgedrückt in Gramm pro Mol, hat dasselbe numerischer Wert, was dem relativen Molekül entspricht(atomar) Gewicht. Also Molmasse Atomarer Wasserstoff gleich 1,008 g/mol, molekularer Wasserstoff – 2,016 g/mol, molekularer Sauerstoff – 31,999 g/mol.

Nach dem Avogadro-Gesetz nimmt die gleiche Anzahl von Molekülen eines beliebigen Gases unter gleichen Bedingungen das gleiche Volumen ein. Andererseits enthält 1 Mol einer Substanz (per Definition) die gleiche Anzahl an Teilchen. Daraus folgt, dass bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck 1 Mol eines Stoffes im gasförmigen Zustand das gleiche Volumen einnimmt.

Das Verhältnis des von einem Stoff eingenommenen Volumens zu seiner Menge wird als Molvolumen des Stoffes bezeichnet. Unter normalen Bedingungen (101,325 kPa; 273 K) ist das Molvolumen jedes Gases gleich 22,4l/mol(genauer: Vn = 22,4 l/mol). Diese Aussage gilt für ein solches Gas, wenn andere Arten der Wechselwirkung seiner Moleküle untereinander außer ihrer elastischen Kollision vernachlässigt werden können. Solche Gase nennt man ideal. Bei nicht idealen Gasen, sogenannten realen Gasen, sind die Molvolumina unterschiedlich und unterscheiden sich geringfügig davon genauer Wert. In den meisten Fällen spiegelt sich der Unterschied jedoch nur in der vierten und den folgenden signifikanten Ziffern wider.

Messungen von Gasvolumina werden üblicherweise unter anderen als den normalen Bedingungen durchgeführt. Um das Gasvolumen auf normale Bedingungen zu bringen, können Sie die Gleichung verwenden, die kombiniert Gasgesetze Boyle – Mariotte und Gay – Lussac:

pV / T = p 0 V 0 / T 0

Wobei: V das Gasvolumen bei Druck p und Temperatur T ist;

V 0 ist das Gasvolumen bei Normaldruck p 0 (101,325 kPa) und Temperatur T 0 (273,15 K).

Die Molmassen von Gasen lassen sich auch über die Zustandsgleichung berechnen ideales Gas– Clapeyron – Mendeleev-Gleichung:

pV = m B RT / M B ,

Wobei: p – Gasdruck, Pa;

V – sein Volumen, m3;

M B - Masse der Substanz, g;

M B – seine Molmasse, g/mol;

T - Absolute Temperatur, ZU;

R ist die universelle Gaskonstante von 8,314 J / (mol K).

Wenn Volumen und Druck eines Gases in anderen Maßeinheiten ausgedrückt werden, nimmt der Wert der Gaskonstante in der Clapeyron-Mendeleev-Gleichung einen anderen Wert an. Sie kann mit der Formel berechnet werden, die sich aus dem einheitlichen Gesetz des Gaszustands für ein Mol eines Stoffes unter normalen Bedingungen für ein Mol Gas ergibt:

R = (p 0 V 0 / T 0)

Beispiel 1. In Mol ausgedrückt: a) 6,0210 21 CO 2 -Moleküle; b) 1,2010 24 Sauerstoffatome; c) 2,0010 23 Wassermoleküle. Wie groß ist die Molmasse dieser Stoffe?

Lösung. Ein Mol ist die Menge einer Substanz, die eine Anzahl von Teilchen einer bestimmten Art enthält, die der Avogadro-Konstante entspricht. Daher ist a) 6,0210 21 d.h. 0,01 mol; b) 1,2010 24, d.h. 2 Mol; c) 2,0010 23, d.h. 1/3 Mol. Die Masse eines Mols einer Substanz wird in kg/mol oder g/mol ausgedrückt. Die Molmasse einer Substanz in Gramm ist numerisch gleich ihrer relativen molekularen (atomaren) Masse, ausgedrückt in atomare Einheiten Masse (amu)

Als Molekulargewichte CO 2 und H 2 O sowie die Atommasse von Sauerstoff betragen jeweils 44; 18 und 16 amu, dann sind ihre Molmassen gleich: a) 44 g/mol; b) 18 g/mol; c) 16 g/mol.

Beispiel 2. Berechnen Sie die absolute Masse eines Schwefelsäuremoleküls in Gramm.

Lösung. Ein Mol einer beliebigen Substanz (siehe Beispiel 1) enthält Avogadros Konstante N A an Struktureinheiten (in unserem Beispiel Moleküle). Die Molmasse von H 2 SO 4 beträgt 98,0 g/mol. Daher beträgt die Masse eines Moleküls 98/(6,02 10 23) = 1,63 10 -22 g.

Molares Volumen- das Volumen eines Mols einer Substanz, der durch Division erhaltene Wert Molmasse auf Dichte. Charakterisiert die Packungsdichte von Molekülen.

Bedeutung N A = 6,022…×10 23 benannte Avogadros Nummer nach dem italienischen Chemiker Amedeo Avogadro. Dies ist die universelle Konstante für winzige Partikel jede Substanz.

Es ist diese Anzahl von Molekülen, die 1 Mol Sauerstoff O2 enthält, die gleiche Anzahl von Atomen in 1 Mol Eisen (Fe), Moleküle in 1 Mol Wasser H2O usw.

Nach dem Avogadro-Gesetz ist 1 Mol eines idealen Gases bei normale Bedingungen hat das gleiche Volumen V m= 22,413 996(39) l. Unter normalen Bedingungen sind die meisten Gase nahezu ideal, also alle ReferenzinformationenÖ Molvolumen chemische Elemente bezieht sich auf ihre kondensierten Phasen, sofern nicht anders angegeben