Закон Авогадро в химии – формула, следствия и примеры
Закон
Первым исследовал реакции газов Жозеф Гeй-Люссак в 1808 году. Он сформулировал законы теплового расширения газов и объёмных отношений, получив из хлористого водорода и аммиака (двух газов) кристаллическое вещество – NH4Cl (хлорид аммония). Выяснилось, что для его создания необходимо взять одинаковые объёмы газов. При этом если один газ был в избытке, то «лишняя» часть после реакции оставалась неиспользованной.
Чуть позже Авогадро сформулировал вывод о том, что при одинаковых температурах и давлении равные объёмы газов содержат одинаковое количество молекул. При этом газы могут обладать разными химическими и физическими свойствами.
Рис. 1. Амедео Авогадро.
Из закона Авогадро вытекает два следствия:
- первое – один моль газа при равных условиях занимает одинаковый объём;
- второе – отношение масс одинаковых объёмов двух газов равно отношению их молярных масс и выражает относительную плотность одного газа по другому (обозначается D).
Нормальными условиями (н.у.) считаются давление Р=101,3 кПа (1 атм) и температура Т=273 К (0°С). При нормальных условиях молярный объём газов (объём вещества к его количеству) составляет 22,4 л/моль, т.е. 1 моль газа (6,02 ∙ 1023 молекул – постоянное число Авогадро) занимает объём 22,4 л. Молярный объём (Vm) – постоянная величина.
Рис. 2. Нормальные условия.
Решение задач
Главное значение закона – возможность проводить химические расчёты. На основе первого следствия закона можно вычислить количество газообразного вещества через объём по формуле:
n = V/Vm,где V – объём газа, Vm – молярный объём, n – количество вещества, измеряемое в молях.
Второй вывод из закона Авогадро касается расчёта относительной плотности газа (ρ). Плотность высчитывается по формуле m/V. Если рассматривать 1 моль газа, то формула плотности будет выглядеть следующим образом:
ρ(газа) = M/Vm,где M – масса одного моля, т.е. молярная масса.
Для расчёта плотности одного газа по другому газу необходимо знать плотности газов. Общая формула относительной плотности газа выглядит следующим образом:
D(y)x = ρ(x) / ρ(y),где ρ(x) – плотность одного газа, ρ(y) – второго газа.
Если подставить в формулу подсчёт плотности, то получится:
D(y)x = M(х) / Vm / M(y) / Vm.Молярный объём сокращается и остаётся
D(y)x = M(х) / M(y).Рассмотрим пpaктическое применение закона на примере двух задач:
- Сколько литров СО2 получится из 6 моль MgCO3 при реакции разложения MgCO3 на оксид магния и углекислый газ (н.у.)?
- Чему равна относительная плотность CO2 по водороду и по воздуху?
Сначала решим первую задачу.
Дано:n(MgCO3) = 6 моль
V(СО2) = ?
Решение:
MgCO3 = MgO+CO2
Количество карбоната магния и углекислого газа одинаково (по одной молекуле), поэтому n(CO2) = n(MgCO3) = 6 моль. Из формулы n = V/Vm можно вычислить объём:
V = nVm, т.е. V(CO2) = n(CO2) ∙ Vm = 6 моль ∙ 22,4 л/моль = 134,4 л
Ответ: V(СО2) = 134,4 л Решение второй задачи:
- D(H2)CO2 = M(CO2) / M(H2) = 44 г/моль / 2 г/моль = 22;
- D(возд)CO2 = M(CO2) / M(возд) = 44 г/моль / 29 г/моль = 1,52.
Рис. 3. Формулы количества вещества по объёму и относительной плотности.
Формулы закона Авогадро работают только для газообразных веществ. Они не применимы к жидкостям и твёрдым веществам.
Что мы узнали?
Согласно формулировке закона равные объёмы газов при одинаковых условиях содержат одинаковое количество молекул. При нормальных условиях (н.у.) величина молярного объёма постоянна, т.е. Vm для газов всегда равняется 22,4 л/моль. Из закона следует, что одинаковое количество молекул разных газов при нормальных условиях занимают одинаковый объём, а также относительная плотность одного газа по другому – отношение молярной массы одного газа к молярной массе второго газа.
В данной статье описаны хаpaктерные особенности причастия, его морфологические признаки, виды, основные отличия от прилагательного...
25 04 2024 22:15:51
Взаимодействие человека и природы, которое становится все активнее, привело к нарушениям экосистемы, многие из которых являются необратимыми...
23 04 2024 23:40:54
Содержит информацию о первом Национальном парке в истории материка...
22 04 2024 10:57:37
Если задаваться вопросом, сколько всего их существует, то в географии принято насчитывать девять категорий...
21 04 2024 11:50:53
Эти реакции идут либо с затратой, либо с освобождением энергии...
20 04 2024 11:26:44
Эта религия проникла сюда в начале на своего зарождения и очень быстро распространилась благодаря тому, что она опиралась на поддержку бедных слоев населения...
19 04 2024 21:47:35
Эту тему рассматривают на географии в 7 классе...
17 04 2024 16:36:15
Участниками Первой Мировой войны 1914-1918 годов стали 38 из 59 существовавших на тот момент государств...
16 04 2024 4:33:51
Существуют два вида деепричастий: совершенного и несовершенного вида...
14 04 2024 15:16:44
Сложный процесс длится в зависимости от индивидуальных особенностей человека, условий его проживания, экологии, состояния здоровья и других многочисленных факторов...
13 04 2024 0:12:37
БСП часто встречаются в сказках, в художественной и разговорной речи, среди пословиц и поговорок...
12 04 2024 0:33:35
Она занимает территорию площадью пять миллионов квадратных километров, на которой проживает 520 миллионов человек...
11 04 2024 14:40:14
Все изменения, которые мы можем наблюдать в окружающем мире – это явления природы...
09 04 2024 4:27:30
Оно помогает нам охаpaктеризовать конкретный социум...
08 04 2024 6:29:44
Наиболее известен как игрок NBA, который застрелил своего водителя лимузина...
06 04 2024 7:53:50
Хотя климат немного похож на северные страны континентальной Европы, природа Англии имеет свои особенности, что обусловлено близостью Северо-Атлантического течения...
02 04 2024 15:47:10
Мы расскажем обо всех отличительных признаках данного типа, укажем на их особенности...
31 03 2024 13:17:43
В биографии Пугачева с 1756 по 1763 года принималось участие в Семилетней войне...
30 03 2024 15:29:26
Ее территория окончательно сложилась к 13 веку...
29 03 2024 10:26:51
Они призваны выражать чувства, эмоции, побуждения, при этом не называя их...
28 03 2024 18:21:55
лет назад и продолжается до сих пор...
27 03 2024 4:51:48
В отличие от прилагательных в русском языке их английские собратья не изменяются ни по числам, ни по родам и ни по падежам...
26 03 2024 18:43:17
Горные хребты тянутся от побережья холодного Карского моря вплоть до бескрайних степей Казахстана...
25 03 2024 7:10:39
Его творческое наследие составляют трагедии, комедии и 236 басен, собранных в 9-ти книгах...
24 03 2024 5:43:43
Он сотрудничал со знаменитым журналом «Желтая книга» во время обучения в Оксфорде...
23 03 2024 12:57:43
Здоровье – это самое ценное, что есть у человека, ведь его не купишь ни за какие богатства мира...
22 03 2024 4:22:24
Это противостояние получило название Холодной войны...
21 03 2024 2:47:20
Он граничит с Евразией и Северной Америкой...
18 03 2024 4:39:23
Рассмотрим конкретно по классам и определим роль члeнистоногих в природе...
17 03 2024 3:24:20
Биография Колчака богата историческими событиями...
16 03 2024 11:15:12
Она уникальна тем, что лежит во всех климатических поясах кроме экваториального...
15 03 2024 20:41:34
Его экономико-географическое положение зависит от множества факторов, от каких именно – подробнее в этой статье...
14 03 2024 13:13:49
Подобное разнообразие стало возможным благодаря большой площади, занимаемой государством...
13 03 2024 20:31:47
Они являются составляющим биосферы и используются человеком в хозяйственной (чаще рекреационной) деятельности...
12 03 2024 7:22:54
Она является одним из знаменитых объектов мира...
11 03 2024 23:46:54
Большая его часть находится в экваториальном поясе, субтропиках и тропиках...
09 03 2024 10:48:17
От решения этих общепланетарных проблем зависит судьба цивилизации...
08 03 2024 6:57:23
В ней школьный учитель изготавливал метамфетамин и превратился в криминального авторитета...
07 03 2024 23:27:48
Еще:
Знания -1 :: Знания -2 :: Знания -3 :: Знания -4 :: Знания -5 :: Знания -6 :: Знания -7 :: Знания -8 :: Знания -9 :: Знания -10 :: Знания -11 :: Знания -12 :: Знания -13 :: Знания -14 :: Знания -15 :: Знания -16 :: Знания -17 :: Знания -18 :: Знания -19 :: Знания -20 :: Знания -21 ::