Хімія. 8 клас. Буринська

§ 22. Закон Авогадро. Молярний об’єм газу

Опрацювавши зміст параграфа, ви будете:

• знати суть закону Авогадро; поняття «молярний об’єм газу»;
• вміти формулювати закон Авогадро, обчислювати молярний об’єм газу, встановлювати взаємозв’язки між фізичними величинами.

Ви вже знаєте, що об’єм деякої порції газу залежить від числа молекул в ній, тобто від кількості речовини, а також від тиску й температури і не залежить від природи газу.

Звідси висновок, зроблений у 1811 р. італійським ученим А. Авогадро (про нього вже згадувалось у § 19), який називається законом Авогадро:

у рівних об’ємах різних газів за однакових умов міститься однакове число молекул.

Але ви можете запитати, як таке може бути, адже у різних газів молекули різні за розміром?

Пригадайте, з курсу фізики вам відомо, що молекули в газах розміщені так далеко одна від одної, що відстань між ними в багато разів перевищує розмір самих молекул. Тому об’єм газу визначається не розміром його молекул, а відстанями між ними. При підвищенні температури і зниженні тиску відстань між молекулами газу зростає, що веде до збільшення об’єму газу. Навпаки, при зниженні температури і підвищенні тиску об’єм газу зменшується. Тому порівнювати об’єми газів потрібно лише за однакових умов - за однакових температури і тиску. Як правило, для порівняння використовують так звані нормальні умови, за яких температура газів дорівнює 273,15 К (t = 0 °С) і тиск 101,325 кПа (760 мм рт. ст.).

Якщо брати різні гази за однакових умов, то й відстані між молекулами цих газів будуть приблизно однаковими. От і виходить, що за однакових умов у однакових об’ємах газів міститься однакове число молекул.

Справедливим є і зворотне твердження: однакове число молекул будь-яких газів за однакових умов займає однакових об’єм. Однакове число молекул (6,02 · 10²³) міститься в 1 моль будь-якого газу. Отже, із закону Авогадро випливає наслідок: 1 моль газу за однакових умов займає однаковий об’єм. Якщо умови нормальні (н. у.), то об’єм будь-якого газу, взятого кількістю речовини 1 моль, буде приблизно сталим і дорівнюватиме 22,4 л. Цей об’єм називається молярним об’ємом газу (позначається Vm).

Молярний об’єм газу — це фізична величина, що дорівнює відношенню об’єму даної порції газу до кількості речовини в цій порції газу.

де Vm - молярний об’єм газу, V - об’єм порції газу, ν - кількість речовини.

Молярний об’єм газу Vm вимірюється в кубічних метрах на моль (м³/моль) або в літрах на моль (л/моль).

Наведена формула виражає залежність між молярним об’ємом газу, об’ємом і кількістю речовини, тому за нею можна розв’язувати різні задачі.

Приклад 1. Обчислити молярний об’єм карбон(ІV) оксиду, якщо відомо, що за н. у. 0,5 моль його займає об’єм 11,2 л.

Приклад 2. Яку кількість речовини становить за н. у. кисень об’ємом 44,8 л?

Висновки

Будь-які гази кількістю речовини 1 моль за однакових умов займають однаковий об’єм. Цей об’єм називається молярним об’ємом газу.

Молярний об’єм газу за н. у. дорівнює 22,4 л/моль.

Нормальні умови (н. у.) - тиск 100 кПа (1 атм) і температура 273 К (0 °С).

Завдання для самоконтролю

1. Азот Ν₂кількістю речовини 2 моль за н. у. займає об’єм:

• А 22,4 л;
• Б 11,2 л;
• В 44,8 л;
• Г 5,6 л.

2. Маса сірководню H₂S кількістю речовини за н. у. 0,5 моль становить:

• А 17 г;
• Б 34 г;
• В 68 г;
• Г 136 г.