§ 53. Відношення об’ємів газів у хімічних реакціях. Обчислення об’ємних відношень газів за хімічними рівняннями

У цьому параграфі ви дізнаєтеся:

що таке закон об’ємних відношень;
як проводити розрахунки за хімічними рівняннями, якщо реагенти та продукти реакції є газуватими речовинами.

Зразок будь-якої речовини характеризують не лише такими кількісними показниками, як маса, кількість речовини. Важливою характеристикою речовини, особливо газуватої, є її об’єм.

У результаті численних досліджень газуватих речовин французький учений Ж. Л. Гей-Люссак вивів закон об’ємних відношень:

об’єми газуватих реагентів за незмінних температури й тиску відносяться один до одного, а також до об’ємів газуватих продуктів реакції як невеликі цілі числа.

Наприклад, для реакції

С₂Н₂ (г) + 2Н₂ (г) → С₂Н₆ (г)

відношення об’ємів газуватих етину, водню й етану — 1 : 2 : 1 відповідно.

Розглянемо, як здійснювати обчислення, використовуючи цей закон.

Приклади розв’язування задач

Приклад 1. Обчисліть об’єм продукту реакції, якщо нітроген(ІІ) оксид повністю прореагував з киснем об’ємом 5 л (н. у.). Установіть і запишіть відношення об’ємів реагентів і продукту реакції.

Приклад 2. Обчисліть об’єм (н. у.) водню, що прореагує з етеном, якщо об’єм утвореного при цьому етану становить 28 л.

Основне поняття. Закон об’ємних відношень.

Жозеф Луї Гей-Люссак

(1778-1850)

Французький хімік і фізик, відкрив газові закони, названі його ім’ям. Відкрив Бор, розробив способи добування калію та натрію, отримав синильну кислоту, удосконалив методи елементного й об’ємного хімічного аналізу, технологію виробництва сульфатної кислоти. Побудував перші діаграми розчинності.

Ім’я Гей-Люссака внесено до переліку найвидатніших учених Франції.

Запитання та завдання

1. У яких об’ємних відношеннях та об’ємах (н. у.) необхідно взяти кисень та метан для повного окиснення метану масою 64 г?

2. У яких об’ємних відношеннях та об’ємах (н. у.) необхідно взяти метан і хлор, щоб одержати 50,5 г хлорометану?

3. Запишіть рівняння реакції:

а) СН₄ + О₂→ СО₂ + Н₂О

С₂Н₄ + О₂→ СО₂ + Н₂О

б) С₂Н₂ + Н₂→ С₂Н₄

С₂Н₂ + 2Н₂→ C₂H₆

Обчисліть відношення об’ємів реагуючих газів, а також до об’ємів утворених газуватих продуктів реакції.

4. Повне окиснення етину С₂Н₂ описують такою схемою:

С₂Н₂ + О₂→ СО₂ + Н₂О

Перетворіть схему на рівняння реакції. Обчисліть відношення об’ємів (н. у.) реагентів і продуктів реакції, якщо прореагував етин: а) масою 13 г; б) кількістю речовини 0,25 моль; в) об’ємом 56 л (н. у.).

5. Робота в парах. Є суміш метану й етину. До цієї суміші об’ємом 10 л додали водень такого самого об’єму. Унаслідок пропускання одержаної суміші над нагрітим нікелевим каталізатором її об’єм зменшився до 16 л. Обчисліть об’ємну частку (%) етину в суміші з метаном (об’єми газів виміряно за однакових умов).

Зміст