Хімія. 8 клас. Дячук

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 23. Закон Авогадро. Молярний об'єм газів

Опрацювавши параграф, ви:

зрозумієте, чому в однакових об'ємах різних газів за однакових умов міститься однакове число молекул;
дізнаєтеся, який об'єм газу називають молярним;
навчитеся розв'язувати задачі з використанням молярного об'єму газів.

1. Закон Авогадро

Запишемо рівняння реакції між воднем і киснем:

Згідно з цим рівнянням два молі водню реагують з одним молем кисню. Експериментально було встановлено, що об'єм водню теж у два рази більший за об'єм кисню. Тому очевидно, що 1 моль будь-якого із цих газів займає однаковий об'єм.

До цього ж висновку можна прийти на основі закону, який сформулював А. Авогадро і який названий його ім'ям:

В однакових об'ємах різних газів за однакових умов (температури і тиску) міститься однакове число молекул.

2. Молярний об'єм газів

Знаючи, що один моль будь-якої речовини містить певне число молекул, можна зробити висновок про те, що всі гази кількістю речовини 1 моль за одних і тих самих умов займають однаковий об'єм (мал. 31). Об'єм 1 моль речовини називають молярним об'ємом.

Мал. 31. Об'єми речовин кількістю 1 моль

Значення молярного об'єму газів залежить від температури і тиску. В хімії молярний об'єм газів вимірюють за нормальних умов (скорочено н. у.): за температури 0 °С і атмосферного тиску 101,3 кПа (або 760 мм рт. ст.).

За нормальних умов молярний об'єм будь-якого газу дорівнює 22,4 л/моль.

Молярний об'єм позначають V_M.

За аналогією з молярною масою визначають молярний об'єм V_M як відношення об'єму V до кількості речовини n:

Знаючи молярний об'єм газу, можна визначити кількість речовини n, що міститься в об'ємі V за нормальних умов:

Газ кількістю n молей займає об'єм:

V = n · V_M

Для порівняння маси одиниці об'єму різних тіл використовують фізичну величину — густину:

Де: ρ — густина тіла;

m — маса тіла;

V — об'єм тіла.

Для газів справедливим є співвідношення:

Де: ρ(газу) — густина газу;

M — молярна маса газу;

V_M — молярний об'єм газу.

Із цієї формули можна отримати формулу для обчислення молярної маси газу, якщо відома його густина:

M = ρ(газу) · V_M

3. Розв'язування задач з використанням молярного об'єму газів

ЗАДАЧА 1. Яку кількість речовини становить водень об'ємом 44,8 л (н. у.)?

ЗАДАЧА 2. Який об'єм за н. у. займає кисень кількістю речовини 0,5 моль?

ЗАДАЧА 3. Обчисліть об'єм 32 г метану СН₄ за нормальних умов.

ЗАДАЧА 4. Розрахуйте густину вуглекислого газу за н. у.

ЗАДАЧА 5. Обчисліть об'єм (н. у.) 3,01 · 10²⁶ молекул чадного газу СО.

ЗАДАЧА 6. Скільки молекул міститься в 448 л (н. у.) амоніаку NH₃?

• ...за кімнатної температури (25 °С) і атмосферного тиску молярний об’єм газів дещо більший: V_M = 24,4 л/моль.

• ...молярний об’єм рідких і твердих речовин, на відміну від молярного об’єму газів, практично не залежить від тиску і температури, проте він різний у різних речовин. Наприклад, за звичайних умов один моль води займає об’єм 18 мл, етанолу — 58 мл, золота — 10 см³ (1 см³ = 1 мл). Молярний об’єм можна знайти, якщо відома молярна маса М і густина ρ:

ВИСНОВКИ

• В однакових об'ємах газів за однакових температури і тиску міститься однакова кількість молекул (закон Авогадро).

• Об'єм 1 моль речовини називають молярним об'ємом.

• Молярний об'єм газів залежить від температури і тиску. за нормальних умов (температурі 0 °С і тиску 101,3 кПа) молярний об'єм будь-якого газу дорівнює 22,4 л/моль.

• Об'єм газу V, молярний об'єм V_M і кількість речовини n зв'язані формулами:

Початковий рівень

1. Сформулюйте закон Авогадро.

2. Які умови називають нормальними?

3. Чому дорівнює молярний об'єм газів за нормальних умов?

Середній рівень

4. Який об'єм займають за нормальних умов: а) 2 моль азоту; б) 0,5 моль кисню; в) 0,25 моль азоту?

Достатній рівень

5. Скільки молекул кисню міститься за нормальних умов: а) в 1 м³; б) в 1 кг?

6. Скільки молекул міститься всередині гумової кулі об'ємом 5,6 л (н. у.), заповненої воднем? Чи зміниться відповідь, якщо в умові задачі водень замінити на: а) азот; б) невідомий газ; в) водопровідну воду?

7. Який об'єм займають за нормальних умов: а) 10 г водню; 10 моль водню?

8. Де міститься більше молекул амоніаку — у 100 г чи в 100 л (н. у.)?

Високий рівень

9. У якому об'ємі амоніаку NH₃ міститься в 3 рази більше молекул, ніж у 100 літрах метану CH₄? Об'єми газів виміряні за однакових умов.

10. Є два гази, взяті за однакових умов: 10 л метану СН₄ і 20 л хлору Cl₂. В якому із них міститься більше молекул, а в якому — більше атомів і у скільки разів?

Зміст