Підручник з Хімії. 9 клас. Григорович - Нова програма

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 26. Співвідношення об'ємів газів у хімічних реакціях

Пригадайте: в однакових об'ємах двох газів за однакових умов міститься однакове число молекул (закон Авогадро).

Багато реакцій відбуваються за участі газуватих речовин, зокрема вуглеводнів. Досліджуючи реакцію водню з киснем, французький учений Гей-Люссак виявив, що два об’єми водню завжди реагують з одним об’ємом кисню, утворюючи два об’єми газуватої води (водяної пари). Дослідивши ще кілька реакцій, Гей-Люссак з’ясував, що, коли гази реагують між собою, їхні об’єми завжди співвідносяться один до одного як невеликі цілі числа (мал. 26.1).

Мал. 26.1. Співвідношення об'ємів газів, що реагують між собою: а — 2 л водню реагують з 1 л кисню, утворюючи 2 л водяної пари; б — 3 л водню реагують з 1 л азоту, утворюючи 2 л амоніаку

Це правило Гей-Люссак опублікував 1808 року, воно отримало назву закону об’ємних співвідношень:

Об'єми газів, що вступають у реакцію та утворюються внаслідок реакції, співвідносяться як невеликі цілі числа.

Цей закон легко пояснити, ґрунтуючись на законі Авогадро, згідно з яким однакове число молекул газуватої речовини за однакових умов займають однаковий об’єм. Якщо в реакцію утворення газуватої води на кожну молекулу кисню в реакцію вступають дві молекули водню, то й об’єми кисню й водню мають співвідноситися як 1 до 2: з кожним літром кисню в реакцію мають вступити два літри водню.

Зверніть увагу! У реакціях з газуватими речовинами об’єми газів співвідносяться як числа, що дорівнюють стехіометричним коефіцієнтам у рівняннях реакцій.

За законом об’ємних співвідношень легко розв’язувати задачі, в яких необхідно обчислити об’єми газуватих речовин.

Зверніть увагу! У задачах на визначення об’ємів газів, що вам траплялися раніше, обов’язково було вказано умови вимірювання газів (точніше зазначено, що об’єми виміряно за нормальних умов), тож для розрахунків необхідно було використовувати молярний об’єм газів (22,4 л/моль). Закон Гей-Люссака дозволяє проводити обчислення з об’ємами газів, виміряними за будь-яких умов. Головне, щоб усі об’єми було виміряно за однакових умов.

Жозеф Луї Гей-Люссак (1778—1850)

Французький хімік та фізик. Закінчив Політехнічну школу в Парижі. Від 1809 року професор хімії в Сорбоні, від 1806 року — член Паризької Академії наук, а від 1822 року — її президент. Працював у різних галузях фізики та хімії. Незалежно від Дальтона відкрив закон, що встановлює співвідношення між ступенем розширення газів і температурою. Відкрив закон кратних об'ємів, розробив хімічний метод добування лужних металів. Довів, що хлор та йод — прості речовини. Уперше побудував криві залежності розчинності солей у воді від температури. Спільно із Шеврелем отримав патент на виробництво стеаринових свічок. Винайшов переносний ртутний барометр.

Задача. Обчисліть об’єм кисню, необхідний для спалювання метану об’ємом 1 л. Який об’єм вуглекислого газу при цьому утвориться?

Ключова ідея

Об'єми газів, що вступають у реакцію та утворюються внаслідок реакції, співвідносяться як невеликі цілі числа, що дорівнюють стехіометричним коефіцієнтам у рівняннях реакцій.

Контрольні запитання

293. Сформулюйте закон об'ємних співвідношень.

294. Поясніть справедливість закону об'ємних співвідношень, ґрунтуючись на законі Авогадро.

Завдання для засвоєння матеріалу

295. Визначте, у разі згоряння якого газу — метану, етану чи пропану — виділиться більший об'єм вуглекислого газу.

296. Запишіть формулу газуватого гомологу метану, під час згоряння якого утворюється вуглекислий газ у чотири рази більшого об'єму, ніж об'єм початкового вуглеводню.

297. Порівняйте, в якому випадку утвориться більше вуглекислого газу: під час згоряння метану об'ємом 5 м3 чи масою 5 кг.

298. Руйнівна сила вибуху газів залежить від відношення об'ємів газуватих продуктів реакції до об'єму газуватих реагентів. Визначте, в якому випадку руйнівна сила буде більшою: під час вибуху суміші 1 л метану чи 1 л пропану з необхідною кількістю кисню. Для розрахунків уважайте, що в реакції відбувається повне згоряння речовини, а утворена вода є газуватою.

299. Обчисліть об'єм кисню, необхідний для повного згоряння суміші, що складається із 40 л метану та 20 л етану.

300. Складіть рівняння реакції повного згоряння: а) бутану; б) пентану; в) гептану. Як змінюється об'єм кисню, що необхідний для повного згоряння алканів, зі збільшенням числа атомів Карбону в молекулі?

301. У скільки разів під час згоряння метану сумарний об'єм реагентів перевищує сумарний об'єм продуктів? (Об'ємом утвореної води знехтувати.)

302. Обчисліть, у скільки разів збільшується об'єм суміші етану з киснем, у якій співвідношення об'ємів газів 2 : 7, у разі повної взаємодії речовин (прийміть, що утворена вода газувата).

303. Обчисліть об'єм кисню, необхідний для повного згоряння гідроген сульфіду об'ємом 15 л. Який об'єм сульфур(ІV) оксиду при цьому виділяється?

304. Обчисліть об'єми етану й кисню, що вступили в реакцію, та об'єм утвореного вуглекислого газу, якщо: а) V(C2H6) = 200 мл; б) V(О2) = 3,5 л; в) V(СО2) = 800 м3.

305. Обчисліть об'єм кисню, необхідний для повного згоряння алкану об'ємом 3 л, відносна густина якого за гелієм дорівнює 18.

306. Обчисліть об'єм озону, що можна добути з кисню об'ємом 15 л.

ГДЗ до підручника можна знайти тут.


Підтримати сайт і наші Збройні Сили можна за посиланням на Buy Me a Coffee.