§ 25.Об’ємні відношення газів у хімічних реакціях

Вивчивши матеріал параграфа, ви зможете:

знати закон об’ємних відношень;
обчислювати об’ємні відношення газів у хімічних реакціях;
розв’язувати задачі на обчислення об’ємних відношень газів за хімічними рівняннями.

Об’ємні відношення газів у хімічних реакціях. Вивчення закону Авогадро та використання його під час розв’язування задач переконало вас, що визначати об’єми газів простіше, ніж обчислювати маси. Тому хіміки, працюючи з газами, прагнули визначити відношення між об’ємами газів у процесі хімічних реакцій. Відомий французький хімік А. Л. Лавуазье встановлював відношення об’ємів кисню та водню в реакції утворення води із цих речовин. У 1805 р. Ж.-Л. Гей-Люссак разом з А. фон Гумбольдтом визначили, що під час реакції водню з киснем витрачається вдвічі більший об’єм водню, ніж кисню, а об’єм утвореної водяної пари відповідає об’єму водню. Численні експериментальні дослідження вчений узагальнив у законі об’ємних відношень газів (1808).

Об’єми газів, що реагують, відносяться один до одного й до об’ємів газоподібних продуктів реакції як невеликі цілі числа.

Рівняння реакції:

Отже, відношення газів до та після реакції 2 : 1 : 2.

Відповідно до закону Авогадро, коефіцієнти вказують на кількість речовини реагентів і продуктів реакції. Це дає підстави використовувати закон об’ємних відношень газів для розв’язування задач.

Розв’язування розрахункових задач на обчислення об’ємних відношень газів за хімічними рівняннями. Розглянемо кілька прикладів розв’язання відповіднзадач.

Задача 1. Метан об’ємом 250 л повністю згорів у кисні. Обчисліть об’єм кисню (н. у.), який використали для реакції.

Жозеф-Луї Гей-Люссак (1778-1850) — французький хімік і фізик, член Французької академії наук (1806). Його ім’я внесено до списку найвидатніших науковців Франції, розміщеного на першому поверсі Ейфелевої вежі.

Дослідження вченого стосуються різних галузей фізичної, органічної та неорганічної хімії. У 1802 р. відкрив закон теплового розширення газів. Через три роки разом із німецьким природодослідником А. фон Гумбольдтом установив, що відношення атомів Гідрогену й Оксигену в молекулі води становить 2 : 1. У 1808 р. відкрив закон об’ємних відношень газів, який було названо його ім’ям.

Задача 2. Обчисліть об’єми етану та кисню (н. у.), що прореагували в процесі горіння, якщо утворився карбон(ІV) оксид об’ємом 134,4 л.

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

• В обчисленнях за хімічними реакціями, що відбуваються між газами, використовують закон об’ємних відношень газів Ж.-Л. Гей-Люссака.

• Закон об’ємних відношень: об’єми газів, що реагують, відносяться один до одного й до об’ємів газоподібних продуктів реакції як невеликі цілі числа.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. Обчисліть і позначте об’єм кисню (н. у.), що прореагував із воднем, якщо утворилася водяна пара об’ємом 360 л.

А 180 л
Б 360 л
В 200 л
Г 280 л

2. Обчисліть і позначте об’єм кисню (н. у), що прореагує під час повного згоряння етену об’ємом 75 л.

А 200 л
Б 220 л
В 225 л
Г 235 л

3. Етин об’ємом 179,2 л повністю згорів у кисні. Обчисліть об’єм (н. у.) кисню, що прореагував.

4. Унаслідок повного згоряння пропану утворився карбон(ІV) оксид об’ємом 120 л (н. у.). Обчисліть об’єми газів-реагентів (н. у.).

5. На згоряння суміші метану з азотом об’ємом 960 л витрачено кисень об’ємом 1804,8 л (н. у). Обчисліть об’ємну частку метану в суміші.

6. У природному газі містяться метан (масова частка 90 %), етан (масова частка 5 %) і домішки, що не горять. Обчисліть, який об’єм кисню (н. у.) треба витратити на згоряння цього газу об’ємом 1 м³.

7. Суміш метану й етену об’ємом 176 л, у якій об’ємна частка насиченого вуглеводню становить 40 %, повністю спалили. Обчисліть об’єм (н. у.) витраченого кисню й утвореного карбон(ІV) оксиду.