Хімія. Повторне видання. 8 клас. Ярошенко (2025)

§ 17. Закон об'ємних відношень газів

• Назви відомі тобі закони із природничих наук.

• Сформулюй закон збереження маси в хімічних реакціях.

Опрацюй. Зрозумій. Використай

Тобі відомо про кількісні відношення речовин у хімічних реакціях і що 1 моль будь-якої газуватої речовини за нормальних умов займає об’єм 22,4 л. Чи поширюються кількісні відношення газів у хімічних реакціях на відношення об’ємів реагентів / реактантів та продуктів реакції?

ОБ’ЄМНІ ВІДНОШЕННЯ ГАЗІВ У ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЯХ. Французький учений Жозеф Луї Гей-Люссак експериментально встановив, що об’єми газів, які вступають у реакцію та утворюються внаслідок реакції, співвідносяться між собою як невеликі цілі числа, які збігаються з коефіцієнтами в рівнянні реакції.

Жозеф Луї Гей-Люссак (1778-1850) — французький хімік і фізик. Його наукові праці стосуються різних галузей хімії. Він відкрив у 1808 р. закон об’ємних відношень газів, що увійшов у науку як закон Гей-Люссака, першим добув просту речовину йод і побудував (1819 р.) криві залежності розчинності солей у воді від температури. Разом із французьким хіміком Мішелем Еженом Шевреле (1786-1889) отримав патент (1825 р.) на виробництво стеаринових свічок, що стало початком нової доби в історії освітлення.

Жозеф Луї Гей-Люссак (1778-1850)

Щоразу, беручи однакові об’єми газоподібних речовин водню і хлору, дослідник добував два об’єми гідроген хлориду (хлороводню) НСl з одного об’єму водню й одного об’єму хлору.

Напишемо хімічне рівняння цієї реакції та розглянемо в ньому відношення кількості речовини і кількісні відношення об’ємів газів:

H₂ + Сl₂ = 2НСl.

1 моль 1 моль 2 моль

1V 1V 2V

Гей-Люссак також проводив досліди з іншими газуватими речовинами, зокрема з воднем і киснем.

У 1808 р. учений сформулював закон об’ємних відношень газів, який називають законом Гей-Люссака.

Закон об’ємних відношень газів: у хімічних реакціях об’єми газуватих речовин співвідносяться між собою як невеликі цілі числа.

Закон поширюється на реакції, що відбуваються за постійного тиску.

ЯК ЗА ЗАКОНОМ ГЕЙ-ЛЮССАКА ОБЧИСЛЮВАТИ ОБ’ЄМИ ГАЗІВ У ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЯХ? Щоб обчислити об’єм газуватих реагентів / реактантів і продуктів реакції, слід виконати дії за розкритим у таблиці алгоритмом.

Задача 1. Обчислимо об’єм кисню, в якому спалили етен С₂Н₄ об’ємом 40 л, і об’єм вуглекислого газу, що утворився. Усі виміри проведено за однакових умов.

№ дії	Дія	Результат
1	Пишемо хімічне рівняння	С₂Н₄+ 3О₂ = 2СО₂ + 2Н₂О
2	Встановлюємо кількісні відношення газів	1 моль 3 моль 2 моль
3	Встановлюємо об’ємні відношення газів	1V 3V 2V
4	Обчислюємо об’єми речовин, про які запитується в умові задачі	Аналізуючи об’ємні відношення газів, доходимо висновку, що об’єм кисню втричі, а об’єм вуглекислого газу — вдвічі більші за об’єм етену: V(О₂) = 3V(С₂Н₄) = 3 • 40 л = 120 л; V(СО₂) = 2V(С₂Н₄) = 2 • 40 л = 80 л
	Записуємо відповідь	Прореагувало 120 л кисню; утворилось 80 л вуглекислого газу

За розглянутим алгоритмом розв’яжемо задачу 2.

Задача 2. У зоні грозового розряду температура сягає понад 2000 °С. За таких умов азот і кисень, що перебувають у складі повітря, взаємодіють між собою з утворенням газуватої речовини нітроген(ІІ) оксиду. Обчислимо об’єми реагентів (н. у.), необхідні для утворення 100 л продукту реакції.

ПЛІЧ-О-ПЛІЧ

Завдання 1. Скориставшись розглянутим алгоритмом і наведеними у параграфі умовами задач та їхніми розв’язками як зразком, складіть умови задач, розв’язання яких потребує встановлення об’ємних відношень газів. Використайте наведені нижче схеми рівнянь:

CO + O₂→ СО₂↑;

Н₂ + О₂ → Н₂О;

H₂ + S → H₂S↑;

CH₄ + Cl₂→CH₃Cl↑ + HCl↑.

Завдання 2. Розв’яжіть складені задачі.

ХІМІЧНА СКАРБНИЦЯ

Задача 3. Який об’єм амоніаку утворився, якщо початкова суміш азоту та водню мала об’єм 90 л, а після закінчення реакції залишилося 10 л азоту? Об’єми газів виміряно за однакових умов.

Розв’язання

ТОБІ ДО СНАГИ

1. Етин С₂Н₂, який використовують для різання і зварювання металів, взаємодіє з киснем за схемою С₂Н₂ + О₂ → СО₂ + Н₂О. Запиши об’ємні відношення речовин у рівнянні цієї реакції. За встановленим відношенням обчисли об’єми реагентів, якщо об’єм утвореного вуглекислого газу дорівнював 400 л. Усі виміри проведено за однакових умов.

2. За схемою рівняння реакції горіння амоніаку напиши рівняння реакції й обчисли об’єм кисню, в якому спалили 80 л амоніаку (н. у.).

NH₃ + O₂→ N₂ + Н₂О

3. Учнівству запропонували обчислити об’єм водню, добутий розкладанням електричним струмом води з утворенням 160 л кисню (н. у.). Після проведення обчислень одні відповіли, що водню добули теж 160 л, інші — 320 л. Проведи обчислення з використанням закону об’ємних відношень газів та перевір правильність обох відповідей.

4. Нітроген(ІІ) оксид, що утворюється під час грози (див. задачу 2 у параграфі), продовжує взаємодіяти з киснем повітря, утворюючи нітроген(ІV) оксид. Напиши хімічне рівняння цієї взаємодії та обчисли об’єм продукту реакції, якщо прореагувало 40 л кисню (н.у.).

Зміст