|
Стиометриялық Заңдар
|
Зат массасының сақталу заңы (1748 ж. М.В. Ломоносов; 1766 ж. А. Лавуазье ашты.) Реакцияға қатысқан заттардың массасы шыққан зат өнімдерінің массасына тең. Бұл заң ядролық реакцияларда қолданылмайды.
1905 жылы Эйнштейн энергия сақталу заңын ашты:
.
Мұндағы Е – энергия;
m – масса;
с – вакуумдағы жарықтың жылдамдығы, ол 2,9979∙108 м/с тең.
Бұл формула бойынша энергия массалардың өзгерісі мен жарық жылдамдығының квадратының көбейтіндісіне тең. Яғни, ядролық реакцияларда массаның өзгерісі алынады: демек, ядролық өзгерістерде масса тұрақты болмайды.
Зат массасының сақталу заңының мәнін былай түсіндіруге болады: реакцияға қатысқан заттардың құрамында қандай атомдар қанша мөлшерде болса, реакция нәтижесінде шыққан заттардың массасына тең болады. құрамында да сондай атомдар сонша мөлшерде болады. Химиялық реакциялар кезінде атомдар массалары өзгермейтіндіктен реакцияға қатысқан заттардың массасы тұрақты болады. Барлық химиялық реакциялар заттар массасы сақталу заңына бағынады.
Заттар массасы сақталу заңының мысалы ретінде литийдің оттек арқылы тотығу реакциясының теңдеуін алайық.
4Nа + O2 = 2 Nа 2O;
4.22,990 + 15,999∙2 = 22,990∙4 + 15,999∙2;
123,958=123,958
Зат массасың сақталу заңы – физикалық тұрғыдан табиғи және жасанды құбылыстарда физикалық жүйенің массасы сақталады.
Зат массасың сақталу заңы – химиялық тұрғыдан химиялық реакцияға қатысқан заттардың массасы реакция нәтижесінде түзілген заттар массасына тең болады.
Жоғарыдағы теңдеуден реакцияға төрт атом натрий, екі атом оттек қатысқанын, ал реакция нәтижесінде түзелген натрий оксидінің құрамында да төрт атом натрий, екі атом оттек бар екенін көруге болады. Олай болса реакцияға қатысқан заттар мен шыққан заттардың құрамындағы атомдардың түрлері мен сандары өзгермейді, яғни реакцияға түскен заттардың массасы нәтижесінде түзілген заттардың массасына тең болады.
-Құрам тұрақтылық заңы – бұл заңның мәні неде? Оны кім ашты?
- Алыну әдісіне қарамастан берілген қосылыстардың құрамы тұрақты болады. 1801 жылы француз ғалымы Ж. Пруст құрам тұрақтылық заңын ашты. Аммиакты мынандай үш түрлі әдістермен алуға болады:
2Н2+О2= 2H2O
HCl + NaOH =NaCl + H2O
NH4ОН= NH3 + H2O
Бұл реакциялар теңдеулерінен суды қандай әдістермен алынса да сапалық және сандық құрамы екі атом сутек бір атом оттектен сандық құрамы жағынан бір атом азот және үш атом сутектен тұратынын көруге болады. Сондықтан, оның массасы және құрамындағы элементтердің проценттік мөлшерлері де тұрақты болады.
Құрамын сақтайтын қосылыстар – дальтонидтер, ал құрамын сақтамайтын қосылыстар бертолидтер деп аталды.
Еселік қатынас заңын Д. Дальтон ашты (1803 ж.). Егер екі элемент бір-бірімен бірнеше химиялық қосылыс түзсе, онда бір элемент мөлшерінің екінші элемент мөлшеріне қатынасы бүтін сандарға тең болады.
Темір сульфидіндем 1 атом темірге 1атом күкірт сәйкес келеді. Ал, темір және күкірттің атомдық массаларының сан мәндеріне қарап олардың массалық қатынасын есептеуге болады.
Ar(Fe): Ar (S) =56:32 = 7: 4 Бұданғ білетініміз, темір мен күкірт химиялық реакцияларға тек 7: 4 массалық қатынаста қосылысады
СО2 көміртек пен оттектің массалық қатынасы қандай?
Ar(С) : Ar (О2) =12 : 32 = 3: 8 Яғни, СО2 алу үшін 3г көміртек 8 г оттек болса толық әрекеттеседі.
Еселік қатынас заңынан молекулалық қосылысқа кіретін элементтің ең кіші бөлшегі атом екеніне көз жеткізуге болады. Мысалы көміртек (II) оксидінде оттектң 1 атомы болса, көміртек (IV) оксидінде оттектің 2 атомы болады.
Реакцияға қатысқан және оның нәтижесінде түзілген газдардың көлемдерін зерттей келіп француз ғалымы Гей-Люссак (1808 ж.) газдардың көлемдік қатынас заңын ашты. Реакцияға түсетін газдардың көлемдерінің түзілген газ өнімдерінің көлемдеріне қатынасы бүтін санға тең. 1 көлем сутк мен 1 көлем хлор әрекеттесіп 2 көлем хлорсутек түзеді; екі көлем сутек пен бір көлем оттек әрекеттесіп 2 көлем су буын түзеді:
H2 + Cl2 = 2HCl;
2H2 + O2 = 2H2O.
Бойль-Мариот заңы: Тұрақты температурада берілген газ массасындағы газ қысымы мен көлемінің көбейтіндісі тұрақты шама болады:
, егер .
Гей-Люссак заңы:
Тұрақты қысымда берілген газ массасындағы көлем абсолютті температураға тура пропорционал болады:
, егер .
Шарль заңы: Тұрақты көлемде берілген газ массасындағы қысым абсолютті температураға тура пропорционал болады:
.
Үш параметрдің арасындағы қатынас Менделеев-Клайперон теңдеуімен сипатталады:
.
Мұндағы Р – газ қысымы;
V – газ көлемі;
Т – абсолюттік температура;
R – универсалды газ тұрақтысы;
m – газдың мольдік саны;
М – газдың молярлық массасы.
Авогадро заңы:
кезінде орнын баса алатын, қосып алатын, бөліп шығаратын бір сутек ионының немесе тотығу-тотықсыздану реакциясы кезіндегі бір электрон эквивалентіне тең заттың бөлшегі. Хлор сутекте HСІ сутектің 1 молімен қосылып тұрғандықтан хлордың эквиваленті 1 мольге, күкіртті сутекте H2S cутетің екі молімен қосылып тұрғандықтан күкірттің эквиваленті 1/2 мольге, фосфор сутекте РH3 сутектің үш молімен қосылып тұрғандықтан фосфордың зквиваленті 1/3 мольге, метанда СH4 сутектің төрт молімен қосылып тұрғандықтан көміртектің эквиваленті 1/4 мольге тең болады.
Эквиваленттер заңы: реакцияға түсетін заттардың массасы олардың эквиваленттеріне тура пропорционал болады.
.
Егер әрекеттесуші заттар газ түрінде болса, онда эквиваленттер заңы былай өрнектеледі:
.
Мұндағы VА мен VВ – әрекеттесуші газдың көлемі.
Химиялық қосылыстың эквиваленті деп оның сутектің немесе басқа заттың 1 эквивалентімен қалдықсыз әрекеттесетін мөлшерін айтады.
Заттың эквивалентін анықтау үшін химиялық реакция құрып, оның молекулалық массасын әрекеттесуші заттың эквивалент санына бөлу керек.
Алмасу реакциясына қатысатын негіздер мен қышқылдардың эквиваленттік массаларын олардың молярлық массаларын реакция кезінде жоғалтатын гидроксид немесе сутегінің иондарының сандарына бөлу арқылы табады:
NaOH + H2SO4 = NaHSO4 + H2O;
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 +2 H2O,
Химиялық элементтердің валенттілігі
1852ж ағылшын химигі Эдуард Франкленд қосылыс күші туралыұғым енгізді.Бұл атомдардың қасиетін кейін валенттілік деп атады.
В аленттілік -химиялық \элемент атомының басқа хъимиялық элементтер атомдарының белгілі санын қосып алу қасиеті.
Сутек атомы басқа элемент атомының біреуін ғана қосып алады , сондықтан оның валенттілігі 1-ге тең. Оттек атомы басқа элемент атмының екеуін (мысалы сутектің) екі атомын қосып алады сондықтанекі валентті.
І І І ІІ ІІІ І ІV І
НСІ, Н2О, N Н3, С Н4
Мына формулалардағы хлор, оттек, азот, көміртек элементтер атомдары сутектің кез келген емес , белгілі санын қосып алу қасиеті бар екенін көрсетіп тұр.
Элементтердің валенттілігін қосылыстарының формулалары бойынша анықтау және валенттілік бойынша формула құру.
Мысалы, СиО мыс (ІІ) оксидінің, көміртек (ІІ) оксидінің формуласындағы оттектік валенттілігі тұрақты екіге тең . Оттектің бір атомына мыстың және көміртектің бір атомы сәйкес келіп тұр олай болса бұл мыс пен көміртектің валенттілігі екіге тең. ІІ
Темір (ІІІ) оксидіндегі темірдің валенттілігі қандай? Fе2О3
Оттектің валенттілігі екі Сонда формуладағы оттектің үш атомының жалпы валенттік саны 6, оны темірдің атом санына бөлеміз сонда, 6:2= 3 темірдің екі атомына алты валенттілік сәйкес келіп тұрса, онда темірдің бір атомының валенттілігіне үш валенттілік бірлік сәйкес келеді.
Химиялық формула құрастыру үшін:
1.Қосылыс құрамына кіретін элементтердің таңбаларын жазу.
2 Таңба үстіне валенттілігін қою.
3. Екі элементің валенттіліктерін көрсететін сандардың еңкіші ортақ еселік санын анықтау ІІІ ІІ І ІІ
АІО , К О
4. Ең кіші еселік санды тауып тиісті элементтің валенттілігіне бөлу арқылы индекстерін тауып таңбаның оқ жақ төменгіжағына жазамыз. анықтау ІІІ ІІ
АІ О 3 х 2 = 6 еселік сан , оны алюминийдің валентілігіне бөлгенде оның атом саны (индексі) шығады.6 : 3=2 , еселік санды оттектің валенттілігіне бөлгенде оның атом саны шығады.
ІІІ ІІ
АІ2 О3 І ІІ 1х2 =2 ; 2:1 =2; 2: 2 = 1
К2 О
- Химиялық формула- заттың құрамын химиялық таңбалардың және индекстердің жәрдемімен шартты түрде жазу. Индекс химиялық формулада атом санын көрсетеді Химиялық формула не таңбалардың алдында сан коэффицент деп аталады ол молекуланың саны
|
Н2+О2=2Н2О
1.Реакци теңдеуін теңестіру
2.Реакцияға қатысқан заттар
мен реакц2ия нәтижесінде түзілген реакция өнімдерінің молекулалық массасын есептейміз
2Н2 + О2 = 2Н2О
2· 1· 2 + 16 ·2 2 ·(1 · 2+16 )
4 + 32 2.18
36 36
Бұдан шығатын қорытынды реакцияға қатысқан заттар мен реакция нәтижесінде түзілген заттарың масса тең екені көріп отырмыз
Тағы мысал келтірейік:
Мg + О2= МgО
Реакцияны теңестіру
2Мg + О2= 2МgО
Молекулалық массаларын есептеу
2Мg + О2= 2МgО
2·24 16·2 2·(24+16)
48 + 32 2· 40
= 80
тең
Егер, төмендегідей реакция теңдеу берілсе , қалай болады?
1. Р+О2= Р2О5
Fе +S = FеS
3. Nа + Н2О =NаОН +Н2
Құрам тұрақтылық заңы-на мысал келтірейік.
Есеп: Химиялық элементтер темір және күкірт 7:4 массалық қатынаста қосылысатын болса, массасы 2,8 кг темірүгінділерімен қалдықсыз әрекеттесетін күкірттің массасын табыңыздар.
Шешуі:
7кг темір 4 кг күкіртпен әрекеттеседі Яғни,
7кг Fe 4 кг S
2,8 Fe x кг S
2,8 · 4
x=----------=1,6 кг
7
Жауабы: 2,8 кг темір мен толық әрекеттесу үшін 1,6 кг күкірт қажет
Күрделі заттардағы химиялық элементтердің массалық қатынастарын есептеп шығару.
9. Химиялық формуласы Н2SО4 ,
КОН, МgСО3 химиялық элементтердің массалық қатынастарын есептеу.
Күрделі заттардағы химиялық элементтердің массалық үлестерін есептеп шығару.
Есеп: Н2SО4 - тегі химиялық элементтердің массалық үлестері қандай және оларды пайызбен шығару?
Бер: Н2SО4
т/к W (Н)-?
W (S)-?
W (О)-?
Шешуі:1. Мr(Н2SО4) =1·2+32+16·4=98
Элементтердің массалық үлестерін есептеп шығарамыз.
Ол үшін салыстырмалы молекулалық массаның сандық мәнін бірге тең деп аламыз. Сонда, күкірт қышқылының 98 массалық бөлігіне 1 сәйкес келсе, сутектің 2 массалық бөлігінех Х сәйкес келеді
Яғни 98 ----1
2 ------х
98:2=1: Х
2·1
Х=------ =0,0204 не 2,04%
98
2
W (Н ) = ----- =0,0204
98
не 2,04%
32
W (S) = ----- =0,3265
98
не 32,65 %
64
W (Н ) = ----- =0,6531
98
не 65,31%
Заттың құрамына кіретін элементтердің белгілі массалық үлестері бойынша химиялық формуласын табу.
Есеп Заттың 0,4 (40%) массалық үлесі кальцийден Са , 0,12(12%) массалық үлесі көміртегінен С, 0,48( 48%) оттегінен О тұрады. Осы заттың формуласын табындар.
Бер: W (Са)=0,4(40%)
W (С)=0, 12 (12%)
W (О)=0,48 (48%)
Т\К: СахСуОz--?
Зат құрамына кіретін химиялық элементтердің массалық үлестерін салыстырмалы атом массаларына бөлгенде атом сандарының қатынасы шығады
0,4 0,12 0,48
---(Са) : -- (С) : --- (О)=
40 12 16
0,01: 0,01 : 0,03= 1: 1: 3 Демек аттың химиялық формуласы СаСО3
Реакцияға қатысққан немесе шыққан заттардың біреуінің берілген массасына немесе мөлшеріне сүйеніп массаны немесе зат мөлшерін химилық теңдеулер бойынша есептеу.
Мұндай есепті шығару үшін алдымен 1.Химиялық реакция теңдеуін жазамыз
2.Егерзаттың қосымшасы болса , алдымен таза заттың массасын табамыз.
3.Теңдеудегі массасы есептің шартында берілген заттардың формулаларынастын сызамыз.
4.Формуласысы белгіленген заттардың зат мөһлшерін (моль)табамыз.
5. Табылған сан мәндерін оларға сәйкескелетін химиялық формулалардың астына жазып есептейміз.
Есеп : 8г. сутек жанғанда түзілген судың массасы және зат мөлшері (молль) қанша?
Бер: m(Н2) =8г.
т/к W (Н2О)-?
Шешуі: 1. Массаны есептеу
2Н2 + О2= 2Н2 О 8 · 36
4г 36г Х= ------ =72г
8г Хг 4
2.Судың зат мөлшерін (моль) есептеп шығару
2Н2 + О2= 2Н2О
2моль 2моль
4 моль Хмоль
Х= 4 моль Н2О
М ( Н2 ) =2г\моль m(Н2=4г
М (Н2О) =2г\моль m(Н2О=36г
Басқа тәсілмен де есептеуге болады
18 г Н2О 1 моль
72 г Н2О Х моль
Х= ( 72·1 ) : 18 = 4 моль Н2О
Жауабы 1) 72г су түзіледі , оның зат мөлшері 4 моль Н2О
10. Төмендегі реакция теңдеулерін валенттілікті ескере отырып аяқта.
Са + О2=
Nа- + СІ2 =
Си + О2 =
АІ+ І2 =
Fе +О2=
11. Төменде берілген металдардың Са, АІ, К оттекпен, күкіртпен,хлормен реакция теңдеуін жаз. Күкірт
металдармен және сутекпен қосылысында екі валентті екенін ескеру керек.
12. "Мольдік масса» деген физикалық шама нені білдіреді және оның « молекулалық масса» «салыстырмалы атомдық масса», «атом массасы», «салыстырмалы молекулалық маса, физикалық шамаларынан қандай айырмашылығы бар? Физикалық шамалардың сан мәндері бірдей болатыны неліктен?
13. Мына жазбалар нені білдіреді?
m(Н2О=18г
Мr (Н2О.)=18 м.а.б.
М (Н2О.)= 18г/моль
14.Мына реакция теңдеу бойынша 2АІ+3S= АІ2S3
4,5 г алюминий реакцияға түскендегі түзілген алюминий
сульфидінің массасын және зат мөлшерін табыңдар.
15. 4г.мыс(ІІ) оксиді түзілген болса, мыспен реакцияласқан оттектің массасын , зат мөлшерін есептеңдер.
|