Dalam studi kimia, konsep penting adalah besaran seperti massa molar, kerapatan zat, volume molar. Jadi, berapakah volume molar, dan bagaimana perbedaannya untuk zat-zat dalam keadaan agregasi yang berbeda?

Volume molar: informasi umum

Untuk menghitung volume molar suatu zat kimia, perlu membagi massa molar zat ini dengan kerapatannya. Dengan demikian, volume molar dihitung dengan rumus:

di mana Vm adalah volume molar zat, M adalah massa molar, p adalah kerapatan. Dalam sistem SI Internasional, nilai ini diukur dalam meter kubik per mol (m 3 / mol).

Beras. 1. Rumus volume molar.

Volume molar zat gas berbeda dari zat cair dan padat karena unsur gas 1 mol selalu menempati volume yang sama (jika parameter yang sama diamati).

Volume gas bergantung pada suhu dan tekanan, sehingga perhitungannya harus mengambil volume gas dalam kondisi normal. Kondisi normal dianggap suhu 0 derajat dan tekanan 101,325 kPa.

Volume molar 1 mol gas dalam keadaan normal selalu sama dan sama dengan 22,41 dm 3 /mol. Volume ini disebut volume molar gas ideal. Artinya, dalam 1 mol gas apa pun (oksigen, hidrogen, udara), volumenya adalah 22,41 dm 3 / m.

Volume molar dalam kondisi normal dapat diturunkan menggunakan persamaan keadaan gas ideal, yang disebut persamaan Claiperon-Mendeleev:

di mana R adalah konstanta gas universal, R=8,314 J/mol*K=0,0821 l*atm/mol K

Volume satu mol gas V=RT/P=8.314*273.15/101.325=22.413 l/mol, dimana T dan P adalah nilai suhu (K) dan tekanan pada kondisi normal.

Beras. 2. Tabel volume molar.

Hukum Avogadro

Pada tahun 1811, A. Avogadro mengajukan hipotesis bahwa volume yang sama dari berbagai gas dalam kondisi yang sama (suhu dan tekanan) mengandung jumlah molekul yang sama. Belakangan, hipotesis itu dikonfirmasi dan menjadi hukum yang menyandang nama ilmuwan besar Italia itu.

Beras. 3.Amedeo Avogadro.

Hukum menjadi jelas jika kita ingat bahwa dalam bentuk gas jarak antar partikel jauh lebih besar daripada ukuran partikel itu sendiri.

Dengan demikian, kesimpulan berikut dapat ditarik dari hukum Avogadro:

• Volume yang sama dari setiap gas yang diambil pada suhu yang sama dan pada tekanan yang sama mengandung jumlah molekul yang sama.
• 1 mol gas yang sama sekali berbeda dalam kondisi yang sama menempati volume yang sama.
• Satu mol gas apa pun dalam kondisi normal menempati volume 22,41 liter.

Konsekuensi dari hukum Avogadro dan konsep volume molar didasarkan pada fakta bahwa satu mol zat apa pun mengandung jumlah partikel yang sama (untuk gas - molekul), sama dengan konstanta Avogadro.

Untuk mengetahui jumlah mol zat terlarut yang terkandung dalam satu liter larutan, perlu ditentukan konsentrasi molar suatu zat dengan menggunakan rumus c \u003d n / V, dimana n adalah jumlah zat terlarut, dinyatakan dalam mol, V adalah volume larutan, dinyatakan dalam liter C - molaritas.

Apa yang telah kita pelajari?

Dalam kurikulum sekolah kimia kelas 8, topik "Volume molar" dipelajari. Satu mol gas selalu mengandung volume yang sama, yaitu sebesar 22,41 meter kubik/mol. Volume ini disebut volume molar gas.

kuis topik

Evaluasi Laporan

Penilaian rata-rata: 4.2. Total peringkat yang diterima: 64.

Untuk mengetahui komposisi zat gas apa pun, Anda harus dapat mengoperasikan konsep seperti volume molar, massa molar, dan kerapatan suatu zat. Pada artikel ini, kita akan membahas apa itu volume molar, dan bagaimana cara menghitungnya?

Jumlah zat

Perhitungan kuantitatif dilakukan untuk benar-benar melakukan proses tertentu atau mengetahui komposisi dan struktur suatu zat. Perhitungan ini tidak nyaman dilakukan dengan nilai absolut dari massa atom atau molekul karena fakta bahwa mereka sangat kecil. Massa atom relatif juga dalam banyak kasus tidak mungkin digunakan, karena tidak terkait dengan ukuran massa atau volume suatu zat yang diterima secara umum. Oleh karena itu, diperkenalkan konsep jumlah zat yang dilambangkan dengan huruf Yunani v (nu) atau n. Jumlah suatu zat sebanding dengan jumlah unit struktural (molekul, partikel atom) yang terkandung dalam zat tersebut.

Satuan besaran suatu zat adalah mol.

Satu mol adalah jumlah suatu zat yang mengandung unit struktural sebanyak jumlah atom dalam 12 g isotop karbon.

Massa 1 atom adalah 12 a. e.m., jadi jumlah atom dalam 12 g isotop karbon adalah:

Na \u003d 12g / 12 * 1,66057 * 10 pangkat -24g \u003d 6,0221 * 10 pangkat 23

Kuantitas fisik Na disebut konstanta Avogadro. Satu mol zat apa pun mengandung 6,02 * 10 pangkat 23 partikel.

Beras. 1. Hukum Avogadro.

volume molar gas

Volume molar suatu gas adalah perbandingan antara volume suatu zat dengan jumlah zat tersebut. Nilai ini dihitung dengan membagi massa molar suatu zat dengan densitasnya sesuai dengan rumus berikut:

di mana Vm adalah volume molar, M adalah massa molar, dan p adalah kerapatan zat.

Beras. 2. Rumus volume molar.

Dalam sistem C internasional, pengukuran volume molar zat gas dilakukan dalam meter kubik per mol (m 3 / mol)

Volume molar zat gas berbeda dari zat cair dan padat karena unsur gas 1 mol selalu menempati volume yang sama (jika parameter yang sama diamati).

Volume gas bergantung pada suhu dan tekanan, sehingga perhitungannya harus mengambil volume gas dalam kondisi normal. Kondisi normal dianggap suhu 0 derajat dan tekanan 101,325 kPa. Volume molar 1 mol gas dalam keadaan normal selalu sama dan sama dengan 22,41 dm 3 /mol. Volume ini disebut volume molar gas ideal. Artinya, dalam 1 mol gas apa pun (oksigen, hidrogen, udara), volumenya adalah 22,41 dm 3 / m.

Beras. 3. Volume molar gas dalam kondisi normal.

Tabel "volume molar gas"

Tabel berikut menunjukkan volume beberapa gas:

Gas	Volume molar, l
H2	22,432
O2	22,391
Cl2	22,022
CO2	22,263
NH3	22,065
SO2	21,888
Ideal	22,41383

Apa yang telah kita pelajari?

Volume molar gas yang dipelajari dalam kimia (tingkat 8), bersama dengan massa molar dan kerapatan, adalah jumlah yang diperlukan untuk menentukan komposisi zat kimia tertentu. Ciri dari gas molar adalah bahwa satu mol gas selalu mengandung volume yang sama. Volume ini disebut volume molar gas.

kuis topik

Evaluasi Laporan

Penilaian rata-rata: 4.3. Total peringkat yang diterima: 182.

Di mana m adalah massa, M adalah massa molar, V adalah volume.

4. Hukum Avogadro. Didirikan oleh fisikawan Italia Avogadro pada tahun 1811. Volume yang sama dari gas apa pun, diambil pada suhu yang sama dan tekanan yang sama, mengandung jumlah molekul yang sama.

Dengan demikian, konsep jumlah suatu zat dapat dirumuskan: 1 mol suatu zat mengandung sejumlah partikel yang setara dengan 6,02 * 10 23 (disebut konstanta Avogadro)

Konsekuensi dari hukum ini adalah bahwa 1 mol gas apa pun dalam kondisi normal (P 0 \u003d 101,3 kPa dan T 0 \u003d 298 K) volumenya sama dengan 22,4 liter.

5. Hukum Boyle-Mariotte

Pada suhu konstan, volume sejumlah tertentu gas berbanding terbalik dengan tekanan di bawahnya:

6. Hukum Gay-Lussac

Pada tekanan konstan, perubahan volume gas berbanding lurus dengan suhu:

V/T = konstanta.

7. Hubungan antara volume gas, tekanan dan temperatur dapat dinyatakan hukum gabungan Boyle-Mariotte dan Gay-Lussac, yang digunakan untuk membawa volume gas dari satu kondisi ke kondisi lain:

P 0 , V 0 ,T 0 - tekanan volume dan suhu dalam kondisi normal: P 0 =760 mm Hg. Seni. atau 101,3 kPa; T 0 \u003d 273 K (0 0 C)

8. Penilaian independen terhadap nilai molekuler massa M dapat dilakukan dengan menggunakan apa yang disebut persamaan keadaan gas ideal atau persamaan Clapeyron-Mendeleev :

pV=(m/M)*RT=vRT.(1.1)

Di mana R - tekanan gas dalam sistem tertutup, V- volume sistem, T - massa gas T - suhu absolut, R- konstanta gas universal.

Perhatikan bahwa nilai konstanta R dapat diperoleh dengan mensubstitusi nilai yang mencirikan satu mol gas di N.C. ke dalam persamaan (1.1):

R = (pV) / (T) \u003d (101,325kPa 22,4 l) / (1 mol 273K) \u003d 8.31J / mol.K)

Contoh pemecahan masalah

Contoh 1 Membawa volume gas ke kondisi normal.

Berapa volume (n.o.) yang akan menempati 0,4×10 -3 m 3 gas pada 50 0 C dan tekanan 0,954×10 5 Pa?

Larutan. Untuk membawa volume gas ke kondisi normal, gunakan rumus umum yang menggabungkan hukum Boyle-Mariotte dan Gay-Lussac:

pV/T = p 0 V 0 /T 0 .

Volume gas (n.o.) adalah , dimana T 0 = 273 K; p 0 \u003d 1,013 × 10 5 Pa; T = 273 + 50 = 323 K;

m 3 \u003d 0,32 × 10 -3 m 3.

Ketika (n.o.) gas menempati volume yang sama dengan 0,32×10 -3 m 3 .

Contoh 2 Perhitungan kerapatan relatif gas dari berat molekulnya.

Hitung kerapatan etana C 2 H 6 dari hidrogen dan udara.

Larutan. Ini mengikuti dari hukum Avogadro bahwa kerapatan relatif satu gas di atas yang lain sama dengan rasio massa molekul ( M h) dari gas-gas ini, yaitu D=M1 /M2. Jika M 1С2Н6 = 30, M 2 H2 = 2, berat molekul rata-rata udara adalah 29, maka kerapatan relatif etana terhadap hidrogen adalah D H2 = 30/2 =15.

Kepadatan relatif etana di udara: D udara= 30/29 = 1,03, yaitu etana 15 kali lebih berat dari hidrogen dan 1,03 kali lebih berat dari udara.

Contoh 3 Penentuan berat molekul rata-rata campuran gas dengan kerapatan relatif.

Hitung berat molekul rata-rata campuran gas yang terdiri dari 80% metana dan 20% oksigen (berdasarkan volume) menggunakan nilai kerapatan relatif gas-gas ini sehubungan dengan hidrogen.

Larutan. Seringkali perhitungan dilakukan menurut aturan pencampuran, yaitu rasio volume gas dalam campuran gas dua komponen berbanding terbalik dengan perbedaan antara kerapatan campuran dan kerapatan gas yang membentuk campuran ini. . Mari kita tunjukkan kepadatan relatif dari campuran gas sehubungan dengan hidrogen melalui D H2. itu akan lebih besar dari kerapatan metana, tetapi kurang dari kerapatan oksigen:

80D H2 - 640 = 320 - 20 D H2; D H2 = 9,6.

Kepadatan hidrogen dari campuran gas ini adalah 9,6. berat molekul rata-rata campuran gas M H2 = 2 D H2 = 9,6×2 = 19,2.

Contoh 4 Perhitungan massa molar gas.

Massa gas 0,327 × 10 -3 m 3 pada 13 0 C dan tekanan 1,040 × 10 5 Pa adalah 0,828 × 10 -3 kg. Hitung massa molar gas.

Larutan. Anda dapat menghitung massa molar gas menggunakan persamaan Mendeleev-Clapeyron:

Di mana M adalah massa gas; M adalah massa molar gas; R- konstanta gas molar (universal), yang nilainya ditentukan oleh unit pengukuran yang diterima.

Jika tekanan diukur dalam Pa, dan volume dalam m3, maka R\u003d 8,3144 × 10 3 J / (kmol × K).

Materi teoritis, lihat halaman "Volume molar gas".

Rumus dan konsep dasar:

Dari hukum Avogadro, misalnya, dapat disimpulkan bahwa dalam kondisi yang sama, 1 liter hidrogen dan 1 liter oksigen mengandung jumlah molekul yang sama, meskipun ukurannya sangat bervariasi.

Konsekuensi pertama dari hukum Avogadro:

Volume yang menempati 1 mol gas apa pun dalam kondisi normal (n.s.) adalah 22,4 liter dan disebut volume molar gas(Vm).

V m \u003d V / ν (m 3 / mol)

Apa yang disebut kondisi normal (n.o.):

• suhu normal = 0°C atau 273 K;
• tekanan normal = 1 atm atau 760 mmHg atau 101,3 kPa

Dari konsekuensi pertama hukum Avogadro, sebagai contoh, 1 mol hidrogen (2 g) dan 1 mol oksigen (32 g) menempati volume yang sama, sama dengan 22,4 liter pada n.o.

Mengetahui Vm, Anda dapat menemukan volume kuantitas (ν) dan massa (m) gas berapa pun:

V=V m ν V=V m (m/M)

Tugas umum 1: Berapa volume di n.o.s. menempati 10 mol gas?

V=V·m ν=22,4 10=224 (l/mol)

Tugas umum 2: Berapa volume di n.o.s. membutuhkan 16 g oksigen?

V(O 2)=V m ·(m/M) M r (O 2)=32; M(O 2) \u003d 32 g / mol V (O 2) \u003d 22,4 (16/32) \u003d 11,2 l

Konsekuensi kedua dari hukum Avogadro:

Mengetahui kerapatan gas (ρ=m/V) pada n.o., kita dapat menghitung massa molar gas ini: M=22,4 ρ

Kepadatan (D) dari satu gas disebut rasio massa volume tertentu dari gas pertama dengan massa volume serupa dari gas kedua, diambil dalam kondisi yang sama.

Contoh soal 3: Tentukan kerapatan relatif karbon dioksida dari hidrogen dan udara.

D hidrogen (CO 2) \u003d M r (CO 2) / M r (H 2) \u003d 44/2 \u003d 22 D udara \u003d 44/29 \u003d 1,5

• satu volume hidrogen dan satu volume klorin menghasilkan dua volume hidrogen klorida: H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl
• dua volume hidrogen dan satu volume oksigen menghasilkan dua volume uap air: 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O

Tugas 1 . Berapa mol dan molekul yang terkandung dalam 44 g karbon dioksida.

Larutan:

M(CO 2) \u003d 12 + 16 2 \u003d 44 g / mol ν \u003d m / M \u003d 44/44 \u003d 1 mol N (CO 2) \u003d ν N A \u003d 1 6.02 10 23 \u003d 6.02 10 23

Tugas 2 . Hitung massa satu molekul ozon dan atom argon.

Larutan:

M(O 3) \u003d 16 3 \u003d 48 g m (O 3) \u003d M (O 3) / N A \u003d 48 / (6,02 10 23) \u003d 7,97 10 -23 g M (Ar) \u003d 40 g m (Ar) \u003d M (Ar) / N A \u003d 40 / (6,02 10 23) \u003d 6,65 10 -23 g

Tugas 3 . Berapa volume di n.o. menempati 2 mol metana.

Larutan:

ν \u003d V / 22,4 V (CH 4) \u003d ν 22,4 \u003d 2 22,4 \u003d 44,8 l

Tugas 4 . Tentukan kerapatan dan kerapatan relatif karbon monoksida (IV) untuk hidrogen, metana, dan udara.

Larutan:

M r (CO 2 )=12+16·2=44; M(CO 2)=44 g/mol M r (CH 4)=12+1 4=16; M(CH 4)=16 g/mol M r (H 2)=1 2=2; M(H 2)=2 g/mol M r (udara)=29; M (udara) \u003d 29 g / mol ρ \u003d m / V ρ (CO 2) \u003d 44 / 22,4 \u003d 1,96 g / mol D (CH 4) \u003d M (CO 2) / M (CH 4) = 44/16=2,75 D(H 2)=M(CO 2)/M(H 2)=44/2=22 D(udara)=M(CO 2)/M(udara)=44/24= 1,52

Tugas 5 . Tentukan massa campuran gas, yang meliputi 2,8 meter kubik metana dan 1,12 meter kubik karbon monoksida.

Larutan:

M r (CO 2 )=12+16·2=44; M(CO 2)=44 g/mol M r (CH 4)=12+1 4=16; M(CH 4) \u003d 16 g / mol 22,4 meter kubik CH 4 \u003d 16 kg 2,8 meter kubik CH 4 \u003d x m (CH 4) \u003d x \u003d 2,8 16 / 22,4 \u003d 2 kg 22,4 meter kubik CO 2 \u003d 28 kg 1,12 meter kubik CO 2 \u003d x m (CO 2) \u003d x \u003d 1,12 28 / 22,4 \u003d 1,4 kg m (CH 4) + m (CO 2) \u003d 2 + 1, 4=3,4 kg

Tugas 6 . Tentukan volume oksigen dan udara yang dibutuhkan untuk pembakaran 112 meter kubik karbon monoksida divalen dengan kandungan pengotor yang tidak mudah terbakar di dalamnya dalam fraksi volume 0,50.

Larutan:

• tentukan volume CO murni dalam campuran: V (CO) \u003d 112 0,5 \u003d 66 meter kubik
• tentukan volume oksigen yang dibutuhkan untuk membakar 66 meter kubik CO: 2CO + O 2 \u003d 2CO 2 2mol + 1mol 66m 3 + X m 3 V (CO) \u003d 2 22.4 \u003d 44.8 m 3 V (O 2) \ u003d 22 ,4 m 3 66 / 44,8 \u003d X / 22,4 X \u003d 66 22,4 / 44,8 \u003d 33 m 3 atau 2V (CO) / V (O 2) \u003d V 0 (CO) / V 0 (O 2 ) V - volume molar V 0 - volume yang dihitung V 0 (O 2) \u003d V (O 2) (V 0 (CO) / 2V (CO))

Tugas 7 . Bagaimana perubahan tekanan dalam bejana yang diisi dengan gas hidrogen dan klorin setelah mereka bereaksi? Demikian juga untuk hidrogen dan oksigen?

Larutan:

• H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl - sebagai hasil interaksi 1 mol hidrogen dan 1 mol klorin, diperoleh 2 mol hidrogen klorida: 1 (mol) + 1 (mol) \u003d 2 (mol), oleh karena itu, tekanan tidak akan berubah, karena volume campuran gas yang dihasilkan adalah jumlah volume komponen yang terlibat dalam reaksi.
• 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O - 2 (mol) + 1 (mol) \u003d 2 (mol) - tekanan dalam bejana akan berkurang satu setengah kali, karena diperoleh 2 volume campuran gas dari 3 volume komponen yang masuk ke dalam reaksi.

Tugas 8 . 12 liter campuran gas amonia dan karbon monoksida tetravalen pada n.o.s. memiliki massa 18 g Berapa banyak campuran dari masing-masing gas?

Larutan:

V(NH 3)=x l V(CO 2)=y l M(NH 3)=14+1 3=17 g/mol M(CO 2)=12+16 2=44 g/mol m( NH 3) \ u003d x / (22.4 17) g m (CO 2) \u003d y / (22.4 44) g Sistem persamaan volume campuran: x + y \u003d 12 massa campuran: x / (22.4 ) 17)+y/(22.4 44) =18 Setelah dipecahkan kita dapatkan: x=4.62 l y=7.38 l

Tugas 9 . Berapa banyak air yang diperoleh dari reaksi 2 g hidrogen dan 24 g oksigen.

Larutan:

2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O

Dapat dilihat dari persamaan reaksi bahwa jumlah reaktan tidak sesuai dengan rasio koefisien stoikiometri dalam persamaan. Dalam kasus seperti itu, perhitungan dilakukan pada zat yang lebih sedikit, yaitu zat ini akan selesai terlebih dahulu selama reaksi. Untuk menentukan komponen mana yang kekurangan pasokan, Anda perlu memperhatikan koefisien dalam persamaan reaksi.

Jumlah komponen awal ν(H 2)=4/2=2 (mol) ν(O 2)=48/32=1,5 (mol)

Namun, tidak perlu terburu-buru. Dalam kasus kami, untuk reaksi dengan 1,5 mol oksigen, diperlukan 3 mol hidrogen (1,5 2), dan kami hanya memiliki 2 molnya, yaitu, 1 mol hidrogen tidak cukup untuk semua satu setengah mol oksigen untuk bereaksi. Oleh karena itu, kami akan menghitung jumlah air dengan hidrogen:

ν (H 2 O) \u003d ν (H 2) \u003d 2 mol m (H 2 O) \u003d 2 18 \u003d 36 g

Tugas 10 . Pada suhu 400 K dan tekanan 3 atmosfer, gas menempati volume 1 liter. Berapa volume yang akan ditempati gas ini pada n.o.s.?

Larutan:

Dari persamaan Clapeyron:

P V/T = P n V n /T n V n = (PVT n)/(P n T) V n = (3 1 273)/(1 400) = 2,05 l

Seiring dengan massa dan volume dalam perhitungan kimia, jumlah suatu zat sering digunakan, yang sebanding dengan jumlah unit struktural yang terkandung dalam zat tersebut. Dalam hal ini, dalam setiap kasus, unit struktural mana yang dimaksud (molekul, atom, ion, dll.) Harus ditunjukkan. Satuan besaran suatu zat adalah mol.

Satu mol adalah jumlah zat yang mengandung molekul, atom, ion, elektron, atau unit struktural lain sebanyak jumlah atom dalam 12 g isotop karbon 12C.

Jumlah unit struktural yang terkandung dalam 1 mol suatu zat (konstanta Avogadro) ditentukan dengan sangat akurat; dalam perhitungan praktis, diambil sama dengan 6,02 1024 mol -1.

Sangat mudah untuk menunjukkan bahwa massa 1 mol suatu zat (massa molar), dinyatakan dalam gram, secara numerik sama dengan berat molekul relatif zat tersebut.

Jadi, berat molekul relatif (atau singkatnya berat molekul) klorin bebas C1r adalah 70,90. Oleh karena itu, massa molar molekul klorin adalah 70,90 g/mol. Namun, massa molar atom klorin adalah setengahnya (45,45 g/mol), karena 1 mol molekul klorin Cl mengandung 2 mol atom klor.

Menurut hukum Avogadro, volume yang sama dari setiap gas yang diambil pada suhu dan tekanan yang sama mengandung jumlah molekul yang sama. Dengan kata lain, jumlah molekul gas yang sama menempati volume yang sama dalam kondisi yang sama. Namun, 1 mol gas apa pun mengandung jumlah molekul yang sama. Oleh karena itu, dalam kondisi yang sama, 1 mol gas apa pun menempati volume yang sama. Volume ini disebut volume molar gas dan pada kondisi normal (0 °C, tekanan 101, 425 kPa) adalah 22,4 liter.

Misalnya, pernyataan "kandungan karbon dioksida di udara adalah 0,04% (vol.)" berarti bahwa pada tekanan parsial CO 2 sama dengan tekanan udara dan pada suhu yang sama, karbon dioksida yang terkandung di udara akan ambil 0,04% dari total volume yang ditempati oleh udara.

Tugas kontrol

1. Bandingkan jumlah molekul yang terkandung dalam 1 g NH 4 dan 1 g N 2. Dalam hal apa dan berapa kali jumlah molekul lebih besar?

2. Nyatakan dalam gram massa satu molekul sulfur dioksida.

4. Berapa banyak molekul yang terkandung dalam 5,00 ml klorin dalam kondisi normal?

4. Berapa volume dalam keadaan normal yang ditempati oleh 27 10 21 molekul gas?

5. Nyatakan dalam gram massa satu molekul NO2 -

6. Berapa perbandingan volume yang ditempati oleh 1 mol O 2 dan 1 mol Oz (kondisinya sama)?

7. Massa oksigen, hidrogen, dan metana yang sama diambil dalam kondisi yang sama. Tentukan perbandingan volume gas yang diambil.

8. Ketika ditanya berapa volume yang dibutuhkan 1 mol air dalam kondisi normal, jawabannya diterima: 22,4 liter. Apakah ini jawaban yang benar?

9. Nyatakan dalam gram massa satu molekul HCl.

Berapa banyak molekul karbon dioksida dalam 1 liter udara jika kandungan volume CO 2 adalah 0,04% (kondisi normal)?

10. Berapa mol yang terkandung dalam 1 m 4 gas dalam kondisi normal?

11. Nyatakan dalam gram massa satu molekul H 2 O-

12. Berapa mol oksigen dalam 1 liter udara, jika volumenya

14. Berapa mol nitrogen dalam 1 liter udara jika kandungan volumenya 78% (kondisi normal)?

14. Massa oksigen, hidrogen, dan nitrogen yang sama diambil dalam kondisi yang sama. Tentukan perbandingan volume gas yang diambil.

15. Bandingkan jumlah molekul yang terkandung dalam 1 g NO 2 dan 1 g N 2. Dalam hal apa dan berapa kali jumlah molekul lebih besar?

16. Berapa banyak molekul yang terkandung dalam 2,00 ml hidrogen dalam kondisi normal?

17. Nyatakan dalam gram massa satu molekul H 2 O-

18. Berapa volume dalam kondisi normal yang ditempati oleh 17 10 21 molekul gas?

LAJU REAKSI KIMIA

Saat menentukan konsep laju reaksi kimia perlu dibedakan antara reaksi homogen dan heterogen. Jika reaksi berlangsung dalam sistem yang homogen, misalnya dalam larutan atau dalam campuran gas, maka terjadi di seluruh volume sistem. Laju reaksi homogen disebut jumlah zat yang masuk ke dalam reaksi atau terbentuk sebagai hasil reaksi per satuan waktu dalam satuan volume sistem. Karena perbandingan jumlah mol suatu zat terhadap volume pendistribusiannya adalah konsentrasi molar zat tersebut, laju reaksi homogen juga dapat didefinisikan sebagai perubahan konsentrasi per satuan waktu dari salah satu zat: reagen awal atau produk reaksi. Untuk memastikan hasil perhitungan selalu positif, terlepas dari apakah itu dihasilkan oleh reagen atau produk, tanda “±” digunakan dalam rumus:

Bergantung pada sifat reaksinya, waktu dapat dinyatakan tidak hanya dalam detik, seperti yang dipersyaratkan oleh sistem SI, tetapi juga dalam menit atau jam. Selama reaksi, nilai lajunya tidak konstan, tetapi terus berubah: ia menurun, karena konsentrasi zat awal berkurang. Perhitungan di atas memberikan nilai rata-rata laju reaksi selama selang waktu tertentu Δτ = τ 2 – τ 1 . Kecepatan sebenarnya (sesaat) didefinisikan sebagai batas rasio Δ DENGAN/ Δτ pada Δτ → 0, yaitu kecepatan sebenarnya sama dengan turunan waktu dari konsentrasi.

Untuk reaksi yang persamaannya mengandung koefisien stoikiometri yang berbeda dari satu, nilai laju yang dinyatakan untuk zat yang berbeda tidak sama. Misalnya untuk reaksi A + 4B \u003d D + 2E, konsumsi zat A adalah satu mol, zat B adalah tiga mol, kedatangan zat E adalah dua mol. Itu sebabnya υ (A) = ⅓ υ (B) = υ (D)=½ υ (E) atau υ (E) . = ⅔ υ (DI DALAM) .

Jika suatu reaksi berlangsung antara zat-zat yang berada dalam fase berbeda dari sistem heterogen, maka reaksi itu hanya dapat terjadi pada antarmuka antara fase-fase ini. Misalnya, interaksi larutan asam dan sepotong logam hanya terjadi pada permukaan logam. Laju reaksi heterogen disebut jumlah zat yang masuk ke dalam reaksi atau terbentuk sebagai hasil reaksi per satuan waktu per satuan antarmuka antar fase:

.

Ketergantungan laju reaksi kimia pada konsentrasi reaktan dinyatakan oleh hukum aksi massa: pada suhu konstan, laju reaksi kimia berbanding lurus dengan produk dari konsentrasi molar reaktan yang dipangkatkan sama dengan koefisien dalam rumus zat ini dalam persamaan reaksi. Kemudian untuk reaksi

2A + B → produk

rasio υ ~ · DENGAN 2 DENGAN B, dan untuk transisi menuju kesetaraan, koefisien proporsionalitas diperkenalkan k, ditelepon konstanta laju reaksi:

υ = k· DENGAN 2 DENGAN B = k[A] 2 [V]

(konsentrasi molar dalam rumus dapat dilambangkan dengan huruf DENGAN dengan indeks yang sesuai, dan rumus zat yang dilampirkan dalam tanda kurung siku). Arti fisika dari konstanta laju reaksi adalah laju reaksi pada konsentrasi semua reaktan sama dengan 1 mol/L. Dimensi konstanta laju reaksi tergantung pada jumlah faktor di sisi kanan persamaan dan dapat dari -1; s –1 (l/mol); s –1 (l 2 / mol 2), dll., yaitu, dalam hal apa pun, dalam perhitungan, laju reaksi dinyatakan dalam mol l –1 s –1.

Untuk reaksi heterogen, persamaan hukum aksi massa mencakup konsentrasi hanya zat-zat yang berada dalam fase gas atau larutan. Konsentrasi suatu zat dalam fase padat adalah nilai konstanta dan termasuk dalam konstanta laju, misalnya untuk proses pembakaran batubara C + O 2 = CO 2, hukum aksi massa ditulis:

υ = k saya konstanta = k·,

Di mana k= k saya const.

Dalam sistem di mana satu atau lebih zat adalah gas, laju reaksi juga bergantung pada tekanan. Misalnya, ketika hidrogen berinteraksi dengan uap yodium H 2 + I 2 \u003d 2HI, laju reaksi kimia akan ditentukan oleh ekspresi:

υ = k··.

Jika tekanan dinaikkan, misalnya sebanyak 4 kali lipat, maka volume yang ditempati sistem akan berkurang dengan jumlah yang sama, dan akibatnya konsentrasi masing-masing zat yang bereaksi akan bertambah dengan jumlah yang sama. Laju reaksi dalam hal ini akan meningkat 9 kali lipat

Ketergantungan suhu dari laju reaksi dijelaskan oleh aturan van't Hoff: untuk setiap kenaikan suhu 10 derajat, laju reaksi meningkat 2-4 kali lipat. Ini berarti bahwa ketika suhu meningkat secara eksponensial, laju reaksi kimia meningkat secara eksponensial. Basis dalam rumus perkembangan adalah koefisien temperatur laju reaksiγ, menunjukkan berapa kali laju reaksi tertentu meningkat (atau, yang sama, konstanta laju) dengan peningkatan suhu sebesar 10 derajat. Secara matematis, aturan van't Hoff dinyatakan dengan rumus:

atau

dimana dan adalah laju reaksi, masing-masing, pada awalnya T 1 dan akhir T 2 suhu. Aturan Van't Hoff juga dapat dinyatakan sebagai berikut:

; ; ; ,

dimana dan adalah, masing-masing, laju dan tetapan laju reaksi pada suhu tertentu T; dan adalah nilai yang sama pada suhu T +10N; N adalah jumlah interval "sepuluh derajat" ( N =(T 2 –T 1)/10) dimana suhu telah berubah (dapat berupa bilangan bulat atau pecahan, positif atau negatif).

Tugas kontrol

1. Carilah nilai tetapan laju reaksi A + B -> AB, jika pada konsentrasi zat A dan B masing-masing sama dengan 0,05 dan 0,01 mol/l maka laju reaksinya adalah 5 10 -5 mol/(l-min ).

2. Berapa kali laju reaksi 2A + B -> A2B berubah jika konsentrasi zat A dinaikkan 2 kali, dan konsentrasi zat B dikurangi 2 kali?

4. Berapa kali konsentrasi suatu zat harus dinaikkan, B 2 dalam sistem 2A 2 (g.) + B 2 (g.) \u003d 2A 2 B (g.), Sehingga bila konsentrasi zat A berkurang 4 kali, laju reaksi langsung tidak berubah?

4. Beberapa waktu setelah dimulainya reaksi 3A + B-> 2C + D, konsentrasi zat adalah: [A] = 0,04 mol / l; [B] = 0,01 mol/l; [C] \u003d 0,008 mol / l. Berapa konsentrasi awal zat A dan B?

5. Dalam sistem CO + C1 2 = COC1 2, konsentrasi ditingkatkan dari 0,04 menjadi 0,12 mol / l, dan konsentrasi klorin - dari 0,02 menjadi 0,06 mol / l. Berapa laju reaksi maju meningkat?

6. Reaksi antara zat A dan B dinyatakan dengan persamaan: A + 2B → C. Konsentrasi awalnya adalah: [A] 0 \u003d 0,04 mol / l, [B] o \u003d 0,05 mol / l. Konstanta laju reaksi adalah 0,4. Tentukan laju reaksi awal dan laju reaksi setelah beberapa waktu, ketika konsentrasi zat A berkurang 0,01 mol/l.

7. Bagaimana laju reaksi 2СО + О2 = 2СО2, yang berlangsung dalam bejana tertutup, akan berubah jika tekanannya digandakan?

8. Hitunglah berapa kali laju reaksi akan meningkat jika temperatur sistem dinaikkan dari 20 °C menjadi 100 °C, dengan asumsi koefisien temperatur laju reaksi adalah 4.

9. Bagaimana laju reaksi 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02 (r.) berubah jika tekanan dalam sistem dinaikkan 4 kali;

10. Bagaimana laju reaksi 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02 (r.) berubah jika volume sistem dikurangi 4 kali?

11. Bagaimana laju reaksi 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02 (r.) berubah jika konsentrasi NO dinaikkan 4 kali?

12. Berapakah koefisien temperatur laju reaksi jika dengan kenaikan temperatur sebesar 40 derajat laju reaksi

meningkat 15,6 kali?

14. . Carilah nilai tetapan laju reaksi A + B -> AB, jika pada konsentrasi zat A dan B masing-masing sama dengan 0,07 dan 0,09 mol/l, maka laju reaksinya adalah 2,7 10 -5 mol/(l-min).

14. Reaksi antara zat A dan B dinyatakan dengan persamaan: A + 2B → C. Konsentrasi awalnya adalah: [A] 0 \u003d 0,01 mol / l, [B] o \u003d 0,04 mol / l. Konstanta laju reaksi adalah 0,5. Tentukan laju reaksi awal dan laju reaksi setelah beberapa waktu, ketika konsentrasi zat A berkurang 0,01 mol/l.

15. Bagaimana laju reaksi 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02 (r.) berubah jika tekanan dalam sistem digandakan;

16. Dalam sistem CO + C1 2 = COC1 2, konsentrasi dinaikkan dari 0,05 menjadi 0,1 mol / l, dan konsentrasi klorin - dari 0,04 menjadi 0,06 mol / l. Berapa laju reaksi maju meningkat?

17. Hitunglah berapa kali laju reaksi akan meningkat jika temperatur sistem dinaikkan dari 20 °C menjadi 80 °C, dengan asumsi nilai koefisien temperatur laju reaksi adalah 2.

18. Hitunglah berapa kali laju reaksi akan meningkat jika temperatur sistem dinaikkan dari 40°C menjadi 90°C, dengan asumsi nilai koefisien temperatur laju reaksi adalah 4.

IKATAN KIMIA. PEMBENTUKAN DAN STRUKTUR MOLEKUL

1. Jenis ikatan kimia apa yang Anda ketahui? Berikan contoh pembentukan ikatan ion dengan metode ikatan valensi.

2. Ikatan kimia apa yang disebut kovalen? Apa karakteristik dari jenis ikatan kovalen?

4. Sifat apa yang dicirikan oleh ikatan kovalen? Tunjukkan ini dengan contoh konkret.

4. Apa jenis ikatan kimia pada molekul H 2; Cl2HC1?

5. Apa sifat ikatan dalam molekul NCI 4, CS2, CO2? Tunjukkan untuk masing-masingnya arah perpindahan pasangan elektron yang sama.

6. Ikatan kimia apa yang disebut ionik? Apa ciri-ciri ikatan ionik?

7. Apa jenis ikatan pada molekul NaCl, N 2, Cl 2?

8. Gambarkan semua kemungkinan cara tumpang tindih orbital-s dengan orbital-p;. Tentukan arah koneksi dalam kasus ini.

9. Jelaskan mekanisme donor-akseptor dari ikatan kovalen menggunakan contoh pembentukan ion fosfonium [РН 4 ]+.

10. Dalam molekul CO, CO2, apakah ikatannya polar atau non-polar? Menjelaskan. Menjelaskan ikatan hidrogen.

11. Mengapa beberapa molekul yang memiliki ikatan polar umumnya bersifat non-polar?

12. Jenis ikatan kovalen atau ionik khas untuk senyawa berikut: Nal, S0 2 , KF? Mengapa ikatan ion merupakan kasus pembatas dari ikatan kovalen?

14. Apa itu ikatan logam? Apa bedanya dengan ikatan kovalen? Apa sifat logam yang ditimbulkannya?

14. Apa sifat ikatan antar atom dalam molekul; KHF 2 , H 2 0, HNO ?

15. Bagaimana menjelaskan kekuatan ikatan yang tinggi antara atom-atom dalam molekul nitrogen N 2 dan kekuatan ikatan yang jauh lebih rendah pada molekul fosfor P 4?

16 . Apa itu ikatan hidrogen? Mengapa pembentukan ikatan hidrogen tidak khas untuk molekul H2S dan HC1, tidak seperti H2O dan HF?

17. Ikatan apa yang disebut ionik? Apakah ikatan ion memiliki sifat saturasi dan arah? Mengapa kasus terbatas dari ikatan kovalen?

18. Apa jenis ikatan pada molekul NaCl, N 2, Cl 2?