Презентація "Закон Авогадро, Молярний об*єм"

Закон Авогадро. Молярний об’єм

Мета: Ознайомити учнів з поняттям «молярний об'єм»; розкрити особливості використання поняття «молярний об'єм» для газоподібних речовин; навчити учнів використовувати отримані знання для розрахунків об'ємів газів за нормальних умов.розвивати пізнавальний інтерес, логічне мислення, пам’ять, формувати науковий світогляд.виховувати творчу , допитливу особистість, почуття гідності, бережливості, вміння працювати в колективі, взаємодопомогу.

Фронтальна бесіда1) Що таке «кількість речовини»?2) Одиниця вимірювання кількості речовини.3) Скільки частинок міститься в 1 моль речовини?4) Яка існує залежність між кількістю речовини й агрегатним станом, в якому перебуває ця речовина?5) Скільки молекул води міститься в 1 моль льоду?6) А в 1 моль рідкої води?7) В 1 моль водяної пари?8) Яку масу матимуть: 1 моль льоду?1 моль води?1 моль пари?

Спробуємо порівняти молярні маси Кисню і Водню і зробити відповідний висновок). М(Н2)=2г/моль. М(О2)=32г/моль. Як ми переконалися, Кисень важчий від Водню в 16 разів

В однакових об’ємах різних газів за однакових умов міститься однакове число молекул. Гази складаються з молекул. Один моль будь-якого газу містить одну й ту саму кількість молекул (6,02 · 1023 ) і займає при нормальних умовах об’єм  22,4 літри. Це було з’ясовано А. Авогадро, який і сформулював це доведення у вигляді закону:

Вивченням газоподібних речовин займалося безліч учених. Значний внесок у вивчення цього питання зробили французький хімік Жозеф Луї Гей-Люссак та англійський фізик Роберт Бойль, які сформулювали низку фізичних закономірностей, що описують стан газів. Усі гази однаково стискаються, мають однаковий термічний коефіцієнт розширення. Об’єми газів залежать не від розмірів окремих молекул, а від відстані між молекулами. Відстані між молекулами залежать від швидкості їхнього руху, енергії та, відповідно, температури.

За звичайних умов газоподібні речовини мають молекулярну будову. Молекули газів дуже дрібні порівняно з відстанню між ними. Тому об’єм газу визначається не розміром частинок (молекул), а відстанню між ними, що для будь-якого газу приблизно однакова. А. Авогадро зробив висновок, що, якщо взяти 1 моль, тобто 6,02 * 1023 молекул будь-яких газів, то вони займатимуть однаковий об’єм. Але при цьому вимірюватися цей об’єм має за однакових умов, тобто за однакових температури й тиску.

Закон Авогадро. В однакових об’ємах різних газів міститься однакова кількість молекул.

Нормальні умови (н. у.): Т= 273 К або t = 0 °СР = 101,3 к. Па або Р = 1 атм. = 760 мм рт. ст. Об’єм 1 моль речовини називають молярним об’ємом (Vm). Для газів за нормальних умов він дорівнює 22,4 л/моль.Із закону Авогадро випливає, що. V = n · Vm;отже,n = V/Vm,де Vm молярний об*єм який дорівнює 22,4 л/моль для будь-якого газу за н. у. Отже, знаючи об’єм газу, можна обчислити кількість речовини, і навпаки.

Визначення молярного об’єму газу за кількістю речовини і об’ємом. Приклад 22. Обчисліть молярний об’єм газу, 3 моль якого займають об’єм 67,2 л. Відповідь: Vm(газу) = 22,4 л/моль. Дано:υ(газу) = 3 моль. V(газу) = 67,2 л. Розв’язання: Vm = V/νОбчислюємо молярний об’єм газу: Vm(газу) =  67,2 л. /3 моль = 22,4 л/моль. Vm(газу) – ?

1 моль будь-якого газу за н. у. займає об’єм 22,4 л. Цей об’єм називають молярним об’ємом. Молярний об’єм чисельно дорівнює об’єму 1 моль речовини і позначається  Vm («ве-ем»): Vm = 22,4 л/моль, м3/моль. Оскільки число молекул однакове, вага рівних об’ємів газів пропорційна молекулярним масам узятих речовин. Молярний об’єм газу (Vm) визначається за відношенням об’єму (V) порції даного газу до кількості речовини (n) в цій порції: Vm = V / υ, де V – об’єм газу за н. у., (л, м3); ν – кількість речовини газу, (моль). Отже, молярний об’єм газу вимірюється в літрах на моль (л/моль) або кубічних метрах на моль (м3/моль).

Молярний об’єм газу – це величина, що дорівнює відношенню молярної маси газу до його густини: Vm = M / ρ, де M – молярна маса газу; ρ – густина газу

Газ, у якому відстань між молекулами набагато більша за розміри молекул і в якому відсутня міжмолекулярна взаємодія, називається ідеальним газом. Стан ідеального газу описується рівнянням Менделєєва-Клапейрона:p. V = n. RT,дe р — тиск, V — об'єм газу, л — кількість речовини, R — універсальна газова стала (8,314 Дж/моль · К), T — температура за шкалою Кельвіна.  За допомогою цього рівняння можна обчислити молярний об’єм ідеального газу за будь-яких умов: Підставляючи в це рівняння значення температури і тиску для нормальних умов, одержуємо: пам'ятайте, що 22,4 л/моль — це молярний об'єм ідеального газу. 

За кімнатної температури (25 °С) і атмосферного тиску молярний об'єм газів дещо більший: Vм = 24,4 л/моль....молярний об'єм рідких і твердих речовин, на відміну від молярного об'єму газів, практично не залежить від тиску і температури, проте він різний у різних речовин. Наприклад, за звичайних умов один моль води займає: об'єм 18 мл, етанолу — 58 мл, золота — 10 см3 (1 елі3 = 1 мл). Молярний об'єм можна знайти, якщо відома молярна маса M і густина р

Який об’єм (н.у.) займе карбон(II) оксид масою 47 г. Дано: Розв’язання m(CO)=47 г Vm=22,4л/моль; М(СО)=28г/моль. V(СО)-? 1). Обчислюємо кількість речовини в даній масі газу n(CO)= m(CO)/M(CO)=47/28=2моль 2). Обчислюємо об’єм карбон (II) оксиду V(СО)= n(CO)* Vm=2*22,4=44,8 л Відповідь: 44,8л.

Практика на прикладах. Обчисліть, який об’єм займатимуть 3 моль азоту за н. у. Дано: Розв’язання n(N2)=3 моль З формули n = V/Vm випливає V = n * Vm; V(N2)-? Тоді V(N2)=3 моль*22,4 л/моль=67,2л. Відповідь: 67,2 л.

V(CO2)=44,8 л Vm=22,4л/моль;N(СО2)-? 1). Обчислюємо кількість речовини CO2 n(CO2)= V (CO2)/ Vm (CO2)=44,8/22,4=2моль 2) Обчислимо кількість молекул СO2 за формулами: n = N/NA;  N = n · NA, N(CO2) = 2 моль*6,021023 молекул/моль = 12,04*1023 молекул. Відповідь: 12,04*1023 молекул. Обчислити кількість молекул карбон(IV) оксиду в об'ємі 44,8 л (н. у). Дано: Розв’язання

 Розрахуйте густину вуглекислого газу за н. у.

Керована практика. Задача 1. Обчисліть, який об’єм займатимуть 3 моль кисню (н.у.)Задача 2. Обчисліть, який об’єм займає азот масою 112г (н.у.)