Закон объемных кратных отношений

С законом Авогадро тесно связан закон объемных кратных отношений (Ж. Гей-Люссак, 1808). Его современная формулировка:

I объемы газообразных реагентов и продуктов реакции относятся друг к другу как простые целые числа, равные коэффициентам в уравнении химической реакции.

Например, для реакции взаимодействия водорода с кислородом: справедливо отношение.

Этот закон позволяет упростить расчеты, связанные с определением объемов реагентов и нахождением формул газов.

Объединенный газовый закон. Уравнение Менделеева—Клапейрона

Проведение расчетов с газообразными веществами для реальных условий невозможно без применения объединенного газового закона и уравнения Менделеева—Клапейрона, выведенного на его основе.

Формулировка объединенного газового закона:

частное от деления произведения давления на объем к абсолютной температуре является постоянной величиной для определенного количества вещества.

Математически это выражается несколькими способами:

где р₀ — давление, равное 101,3 кПа (и другие величины, ему соответствующие); Т₀ — температура, равная 273 К; Т= Г₀ + /°С; У₀ — объем газа при н.у.

Если взять один моль вещества, то математическое выражение этого закона будет:

где R — универсальная газовая постоянная, равная 8,31 ДжДмоль • К), или 0,082 (л • атм)/град, или 62 400 (мл • мм рт. ст.)/град.

После преобразования уравнения (1.26) и отнесения его к определенному числу моль вещества можно получить уравнение Менделеева—Клапейрона:

или.

где m — масса; п —- число моль.

Уравнение Менделеева—Клапейрона позволяет проводить расчеты для любых давлений и температур (тех, в пределах которых справедливы газовые законы).

^ Задания для самостоятельной работы.

• 1. Назовите наиболее важные стехиометрические законы.
• 2. Поясните значение закона сохранения массы в характеристике химических явлений.
• 3. Поясните, чем с позиций универсальности различаются законы постоянства состава и сохранения массы веществ.
• 4. Поясните значение закона постоянства состава в химии и объясните этот закон с позиций атомно-молекулярного учения.
• 5. Назовите газовые законы, широко применяемые в химии.
• 6. Напишите формулы, позволяющие рассчитать молярную массу, исходя из проведенного эксперимента.
• 7. Назовите стехиометрический закон, позволяющий проводить массовые, объемные и объем но-массовые расчеты, не применяя уравнений химических реакций; сформулируйте его.