Закон Авогадро и следствия из него. Для каких целей используются эти слдествия?

Закон Авогадро: в равных объёмах различных газов при одинаковых давлении и температуре содержится одинаковое число частиц или формульных единиц.

Первое следствие из закона Авогадро: один моль любого газа при одинаковых условиях занимает одинаковый объём.

В частности, при нормальных условиях, т. е. при 0 °C (273К) и 101,3 кПа, объём 1 моля газа, равен 22,4 л. Этот объём называют молярным объёмом газа Vm=V/n

Второе следствие из закона Авогадро: молярная масса первого газа равна произведению молярной массы второго газа на относительную плотность первого газа по второму. M1/M2=D

Вопрос 5.

Определение молярных масс газообразных веществ.

Согласно закону Авогадро можно определить молекулярный вес газа путем взвешивания определенного объема газа при нормальных условиях. По этим данным затем рассчитывается масса, которую имели бы 22,4 л газа при нормальных условиях. Другой метод основан на измерении относительной плотности одного газа по отношению к другому. Предположим, мы взвесили равные объемы двух различных газов при одинаковых условиях.

Напомним, что уравнение Менделеева—Клапейрона имеет вид

Подчеркнем, что описанные здесь методы сейчас мало применяются, поскольку более точные значения молекулярных (атомных) весов получают масс-спектрО' метерическим методом.

Масс-спектрометр представляет собой прибор, который из пучка положительных ионов выделяет ионы с одинаковым отношением массы к заряду. Анализируемое вещество сначала ионизируют. Могут быть использованы вещества в твердом, жидком или газообразном состоянии, но твердые и жидкие вещества должны быть предварительно переведены в газовую фазу, так как ионизация вещества всегда происходит .в газовой фазе в результате бомбардировки молекул газа пучком электронов высокой энергии. Получающиеся положительные ионы направляют затем в однородное магнитное поле, где их траектории искривляются в за­висимости от их масс. Радиус кривизны оказывается тем больше, чем больше масса иона при данном заряде. Измерение отклонений ионов от начальной их траектории дает возможность определять их массу.

Вопрос 6.

Основные понятия химической термодинамики: система, свойства системы, тпелота, работа и внутренняя энергия.

Система – тело или группа тел, находящихся во взаимодействии и либо мысленно, либо реально обособляемые от окружающей среды.

Различают: изолированные (нет обмена), закрытые (обмен энергией), открытые (обмен энергией и веществом).

Внутренняя энергия – термодинамическая величина, являющаяся функцией состояния системы.

Теплота (Q) - энергия, которая передаётся одной системой другой при их взаимодействии, зависящая только от температур этих систем.

Работа (A) - энергия, передаваемая одной системой другой, зависящая от наличия силового поля или внешнего давления, под действием которого система меняет свой объём. В последнем случае говорят о работе сил расширения.

Свойства системы в физической химии могут быть описаны заданием параметров системы. В качестве параметров чаще всего выступают температура (Т), давление (Р), объём (V), количество вещества (н) и другие. Если параметры системы постоянны, говорят, что система находится в состоянии равновесия.

Вопрос 7.

Первый закон термодинамики. Энтальпия системы. Стандартная теплота образования простых и сложных веществ. Единицы измерения.

Первый закон термодинамики.

Внутренняя энергия может изменяться только под влиянием внешних воздействий, то есть в результате сообщения системе количества теплоты Q и совершения над ней работы (- А):

Q=dU+W W-работа

Энтропия – это мера неупорядоченности состояния системы; стремление частиц (молекул, ионов, атомов) к хаотическому движению. По изменению энтропии в ходе реакции можно судить о переходе системы от более упорядоченного состояния к менее упорядоченному или наоборот.

Энтропия возрастает (∆Ѕ>0) с увеличением движения частиц при нагревании, испарении, плавлении, расширении газа, при ослаблении или разрыве связей между атомами и т.п.

Процессы, связанные с упорядоченностью системы (конденсация, кристаллизация, сжатие, упрочнение связей, полимеризация), сопровождаются уменьшением энтропии (∆Ѕ < 0). Измеряется энтропия в Дж/моль×К.

Изменение энтропии системы в результате протекания химической реакции (∆S) (энтропия реакции) равно сумме энтропий продуктов реакции за вычетом суммы энтропий исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов.Изменение энтропии в результате протекания химической реакции

aA + bB = сС + dD:

.

Энтальпия системы (от греч. enthalpo нагреваю) – это однозначная функция H состояния термодинамической системы при независимых параметрах энтропии S и давлении P, которая связана с внутренней энергией U соотношением H = U + PV, где V – объем системы.

Из закона сохранения энергии следует, что, когда вещество образуется из атомов и (или) более простых веществ, внутренняя энергия или энтальпия системы меняется на определенную величину, называемую теплотой образования данного вещества.

Вопрос 8.