Химияның негізгі стехиометриялық заңдары. Химия, 10 сынып, дидактикалық материал.

ХИМИЯНЫҢ НЕГІЗГІ ЗАҢДАРЫ

§ 2 Зат массасының (заряды мен энергиясының) сақталу заңы

 1760 жылы М.В.Ломоносов зат массасының (энергиясының) сақталу заңын ұсынып, бұл екі заңды табиғаттың жалпы заңдылығы ретінде біртұтас қарастырды. Бұл заң материя мен қозғалыстың мәңгілігі, олардың жойылмайтындығы, бір түрінен екінші түріне ауысуы мүмкін деп түсіндіреді.

Реакцияға қатысқан зат массасы реакция нәтижесінде түзілген зат массасына тең болады.

 Сондықтан реакция теңдеулерін коэффициенттер көмегімен теңестіреміз. Қазіргі заман ғылымы М.В.Ломоносов ұсынған заңның дұрыстығын, энергия мен масса материяны сипаттайтын екі шама екендігін және олардың байланыс формуласын 1905 жылы қазіргі заман физикасының негізін салушы А.Эйнштейн ұсынған формуладан көрінеді:

 E = mc² (1.11)

Мұнда, E – энергия, m – масса, c – жарықтың вакуумдегі жылдамдығы.

 Бұл теңдеу бойынша химиялық реакциялар жылу бөле, не сіңіре жүретін болса, масса өзгерісі болуы тиіс, бұл өзгеріс өте аз шама.Ал ядролық реакциялар кезінде бұл шама елеулі, сондықтан энергетикалық эффект миллион, миллиардтаған килоджоульмен есептеледі. Сондықтан химиялық реакциялар үшін зат массасының сақталу заңы орындалады.

 Зат массасының сақталу заңын төмендегі мысал негізінде қарастырамыз:

m (CuSO₄) + m (NaOH) ═ m( Cu(OH)₂) + m (Na₂SO₄) = 240 г

 Заряд және энергия сақталу заңдарын келесі тарауларда қарастырамыз.

 Газ заңдары. Гей-Люссактің көлемдік қатынас заңы(1808ж.):

Температура мен қысым тұрақты болғанда, реакцияға қатысқан және

түзілген газдар көлемдерінің қатынасы кішкене бүтін сандар қатынасындай

болады.

 Оны мына мысал негізінде қарастырайық:

V(CH₄):V(O₂) :V(CO₂):V(H₂O)=22,4 : 44,8 : 22,4 :44,8 =1: 2:1:2

 Көлемдік қатынас заңы Авогадро заңы негізінде түсіндіріледі.

Авогадро заңы. Бірдей жағдайда тең көлемде алынған газдарда молекулалар сандары бірдей болады.

 Осыны мына мысалдан көруге болады.

1) Берілгені: 2) Шешуі:

V(CO₂, H₂, O₂) =

N(CO₂, H₂, O₂) - ?

молекула

Жауабы:2,69∙ 10²³ молекула

 Олай болса, барлық газдың 10 литрінде (қ.ж) 2,69·10²³ молекула болғаны.

 Газдың күйі үш шамаға P, T, V байланысты, ол Клапейрон-Менделеев формуласымен өрнектеледі:

PV = νRT (1.12)

PV= mRT/M, (1.13)

R=P₀V₀/Т₀ (1.14)

мұндағы R – универсал газ тұрақтысы, 8,314Дж/моль·К мәнін қабылдайды.

 Егер газ көлемі қалыпты жағдайдан өзге жағдайда берілсе, оны қалыпты жағдайға келтіру үшін мына формуланы пайдалануға болады:

PV/T= P₀V₀/Т₀ , V₀= PV Т₀/ P₀Т (1.15)

Газ күйіндегі затты сипаттайтын үш шаманың бірін тұрақты етіп алғанда, қалған екі шама арасындағы байланысты көрсететін физика курсынан өздеріңізге белгілі үш заң (Бойль-Мариотт, Гей-Люссак, Шарль) келіп шығады.