Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Эквивалент. Закон эквивалентов. Использование эквивалентов веществ в объемном анализе.




Вопрос№1.

Предмет и методы химии как науки. Химизация сельского хозяйства.

Химия изучает состав, свойства и превращения веществ, а также явления, которые сопровождают эти превращения.

Одно из первых определений химии как науки дал великий русский ученый М.В. Ломоносов: «Химическая наука рассматривает свойства и изменения тел… состав тел… объясняет причину того, что с веществами при химических превращениях происходит».

Свое оригинальное и точное определение химии дал другой великий русский химик Д.И. Менделеев в знаменитой книге «Основы химии». По Менделееву, химия – это учение об элементах и их соединениях.

Химия относится к естественным наукам, которые изучают окружающий нас мир. Она тесно связана с другими естественными науками: физикой, биологией, геологией. Многие разделы современной науки возникли на стыке этих наук: физическая химия, геохимия, биохимия. Химия тесно связана также с другими отраслями науки и техники. В ней широко применяются математические методы, используются расчеты и моделирование процессов на элекронно-вычислительных машинах.

В современной химии выделилось много самостоятельных разделов, наиболее важные из которых, кроме отмеченных выше, неорганическая химия, органическая химия, химия полимеров, аналитическая химия, электрохимия, коллоидная химия и другие.

Объектом изучения химии являются вещества. Обычно их подразделяют на смеси и чистые вещества. Среди последних выделяют простые и сложные.

 

В химии выделяют следующие задачи:

· Освоение океанических источников сырья

· Проблема продовольственного питания

· Создание новых средств борьбы с болезнями растений

· Способы регулировки рождаемости

· Технология получения пищи из сырья не сельскохозяйственного происхождения

· Охрана окружающей среды

· Биохимические процессы

· Новые источники энергии

· Создание новых веществ с заранее заданными свойствами

· Теоретические исследования:

o Механизм химических реакций

o Действие катализаторов

o Процесс роста кристаллов

o Происхождение солнечной системы и вселенной

 

Роль химии в сельском хозяйстве.

Исключительно большое значение химия имеет в сельском хозяйстве, которое использует минеральные удобрения, средства защиты растений от вредителей, регуляторы роста растений, химические добавки и консерванты к кормам для животных и другие продукты. Использование химических методов в сельском хозяйстве привело к возникновению ряда смежных наук, например, агрохимия и биотехнологии.

 

Вопрос№2.

Закон сохранения массы вещества М.В. Ломоносова. Закон взаимосвязи массы и энергии А. Эйнштейна. Закон постоянства состава.

Закон сохранения массы вещества впервые сформулировал М.В. Ломоносов. Позднее он экспериментально обосновал этот закон. Современная формулировка закона такова:

 

Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.

Закон сохранения массы вещества может быть объяснен с точки зрения атомно-молекулярного учения так: при химических реакциях атомы не исчезают и не могут возникнуть из ничего; общее число атомов остается постоянным до и после реакции. Например, при взаимодействии двухатомных молекул водорода и хлора должно образоваться столько молекул HCl, чтобы число атомов водорода и хлора осталось равным двум, т.е. две молекулы:

 

H2 + Cl2 = 2HCl

 

И поскольку атомы имеют постоянную массу, не меняется и масса веществ до и после реакции. Закон сохранения массы веществ М.В. Ломоносов связывал с законом сохранения энергии. Он рассматривал эти законы в единстве, как всеобщий закон природы.

Таким образом, законы сохранения массы веществ и сохранения энергии – это две стороны единого закона природы – закона вечности материи и ее движения. Взгляды Ломоносова подтверждены современной наукой. Взаимосвязь массы и энергии выражается уравнением Эйнштейна:

 

E = mc2

К основным законам химии относится закон постоянства состава:

 

Всякое чистое вещество независимо от способа его получения всегда имеет постоянный качественный и количественный состав.

Рассмотрим, например, состав оксида углерода (IV) CO2. Он состоит из углерода и кислорода (качественный состав). Содержание углерода в CO2 27,27%, кислорода – 72,73% (количественный состав). Получить углекислый газ можно многими способами: синтезом из углерода и кислорода, их оксида углерода (II) и кислорода. Во всех случаях чистый оксид углерода (IV) будет иметь приведенный выше состав независимо от способа получения.

Атомно-молекулярное учение позволяет объяснить закон постоянства состава. Поскольку атомы имеют постоянную массу, то и массовый состав вещества в целом постоянен.

Развитие химии показало, что наряду с соединениями постоянного состава существуют соединения переменного состава. Первые названы дальтонидами, вторые – бертоллидами. Состав дальтонидов выражается простыми формулами с целочисленными стехиометрическими индексами, например, H20, HCl, CCl4, CO2. Состав бертоллидов изменяется и не отвечает стехиометрическим отношениям. Например, состав оксида урана (IV) обычно выражают формулой UO3. На самом деле он имеет состав от UO2.5 до UO3.

В связи с наличием соединений переменного состава в современную формулировку закона постоянства состава следует внести уточнение.

 

Состав соединений молекулярной структуры, являются постоянным независимо от способа получения. Состав же соединений с немолекулярной структурой не являются постоянным и зависит от условий получения.

 

 

Вопрос№3.

Эквивалент. Закон эквивалентов. Использование эквивалентов веществ в объемном анализе.

Эквивалентом элемента называют такое его количество, которое присоединяет или замещает 1 моль атомов водорода.

Эквивалент выражается в молях.

Масса одного эквивалента элемента называется эквивалентной массой, которая выражается в г/моль. Так, эквивалентная масса водорода ЭН=1г/моль, кислорода ЭО=8г/моль.

Между эквивалентом Э, атомной массой А и стехиометрической валентностью элемента В в данном соединении существует зависимость

 

Э = А/В.

По этой формуле определяют теоретическое значение эквивалента элемента. Например,

 

ЭAl=27/3=9; ЭNa=23/1=23.

В отличие от атомной или молекулярной массы химический эквивалент не является постоянной величиной. Если элемент образует несколько соединений, проявляя при этом разную валентность, то эквиваленты будут различными. Например, в оксиде углерода (II) CO стехиометрическая валентность углерода равна 2, а его эквивалент равен 12/2=6; в оксиде углерода (IV) CO2 углерод четырехвалентен и его эквивалент равен 12/4=3. Постоянные значения эквивалентов могут быть только у элементов с постоянной валентностью.

Понятие об эквиваленте имеет большое значение в химии, поскольку с его помощью формулируется один из основных законов химии – закон эквивалентов:

вещества взаимодействуют между собой в количестве, пропорциональных им эквивалентам.

Это означает, что для того, чтобы вещества реагировали без остатка, их надо брать в эквивалентных массах (объемах). Так, например, 9г/моль алюминия без остатка реагируют с 8г/моль кислорода или с 35,5г/моль хлора; 18г/моль алюминия реагируют с 16г/моль кислорода или с 71г/моль хлора.

 

 

Вопрос№4.

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...