Лекция1Тов

Литература
Основная:
Дополнительная:

Основные химические понятия и законы
Атом – электронейтральная система взаимодействующих элементарных частиц, состоящая из ядра (образованного протонами и нейтронами) и электронов.
Определенный вид атомов, характеризующийся одинаковым зарядом ядра, называется химическим элементом. Каждый элемент имеет свое название и свой символ, например: гелий He, медь Cu, фосфор P.
Сумма протонов и нейтронов равна массовому числу А: А=Z+N,
где Z- число протонов (порядковый номер), N – число нейтронов.
Атомы, имеющие одинаковое число протонов, но разное число нейтронов в ядре, называются изотопами: 12С и 14С (изотопы углерода); Н, D, Т (изотопы водорода).
Молекула – это электронейтральная наименьшая совокупность атомов, образующих определенную структуру посредством химических связей.
Молекулы могут содержать атомы только одного элемента (O2, O3, Br2, P4), такие вещества называются простыми веществами.
Вещества, молекулы которых состоят из атомов различных элементов, называют сложными веществами: Н2SO4, HCl, H2O, C2H5OH.
:

Относительной атомной массой элемента называют отношение абсолютной массы атома к 1/12 части абсолютной массы атома изотопа углерода 12С (Аr).
Относительной молекулярной массой называют отношение абсолютной массы молекулы к 1/12 части абсолютной массы атома изотопа углерода 12С (Мr).
Таким образом, 1/12 часть абсолютной массы атома изотопа углерода 12С называется атомной единицей массы (а. е. м.).
1 а. е. м.= 1,66·10-24г=1,66·10-27кг
Абсолютные (mA, mМ) и относительные массы связаны соотношениями:
mA=Ar·1a.e.м.
mМ=Мr·1a.e.м.

Моль - это единица количества вещества (ν), содержащая столько структурных единиц данного вещества, сколько атомов содержится в 12 г углерода, состоящего только из изотопа 12С.
1 моль содержит 6,02·1023 структурных единиц (атомов, молекул, ионов). Это число называется числом Авогадро (NA).
Масса одного моль вещества называется молярной массой (М), имеет размерность г/моль.
М = m /ν
Раздел химии, в котором рассматриваются массовые или объемные отношения между реагирующими веществами, называется стехиометрией.

Основные стехиометрические законы
1.Закон сохранения массы веществ (М. В. Ломоносов, 1748-1756гг.; Антуан-Лоран Лавуазье, французский химик, 1777 г ).
Масса веществ, вступивших в реакцию равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции.
2. Закон постоянства состава (Жозеф Луи Пруст, французский химик, 1801 г.)
Каждое чистое соединение независимо от способа его получения всегда имеет один и тот же состав.
В действительности состав некоторых соединений может колебаться в определенных пределах (бертоллиды: V0,9-1,3O; MnO1,6). Состав большинства соединений строго соответствует требованиям закона Пруста (дальтониды).

3. Закон Авогадро (Амедео Авогадро, итальянский химик, 1811 г.)
В равных объемах различных газов при одинаковых температуре и давлении содержится одно и то же число молекул.
Из закона Авогадро вытекают два следствия.
I. При нормальных условиях (Т=273К, Р=101,325 кПА, )1 моль любого газа занимает объем 22,4 л. Этот объем называется молярным объемом газа при н.у.(Vm).
II. Плотности газов относятся как их относительные молекулярные массы:
ρ1/ ρ2 = Mr1/Mr2 = Di
Di- относительная плотность одного газа по другому.

ХИМИЧЕСКИЙ ЭКВИВАЛЕНТ
4. Закон эквивалентов (Иеремия Вениамин Рихтер, немецкий химик, 1792-1800 гг).
Вещества реагируют друг с другом в отношениях, пропорциональных их химическим эквивалентам
Химический эквивалент – это реальная или условная частица, которая в кислотно-основных реакциях замещает, присоединяет (или отдает) один ион Н+ или ОН–, в окислительно-восстановительных реакциях принимает (или отдает) один электрон.
В кислотно-основной реакции
H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O
эквивалентом серной кислоты является
реальная
частица – молекула серной кислоты.

В кислотно-основной реакции
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
эквивалентом серной кислоты является
условная
частица – ½ молекулы серной кислоты.
В окислительно-восстановительной реакции
2H2SO4 + Cu = SO2 + CuSO4 + 2H2O
эквивалентом серной кислоты является
условная
частица – ½ молекулы серной кислоты.
Сера из степени окисления +6 восстанавливается до степени окисления +4, принимая 2 электрона.

ФАКТОР ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ
Фактор эквивалентности – это число, показывающее, какая доля реальной частицы эквивалентна одному катиону водорода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону в данной окислительно-восстановительной реакции.
Фактор эквивалентности обозначают так:
fэкв

ФАКТОР ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ
В первой реакции
H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O
фактор эквивалентности серной кислоты равен
1

ФАКТОР ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ
Во второй реакции
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
фактор эквивалентности равен
?
1/2

ФАКТОР ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ
Итак:
1. Для кислот фактор эквивалентности равен 1, деленной на число катионов водорода
Н+
из состава каждой молекулы кислоты, участвующих в реакции.

2. Для оснований фактор эквивалентности равен 1, деленной на число гидроксид-ионов основания
ОН-,
вступающих в реакцию
ФАКТОР ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ

ФАКТОР ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ
3. Для солей фактор эквивалентности равен 1, деленной на произведение числа катионов (анионов) и их заряда, взятого по модулю.

МОЛЯРНАЯ МАССА ЭКВИВАЛЕНТА
Молярная масса эквивалента (МЭ) – масса 1 моль эквивалентов.
Она равна произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества.
Для второй реакции:
МЭ(H2SO4) = fэкв⋅ М(H2SO4)=½М(H2SO4)
Молярная масса эквивалента имеет размерность г/моль