ZAKON O ODRŽANJU MASE /Opsta hemija 1/02_Osnovni hemijski zakoni.pdf OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI ZAKON...

Click here to load reader

  • date post

    21-Jan-2021
  • Category

    Documents

  • view

    14
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of ZAKON O ODRŽANJU MASE /Opsta hemija 1/02_Osnovni hemijski zakoni.pdf OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI ZAKON...

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    ZAKON O ODRŽANJU MASE

    Zbir masa supstanci koje stupaju u reakciju (reaktanti) jednak je zbiru masa supstanci koje nastaju u toj reakciji (proizvodi).

    Σm(reaktanti) = Σm(proizvodi)

    Deo opštijeg Zakona o održanju materije

    Antoan Lavoazje kraj XVIII veka

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    ZAKON STALNIH ODNOSA MASA

    Elementarne supstance međusobno se jedine samo u istom, stalnom masenom odnosu.

    8,0 g kiseonika i 1,0 g vodonika

    Voda H2O

    UVEK BEZ OBZIRA NA VIŠAK NEKOG OD REAKTANATA

    Daltonidi ‐ stehiometrijska jedinjenja, stalnog sastava (npr. H2O).

    Bertolidi ‐ retka jedinjenja čiji je sastav promenljiv (čvrsti rastvori).

    Žozef Prust kraj XVIII veka

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    ZAKON UMNOŽENIH ODNOSA MASA Džon Dalton

    početak XIX veka

    CO  3 g C : 4 g O  CO2 3 g C : 8 g O          

    U  različitim  jedinjenjima  dva  ista  elementa, mase  jednog  elementa,  koji  se  jedini  sa  stalnom  masom  drugog  elementa, odnose se kao mali celi brojevi.

    1 2

    /4 /4

    N2O 0,57 g  O

    NO 1,14 g  O

    N2O3 1,71 g  O

    NO2 2,28 g O

    N2O5  2,85 g O

    1

    2

    3

    4

    5

    /0,57 Odnos masa kiseonika u različitim jedinjenjima

    sa ugljenikom

    U različitim jedinjenjima C I O: U različitim jedinjenjima N i O  sa 1 g azota jedini se: 

  • Džon Dalton  1802 postavlja

    TEORIJU O ATOMSKOJ STRUKTURI MATERIJE

    OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    1. Atomi su najsitnije čestice koje se dalje ne mogu deliti.

    2. Atomi jednog elementa imaju istu masu i ista svojstva koja su različita od atoma drugih elemenata.

    3. Sjedinjavanjem atoma različitih elemenata nastaju “složeni atomi” čija je masa jednaka zbiru masa atoma koji ih grade.

    Uveo je pojam RELATIVNE ATOMSKE MASE Ar(element) = koliko puta je masa atoma elementa veća od mase atoma vodonika

    vodonik kiseonik

    + = voda

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    ZAKON STALNIH ZAPREMINSKIH ODNOSA Gej‐Lisak

    početak XIX veka

    Zapremine gasovitih supstanci koje međusobno reaguju ili  nastaju u hemijskoj reakciji, merene pod istim uslovima (p, t)  odnose se kao mali celi brojevi.

    2 zapremine 1 zapremina 2 zapremine dm3 vodonika dm3 kiseonika dm3 vodene

    pare

    Atom kiseonika bi morao da se podeli

    Ako bi se u jednakim zapreminama svih gasovitih supstanci pod istim uslovima nalazio jednak broj atoma:

    + =

    2 V          +        1V        =       2V

    +

    2 N          +        1N        =       2N

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    AVOGADROV ZAKON

    U jednakim zapreminama različitih gasova pod istim uslovima  nalazi se isti broj molekula (čestica).

    Avogadro početak XIX veka

    V1 = V2 p1 = p2 T1 = T2

    N1(čestica) = N2(čestica)

    Sada je moglo da se napiše: 2 H2(g)    +    1 O2(g)          → 2 H2O(g)

    Pretostavio je da da su najmanje čestice gasa dvoatomne ‐molekuli.

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    )C( 12 1

       12 6

    a r

    m

    m A =

    Skala relativnih atomskih masa zasnovana je na izotopu ugljenika  12C6

    u – unificirana jedinica atomske mase (ili Da – dalton)

    u je 1/12 mase atoma ugljenika12C6

    kg1066,1)C( 12 1 2712

    6 ‐×== mu

    RELATIVNA ATOMSKA MASA

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    )C( 12 1

       12 6

    a r

    m

    m A =

    u – unificirana jedinica atomske mase (ili Da – dalton)

    u m

    A a

    r   = ma(O) = Ar(O) u = 

    = 15,9994 ∙ 1,66 ∙10‐27 = 

    = 2,657·10‐23 g prosečna masa atoma kiseonika

    RELATIVNA ATOMSKA MASA

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    )C( 12 1

       12 6

    a r

    m

    m A =

    RELATIVNA ATOMSKA MASA Priručnik

    )C( 12 1 12

    6

    m r

    m

    m M =Relativna molekulska masa

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    MOL I MOLARNA MASA

    KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost čestica) – n JEDINICA: mol

    Jedan mol supstance sadrži onoliko elementarnih čestica koliko atoma sadrži 12 g ugljenikovog izotopa 12C.

    NA = 6,022∙1023Avogadrov broj

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    MOL I MOLARNA MASA

    6,022∙1023 atoma Na

    6,022∙1023 atoma Cl

    6,022 1023 atoma H

    6,022∙1023 molekula H2

    = 1 mol atoma Na

    = 1 mol atoma Cl

    = 1 mol atoma H 

    = 1 mol molekula H2 ima masu 2,016 g

    ima masu 22,99 g

    ima masu 35,45 g

    ima masu 1,008 g

    Avogadrov broj NA = 6,022∙1023

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    MOL I MOLARNA MASA

    helijum

    sumpor

    živa

    bakar

    MOLARNA MASA – masa jednog mola 

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    MOL I MOLARNA MASA

    helijum – 4,003 g

    sumpor – 32,07 g

    živa – 200,6 g

    bakar – 63,55 g

    MOLARNA MASA – masa jednog mola 

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    MOL I MOLARNA MASA

    helijum – 4,003 g

    sumpor – 32,07 g

    živa – 200,6 g

    bakar – 63,55 g

    MOLARNA MASA – masa jednog mola 

    M(S) = 32,07 g mol– 1

    M(He) = 4,003 g mol– 1

    M(Cu) = 63,55 g mol– 1

    M(Hg) = 200,6 g mol– 1

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    Molarna masa ‐masa Avogadrovog broja čestica

    MOL I MOLARNA MASA

    MOLARNA MASA – masa jednog mola 

    MOLARNA MASA –M JEDINICA: kg mol–1

    Izražena u g mol–1 jednaka je brojčano relativnoj molekulskoj/atomskoj masi

    Formula Zbir relativnih atomskih masa

    Relativna molekulska masa

    Molarna masa (g mol–1)

    O 16,00 16,00 16,00

    O2 2·16,00 32,00 32,00 H2O 2·1,008 + 16,00 18,02 18,02

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    MOL I MOLARNA MASA

    MOLARNA MASA – masa jednog mola 

    Masa supstance proporcionalna je količini:

    m = M ∙ n

    Zapremina jednog mola gasovite supstance ‐ MOLARNA ZAPREMINA, Vm

    Molarna zapremina pri standardnim uslovima (p = p , T = 273 K):

    Vm = 22,4 dm3

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    GASNI ZAKON

    Stanje gasa potpuno je opisano njegovom količinom, pritiskom, temperaturom i zapreminom

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    GASNI ZAKONI

    1. Zapremina gasa direktno je proporcionalna njegovoj količini

    V = k1nPri konstantnim T i p

    Avogadrova hipoteza: jednak broj molekula različitih gasova na istom p i T zauzima jednake zapremine. Zapremina gasa je  proporcionalna njegovoj količini.

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    GASNI ZAKONI

    2. Zapremina gasa direktno je proporcionalna temperaturi gasa

    V = k2TPri konstantnim n i p

    Gej‐Lisak i Šarl

    Zakon Šarla i Gej‐Lisaka

    Sobna T T < – 100 oC

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    GASNI ZAKONI

    V = k3/p

    Pri konstantnim n i T

    Robert Bojl

    P  r  i t  i  s  a  k

    Z a p r e m i n a

    3. Zapremina gasa obrnuto je proporcionalna pritisku gasa

    Bojlov zakon

  • const.) (    const. == m T pV

    OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    GASNI ZAKONI

    V = k3/pV = k2TV = k1nVaži:

    V ∼ nT/p

    JEDNAČINA GASOVITOG STANJA

    const. je isto za sve gasove, jer važi Avogadrov zakon

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    GASNI ZAKONI

      nRTpV = JEDNAČINA STANJA IDEALNOG GASA

    R – gasna konstanta

    ⎟ ⎠ ⎞

    ⎜ ⎝ ⎛=

    mol K J

    mol K  m Pa 

    315,8 3

    R

    V (m3)P (Pa) T(K)

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka

    Ukupan pritisak smeše gasova jednak je zbiru parcijalnih pritisaka komponenata smeše.

    ptot =  RTntot V = (nA + nB)

    RT V

    ptot =  nA RTV +   nB

    RT V

    pA =  nA RTV pB =  nB RTV

    parcijalni pritisci komponenata A i B

    ptot = pA + pB

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    GASNI ZAKON

    ptot= ntot RTVpA =  nA RT V

    pB = nB RTV

    pA ptot

    nA ntot

    = nA ntot

    xA =

    Molski udeo komponente A u smeši

    pA =  xAptot

    pi =  Xi ptot

    Daltonov zakon parcijalnih pritisaka

    i

    Molski udeo bilo koje komponente u smeši gasova

  • OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

    GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka

    Ukupan pritisak smeše gasova jednak je zbiru parcijalnih pritisaka komponenata smeše.

    Gasov