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