ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA...

25
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

Transcript of ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA...

Page 1: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

ZAKON O ODRŽANJU MASE

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

Σm(reaktanti) = Σm(proizvodi)

Deo opštijeg Zakona o održanju materije

Antoan Lavoazjekraj XVIII veka

Page 2: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

ZAKON STALNIH ODNOSA MASA

Elementarne supstance međusobno se jedine samo u istom, stalnommasenom odnosu.

8,0 g kiseonika i 1,0 g vodonika

Voda H2O

UVEK BEZ OBZIRA NA VIŠAKNEKOG OD REAKTANATA

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

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

Žozef Prustkraj XVIII veka

Page 3: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

ZAKON UMNOŽENIH ODNOSA MASADžon 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.

12

/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

/0,57Odnos masa kiseonikau različitim jedinjenjima

sa ugljenikom

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

Page 4: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

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 kojasu 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 MASEAr(element) = koliko puta je masa atoma elementa veća od mase atoma vodonika

vodonik kiseonik

+ = voda

Page 5: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

ZAKON STALNIH ZAPREMINSKIH ODNOSAGej‐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 zapreminedm3 vodonika dm3 kiseonika dm3 vodene

pare

Atom kiseonika bi morao da se podeli

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

+ =

2 V          +        1V        =       2V

+

2 N          +        1N        =       2N

Page 6: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

AVOGADROV ZAKON

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

Avogadropočetak XIX veka

V1 = V2

p1 = p2T1 = 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.

Page 7: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

)C(121

  126

ar

m

mA =

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(121 2712

6‐×== mu

RELATIVNA ATOMSKA MASA

Page 8: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

)C(121

  126

ar

m

mA =

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

um

Aa

r   =ma(O) = Ar(O) u = 

= 15,9994 ∙ 1,66 ∙10‐27 = 

= 2,657·10‐23 gprosečna masa atoma kiseonika

RELATIVNA ATOMSKA MASA

Page 9: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

)C(121

  126

ar

m

mA =

RELATIVNA ATOMSKA MASAPriručnik

)C(121 12

6

mr

m

mM =Relativna molekulska masa

Page 10: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

MOL I MOLARNA MASA

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

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

NA = 6,022∙1023Avogadrov broj

Page 11: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

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

Page 12: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

MOL I MOLARNA MASA

helijum

sumpor

živa

bakar

MOLARNA MASA – masa jednog mola 

Page 13: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

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 

Page 14: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

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

Page 15: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

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

FormulaZbir relativnihatomskih masa

Relativnamolekulska 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

Page 16: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

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

Page 17: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

GASNI ZAKON

Stanje gasa potpuno je opisano njegovomkoličinom, pritiskom, temperaturom i zapreminom

Page 18: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

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 gasovana istom p i T zauzima jednake zapremine. Zapremina gasa je proporcionalna njegovoj količini.

Page 19: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

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

Page 20: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

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

Page 21: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

const.) (    const. == mTpV

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

Page 22: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

GASNI ZAKONI

  nRTpV =JEDNAČINA STANJA IDEALNOG GASA

R – gasna konstanta

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

mol KJ

mol K m Pa 

315,83

R

V (m3)P (Pa) T(K)

Page 23: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka

Ukupan pritisak smeše gasova jednak je zbiruparcijalnih pritisaka komponenata smeše.

ptot = RTntot V = (nA + nB) RT

V

ptot =  nA RTV

+   nBRTV

pA =  nA RTV

pB =  nB RTV

parcijalni pritisci komponenata A i B

ptot = pA + pB

Page 24: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

GASNI ZAKON

ptot= ntot RTVpA =  nA RT

VpB = nB RT

V

pAptot

nAntot

=nAntot

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

Page 25: ZAKON O ODRŽANJU MASE XVIII - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija 1/02_Osnovni... · KOLIČINA SUPSTANCE (mera za brojnost ... GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka Ukupan

OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

GASNI ZAKON Daltonov zakon parcijalnih pritisaka

Ukupan pritisak smeše gasova jednak je zbiruparcijalnih pritisaka komponenata smeše.

Gasoviti, u vodinerastvorljivi

proizvod reakcije. Podešavanje nivoa tečnostiptotal = patm

ptotal = pgas + pH2O

Ravnotežni napon vodene pare