2.Основні закони хімії

Одним з основних законів хімії є закон збереження маси речовини. Цей закон був відкритий Ломоносовим у 1748 р. і доповнений французьким ученим А. Лавуазьє у 1789 р. Сучасне формулювання закону збереження маси таке: маса речовин, які вступають у хімічну реакцію, дорівнює масі речовин, які утворюються внаслідок реакції.

Наступним кроком у розвитку хімії стало встановлення закону про сталість складу речовини, сформульованого французьким ученим Жозефом Прустом у 1808 році. Закон сталості складу речовини стверджує, що кожна хімічно чиста речовина має сталий склад, незалежно від умов і способів її добування.

Закон об’ємних відношень газів. Цей закон у 1808 році сформулював французький учений Жозеф Луї Гей-Люссак. Сьогодні цей закон відомий як хімічний закон Гей-Люссака. Він звучить так: об’єми газів, що вступають у реакцію, відносяться один до одного і до об’ємів добутих газоподібних продуктів як невеликі цілі числа: .

Виявлену Гей-Люссаком закономірність пояснює закон, відкритий у 1811 р. італійським ученим Амедео Авогадро: в однакових об’ємах різних газів за однакових умов (температури та тиску) міститься однакова кількість молекул.

Із канону Авогадро випливають два важливі наслідки.

Перший наслідок: один моль будь-якого газу за однакових умов займає однаковий об’єм. За нормальних умов (н. у.) (це тиск 101,325 кПа кілопаскаль і температура 0 °С) об’єм 1 моль будь-якого газу дорівнює 22,4 л. Цей об’єм називають молярним об’ємом газу за нормальних умов. Другий наслідок із закону Авогадро: відношення мас однакових об’ємів газів за однакових умов дорівнює відношенню їхніх молярних мас: .

3. Еквівалент. Визначення еквіваленту хімічного елементу, оксиду, кислоти, основи чи солі. Закон еквівалентів

Еквівалент (Е) — еквівалентом елемента називають таку його кількість, яка взаємодіє з 1 м.ч. Н або 8 м.ч. О або заміщує таку кількість хімічних реакцій.

Еквівалент - це частина атому,молекули або йону яка припадає на одну зміної валентності або ступеню окиснення. Наприклад, в сполуках HCl, H2S,NH3, CH4 еквівалент хлора, сірки, нітрогену, вуглеця дорівнює відповідно 1 моль, 1/2 моль, 1/3 моль, 1/4 моль.

Маса одного еквіваленту називається його еквівалентною масою.Так, в наведених вище прикладах еквівалентні маси хлору, сірки, нітрогену та вуглецю відповідно дорівнюють 34,45 г/моль, 32/2=16 г/моль, 14/3=4,67 г/моль, 12/4=3 г/моль.

Поняття про еквіваленти поширюються також на складні речовини.

Еквівалентом складної речовини називається така її кількість, яка взаємодіє без залишку з одним еквівалентом водню чи взагалі з одним еквівалентом будь-якої іншої речовини.

Еквівалент кислоти рівний Е = 1/основність, моль.

Е_H2SO4=1/2 моль, Е_HCl=1/1=1 моль, Е_H3PO4=1/3 моль.

Еквівалентна маса кислоти рівна m_e = M×E = M/основність (г/моль).

m_{e HCl} = 36.5/1=36.5 г/моль, m_eH2SO4= 98/2 = 49 г/моль, m_eH3PO4= 98/3 г/моль.

Еквівалент основи рівний Е = 1/кислотність, моль.

Е_NaOH = 1/1 = 1 моль, Е_Ba(OH)2 = 1/2 моль.

Еквівалентна маса основи m_e = M×E = M/кислотність (г/моль).

m_{e NaOH}=40г/моль, m_{e Ba(OH)2}=137/2=85.5 г/моль.

Еквівалент солі рівний Е = 1/В_заг, моль,

де В_заг – загальна валентність атомів металу в молекулі солі.

Е_K2SO4 = 1/2 моль, E_K2Cr2O7 = 1/2 моль, E_Al2(SO4)3 = 1/6 моль.

Еквівалентна маса солі m_e = M×E = M/ В_заг (г/моль).

m_{e NaCl} = 58.5 г/моль, m_{e CaCO3} =100/2 = 50 г/моль, m_{e AlCl3} =133.5/3= 44.5 г/моль.

Подібно до еквіваленту елемента, еквівалент складної речовини і його еквівалентна маса можуть мати декілька значень і визначаються в хімреакції.

Наприклад:

H₂SO₄ +1NaOH = NaHSO₄ + H₂O m_e= 98/1 = 98г/моль, Е= 1моль

H₂SO₄ +2NaOH = Na ₂SO₄ +2 H₂O m_e= 98/2 = 49г/моль, Е= 1/2моль

Cu(OH)₂ + 1HCl = CuOHCl + H₂O m_e= 97,5/1 = 97,5г/моль, Е= 1моль

Cu(OH)₂ + 2HCl =Cu Cl +2 H₂O m_e= 97,5/2 = 48,75г/моль, Е= 1/2моль

визначення еквіваленту та еквівалентної маси складних речовин в окислювально – відновних реакціях. Наприклад:

KMnO₄ + 8HCl = MnCl₂ + 5/2Cl₂ + KCl + 4H₂O

Mn⁺⁷ + 5e = Mn ⁺² , тому Е _KMnO4 = 1/5 моль, m_e(_KMnO4) = 1/5 M _KMnO4

Закон еквівалентів — маси речовин, які вступають у реакцію та утворюються після неї, пропорційні їхнім еквівалентам.