Kimia– ilmu tentang komposisi, struktur, sifat dan transformasi zat.
Ilmu atom-molekul. Zat terdiri dari partikel-partikel kimia (molekul, atom, ion) yang mempunyai struktur yang kompleks dan terdiri dari partikel elementer(proton, neutron, elektron).
Atom– partikel netral yang terdiri dari inti positif dan elektron.
Molekul– sekelompok atom stabil yang dihubungkan oleh ikatan kimia.
Unsur kimia– sejenis atom dengan muatan inti yang sama. Elemen menunjukkan
dimana X adalah lambang unsur, Z– nomor seri elemen di Tabel periodik elemen D.I. Mendeleev, A– nomor massa. Nomor seri Z sama dengan muatan inti atom, jumlah proton dalam inti atom, dan jumlah elektron dalam atom. Nomor massal A sama dengan jumlah jumlah proton dan neutron dalam suatu atom. Jumlah neutron sama dengan selisihnya A–Z.
Isotop– atom-atom dari unsur yang sama mempunyai nomor massa yang berbeda.
Massa atom relatif(A r) adalah perbandingan massa rata-rata atom suatu unsur komposisi isotop alami dengan 1/12 massa atom isotop karbon 12 C.
Berat molekul relatif(M r) adalah perbandingan massa rata-rata molekul suatu zat dengan komposisi isotop alami dengan 1/12 massa atom isotop karbon 12 C.
Satuan massa atom(a.u.m) – 1/12 massa atom isotop karbon 12 C. 1 a.u. m = 1,66? 10 -24 tahun
Tikus tanah– jumlah suatu zat yang mengandung unit struktural (atom, molekul, ion) sebanyak jumlah atom dalam 0,012 kg isotop karbon 12 C. Tikus tanah– jumlah suatu zat yang mengandung 6,02 · 10 23 unit struktural (atom, molekul, ion).
n = T/T A, Di mana N– jumlah zat (mol), N– jumlah partikel, a tidak ada– Konstanta Avogadro. Banyaknya suatu zat juga dapat dilambangkan dengan simbol v.
Konstanta Avogadro N A = 6,02 10 23 partikel/mol.
Masa molarM(g/mol) – rasio massa zat M(d) dengan jumlah zat N(mol):
M = m/n, Di mana: m = M n Dan n = m/M.
Volume molar gasV M(l/mol) – rasio volume gas V(l) dengan jumlah zat gas ini N(mol). Dalam kondisi normal VM = 22,4 liter/mol.
Kondisi normal: suhu t = 0°C, atau T = 273 K, tekanan hal = 1atm = 760mm. rt. Seni. = 101,325 Pa = 101,325 kPa.
VM = V/n, Di mana: V = VM n Dan n = V/V M .
Hasilnya adalah rumus umum:
n = m/M = V/V M = N/N A .
Setara- partikel nyata atau fiktif yang berinteraksi dengan satu atom hidrogen, atau menggantikannya, atau setara dengannya dalam beberapa cara lain.
Setara massa molar M e– perbandingan massa suatu zat dengan jumlah ekuivalen zat tersebut: M e = M N (persamaan) .
Dalam reaksi pertukaran muatan, massa molar zat yang setara adalah
dengan massa molar M sama dengan: M e = M/(n ? m).
Dalam reaksi redoks, massa molar setara dengan massa molar suatu zat M sama dengan: M e = M/n(e), Di mana n(e)– jumlah elektron yang ditransfer.
Hukum setara– massa reaktan 1 dan 2 sebanding dengan massa molar ekuivalennya. m 1 /m 2= M E1/M E2, atau m 1 /M E1 = m 2 /M E2, atau n 1 = n 2, Di mana m 1 Dan m 2– massa dua zat, M E1 Dan SAYA 2– massa molar yang setara, n 1 Dan n 2– jumlah ekuivalen zat-zat tersebut.
Untuk penyelesaiannya, hukum ekuivalen dapat dituliskan sebagai berikut:
c E1 V 1 = c E2 V 2, Di mana dengan E1, dengan E2, V 1 Dan V 2– konsentrasi molar ekuivalen dan volume larutan kedua zat tersebut.
Hukum gas bersatu: hal = nRT, Di mana P– tekanan (Pa, kPa), V– volume (m 3, l), N– jumlah zat gas (mol), T - suhu (K), T(K) = T(°C) + 273, R– konstan, R= 8,314 J/(K? mol), dengan J = Pa m 3 = kPa l.
2. Struktur atom dan Hukum Periodik
Dualitas gelombang-partikel materi - gagasan bahwa setiap benda dapat memiliki gelombang dan sifat sel darah. Louis de Broglie mengusulkan rumus yang menghubungkan gelombang dan sifat sel benda: ? = jam/(mV), Di mana H– Konstanta Planck, ? – panjang gelombang yang sesuai dengan setiap benda bermassa M dan kecepatan V. Meskipun sifat gelombang ada pada semua benda, sifat gelombang hanya dapat diamati pada benda mikro yang massanya berorde massa atom dan elektron.
Prinsip Ketidakpastian Heisenberg: ?(mV x) ?х > jam/2n atau ?V x ?x > jam/(2?m), Di mana M– massa partikel, X– koordinatnya, Vx– kecepatan dalam arah X, ?– ketidakpastian, kesalahan penentuan. Prinsip ketidakpastian artinya tidak mungkin menunjukkan posisi (koordinat) secara bersamaan X) dan kecepatan (Vx) partikel.
Partikel dengan massa kecil (atom, inti, elektron, molekul) bukanlah partikel dalam pengertian mekanika Newton dan tidak dapat dipelajari. fisika klasik. Mereka sedang dipelajari fisika kuantum.
Bilangan kuantum utamaN mengambil nilai 1, 2, 3, 4, 5, 6 dan 7, sesuai dengan level elektronik (lapisan) K, L, M, N, O, P dan Q.
Tingkat– ruang tempat elektron dengan nomor yang sama berada N. Elektron dari tingkat yang berbeda dipisahkan secara spasial dan energetik satu sama lain, karena jumlahnya N menentukan energi elektron E(lebih N, lebih E) dan jarak R antara elektron dan inti (semakin banyak N, lebih R).
Bilangan kuantum orbital (samping, azimut).aku mengambil nilai tergantung pada nomornya n:aku= 0, 1,…(N- 1). Misalnya jika n= 2, lalu aku = 0, 1; Jika n= 3, lalu aku = 0, 1, 2. Nomor aku mencirikan sublevel (sublapisan).
Subtingkat– ruang tempat elektron dengan tertentu N Dan aku. Sublevel dari level tertentu ditentukan tergantung pada nomornya aku: s- Jika aku = 0, P- Jika aku = 1, D- Jika aku = 2, F- Jika aku = 3. Sublevel atom tertentu ditentukan tergantung pada angkanya N Dan aku, misalnya: 2s (n = 2, aku = 0), 3d(n= 3, aku = 2), dst. Sublevel dari level tertentu memiliki energi yang berbeda (semakin banyak aku, lebih E): E s< E < Е А < … Dan berbeda bentuk orbital yang membentuk sublevel ini: orbital s berbentuk bola, P-orbitalnya berbentuk seperti halter, dll.
Bilangan kuantum magnetikm 1 mencirikan orientasi momen magnet orbital, sama dengan aku, dalam ruang relatif terhadap bagian luar Medan gaya dan mengambil nilai: – aku,…-1, 0, 1,…aku, yaitu total (2l + 1) nilai. Misalnya jika aku = 2, lalu m 1 =-2, -1, 0, 1, 2.
orbital(bagian dari sublevel) – ruang di mana elektron (tidak lebih dari dua) berada dengan tertentu n, aku, m 1. Sublevel berisi 2l+1 orbital. Misalnya, D– sublevel berisi lima orbital d. Orbital dari sublevel yang sama memiliki nomor berbeda m 1, mempunyai energi yang sama.
Nomor putaran magnetikMS mencirikan orientasi momen magnet elektron s, sama dengan?, relatif terhadap medan magnet luar dan mengambil dua nilai: +? Dan _ ?.
Elektron dalam suatu atom menempati tingkatan, subtingkatan dan orbital menurut aturan berikut.
Aturan Pauli: Dalam satu atom, dua elektron tidak dapat memiliki empat bilangan kuantum yang identik. Mereka harus berbeda setidaknya dalam satu bilangan kuantum.
Berdasarkan aturan Pauli dapat disimpulkan bahwa sebuah orbital hanya boleh berisi maksimal dua elektron, sublevel tidak boleh berisi lebih dari 2(2l + 1) elektron, dan suatu level tidak boleh berisi lebih dari 2 elektron. 2n 2 elektron.
Aturan Klechkovsky: sublevel elektronik diisi dalam urutan jumlah yang meningkat (n + aku), dan dalam hal jumlah yang sama (n+l)– dalam urutan nomor menaik N.
Bentuk grafis Aturan Klechkovsky.
Menurut aturan Klechkovsky, sublevel diisi dengan urutan sebagai berikut: 1s, 2s, 2р, 3s, Зр, 4s, 3d, 4р, 5s, 4d, 5р, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s,…
Meskipun pengisian sublevel terjadi menurut aturan Klechkovsky, dalam rumus elektronik sublevel ditulis secara berurutan berdasarkan level: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f dll. Jadi, rumus elektronik atom brom ditulis sebagai berikut: Br(35e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5 .
Konfigurasi elektronik jumlah atom berbeda dari yang diprediksikan oleh aturan Klechkovsky. Jadi, untuk Cr dan Cu:
Cr(24e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 dan Cu(29e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1.
Aturan Hunda (Gunda): Pengisian orbital pada sublevel tertentu dilakukan agar putaran totalnya maksimal. Orbital sublevel tertentu diisi terlebih dahulu dengan satu elektron pada satu waktu.
Konfigurasi elektronik atom dapat ditulis berdasarkan level, sublevel, orbital. Misalnya rumus elektronik P(15e) dapat ditulis:
a) berdasarkan level)2)8)5;
b) berdasarkan sublevel 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3;
c) berdasarkan orbital
Contoh rumus elektronik beberapa atom dan ion:
V(23e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 3 4s 2;
V 3+ (20e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 2 4s 0.
3. Ikatan kimia
3.1. Metode ikatan valensi
Menurut metode ikatan valensi, ikatan antara atom A dan B terbentuk melalui penggunaan bersama sepasang elektron.
Ikatan kovalen. Koneksi donor-akseptor.Valensi mencirikan kemampuan atom untuk membentuk ikatan kimia dan sama dengan jumlahnya ikatan kimia, dibentuk oleh atom. Menurut metode ikatan valensi, valensi sama dengan jumlah pasangan elektron yang dipakai bersama, dan dalam kasus Ikatan kovalen valensi sama dengan jumlah elektron yang tidak berpasangan tingkat eksternal atom dalam keadaan dasar atau keadaan tereksitasinya.
Valensi atomMisalnya, untuk karbon dan belerang:
Saturasi ikatan kovalen: atom membentuk ikatan dalam jumlah terbatas yang sama dengan valensinya.
Hibridisasi orbital atom– pencampuran orbital atom (AO) dari sublevel atom yang berbeda, yang elektronnya berpartisipasi dalam pembentukan ikatan setara? Kesetaraan orbital hibrid (H2O) menjelaskan kesetaraan ikatan kimia yang terbentuk. Misalnya, dalam kasus atom karbon tetravalen, ada satu 2 detik– dan tiga 2p-elektron. Untuk menjelaskan kesetaraan empat ikatan? yang dibentuk oleh karbon dalam molekul CH 4, CF 4, dll., atom S- dan tiga R- orbital digantikan oleh empat orbital hibrid yang setara sp 3-orbital:
Fokus Ikatan kovalen terbentuk dalam arah tumpang tindih maksimum orbital yang membentuk pasangan elektron bersama.
Tergantung pada jenis hibridisasinya, orbital hibrid memiliki lokasi tertentu di ruang angkasa:
sp– linier, sudut antara sumbu orbital adalah 180°;
sp 2– segitiga, sudut antara sumbu orbital adalah 120°;
sp 3– tetrahedral, sudut antara sumbu orbital adalah 109°;
sp 3 hari 1– trigonal-bipiramidal, sudut 90° dan 120°;
sp 2 hari 1– persegi, sudut antara sumbu orbital adalah 90°;
sp 3 hari 2– oktahedral, sudut antara sumbu orbital adalah 90°.
3.2. Teori orbital molekul
Menurut teori orbital molekul, suatu molekul terdiri dari inti dan elektron. Dalam molekul, elektron terletak pada orbital molekul (MO). MO elektron terluar memiliki struktur kompleks dan dianggap sebagai kombinasi linier dari orbital terluar atom penyusun molekul. Jumlah MO yang terbentuk sama dengan jumlah AO yang terlibat dalam pembentukannya. Energi MO bisa lebih rendah (MO ikatan), sama (MO non-ikatan) atau lebih tinggi (MO anti ikatan), dibandingkan energi AO yang membentuknya.
Ketentuan interaksi JSC
1. AO berinteraksi jika mereka memiliki energi yang sama.
2. AO berinteraksi jika tumpang tindih.
3. AO berinteraksi jika mempunyai simetri yang sesuai.
Untuk molekul diatomik AB (atau molekul linier lainnya), simetri MO dapat berupa:
Jika MO tertentu mempunyai sumbu simetri,
Jika suatu MO mempunyai bidang simetri,
Jika MO mempunyai dua bidang simetri yang tegak lurus.
Kehadiran elektron pada ikatan MO menstabilkan sistem, karena mengurangi energi molekul dibandingkan dengan energi atom. Stabilitas molekul ditandai pesanan obligasi n, sama dengan: n = (n cahaya – n ukuran)/2, Di mana n ringan dan n ukuran - jumlah elektron pada orbital ikatan dan anti ikatan.
Pengisian MO dengan elektron terjadi menurut aturan yang sama dengan pengisian AO pada atom, yaitu: aturan Pauli (tidak boleh lebih dari dua elektron dalam satu MO), aturan Hund (total spin harus maksimal), dll. .
Interaksi atom 1s-AO periode pertama (H dan He) menyebabkan terbentuknya ikatan?-MO dan antiikatan?*-MO:
Rumus elektronik molekul, orde ikatan N, energi ikatan eksperimental E dan jarak antarmolekul R untuk molekul diatomik dari atom periode pertama diberikan pada tabel berikut:
Atom-atom lain pada periode kedua, selain 2s-AO, juga mengandung 2p x -, 2p y – dan 2p z -AO, yang jika berinteraksi dapat terbentuk?– dan?-MO. Untuk atom O, F dan Ne, energi 2s- dan 2p-AO berbeda secara signifikan, dan interaksi antara 2s-AO dari satu atom dan 2p-AO dari atom lain dapat diabaikan, mengingat interaksi antara 2s -AO dari dua atom terpisah dari interaksi 2p-AO-nya. Skema MO untuk molekul O 2, F 2, Ne 2 memiliki bentuk sebagai berikut:
Untuk atom B, C, N, energi 2s– dan 2p-AO memiliki energi yang hampir sama, dan 2s-AO dari satu atom berinteraksi dengan 2p z-AO dari atom lain. Oleh karena itu, urutan MOs pada molekul B 2, C 2 dan N 2 berbeda dengan urutan MOs pada molekul O 2, F 2 dan Ne 2. Di bawah ini adalah skema MO untuk molekul B 2, C 2 dan N 2:
Berdasarkan skema MO yang diberikan, misalnya, kita dapat menuliskan rumus elektronik molekul O 2 , O 2 + dan O 2 ?:
HAI 2 + (11e)? s2? s *2 ? z 2 (? x 2 ? y 2)(? x *1 ? y *0)
n = 2 R = 0,121nm;
HAI 2 (12e)? s2? s *2 ? z 2 (? x 2 ? y 2)(? x *1 ? y *1)
n = 2,5 R = 0,112nm;
HAI 2 ?(13e)? s2? s *2 ? z 2 (? x 2 ? y 2)(? x *2 ? y *1)
n = 1,5 R = 0,126nm.
Dalam kasus molekul O2, teori MO memungkinkan kita memperkirakan kekuatan yang lebih besar dari molekul ini, karena n = 2, sifat perubahan energi ikat dan jarak antar inti pada deret O 2 + – O 2 – O 2 ?, serta paramagnetisme molekul O 2 yang pada MO atasnya terdapat dua elektron yang tidak berpasangan.
3.3. Beberapa jenis koneksi
Ikatan ionik– ikatan elektrostatis antara ion-ion yang muatannya berlawanan. Ikatan ionik dapat dianggap sebagai kasus ekstrim dari ikatan kovalen. koneksi kutub. Ikatan ionik terbentuk jika perbedaan keelektronegatifan atom X lebih besar dari 1,5–2,0.
Ikatan ionik adalah non-arah non-jenuh komunikasi Dalam kristal NaCl, ion Na+ tertarik oleh semua ion Cl? dan ditolak oleh semua ion Na+ lainnya, apapun arah interaksi dan jumlah ionnya. Hal ini menentukan stabilitas kristal ionik yang lebih besar dibandingkan dengan molekul ionik.
Ikatan hidrogen– ikatan antara atom hidrogen dari satu molekul dan atom elektronegatif (F, CI, N) dari molekul lain.
Adanya ikatan hidrogen menjelaskan sifat anomali air: titik didih air jauh lebih tinggi dibandingkan titik didih air secara kimiawi: t kip (H 2 O) = 100 °C, dan t kip (H 2 S) = - 61 °C. Tidak ada ikatan hidrogen yang terbentuk antara molekul H 2 S.
4. Pola proses kimia
4.1. Kimia panas
Energi(E)- kemampuan menghasilkan karya. Pekerjaan mekanis(A) dicapai, misalnya, oleh gas selama pemuaiannya: SEBUAH = hal?V.
Reaksi yang terjadi dengan penyerapan energi adalah: endotermik.
Reaksi yang melibatkan pelepasan energi adalah: eksotermik.
Jenis energi: panas, cahaya, listrik, kimia, energi nuklir, dll.
Jenis energi: kinetik dan potensial.
Energi kinetik– energi suatu benda yang bergerak, ini adalah kerja yang dapat dilakukan suatu benda sebelum ia diam.
Panas (Q)– sejenis energi kinetik – yang terkait dengan pergerakan atom dan molekul. Saat berkomunikasi dengan benda bermassa (M) dan kapasitas kalor jenis (c) kalor? Q suhunya naik sebesar? t: ?Q = m dengan ?t, Di mana? t = ?Q/(ct).
Energi potensial- energi yang diperoleh suatu benda sebagai akibat dari perubahan yang terjadi di dalamnya komponen posisi dalam ruang. Energi ikatan kimia merupakan salah satu jenis energi potensial.
Hukum pertama termodinamika: energi dapat berpindah dari satu jenis ke jenis lainnya, tetapi tidak dapat hilang atau muncul.
Energi dalam (kamu) – jumlah kinetik dan energi potensial partikel yang menyusun tubuh. Kalor yang diserap dalam reaksi sama dengan perbedaan energi dalam antara produk reaksi dan reagen (Q = ?U = U 2 – U 1), asalkan sistem belum melakukan pekerjaan apa pun lingkungan. Jika reaksi terjadi pada tekanan konstan, maka gas yang dilepaskan melakukan kerja melawan gaya tekanan luar, dan panas yang diserap selama reaksi sama dengan jumlah perubahan energi dalam. ?U dan bekerja SEBUAH = hal?V. Panas yang diserap pada tekanan konstan disebut perubahan entalpi: ? H = ?U + hal?V, mendefinisikan entalpi Bagaimana H = U + pV. Reaksi cairan dan padatan lanjutkan tanpa perubahan volume yang signifikan (?V = 0), lalu bagaimana dengan reaksi-reaksi ini? N dekat dengan ?U (?Н = ?U). Untuk reaksi dengan perubahan volume yang kita miliki ?Н > ?U, jika perluasan sedang berlangsung, dan ?N< ?U , jika ada kompresi.
Perubahan entalpi biasanya disebut keadaan standar suatu zat: yaitu untuk zat murni yang berwujud tertentu (padat, cair, atau gas), pada tekanan 1 atm = 101,325 Pa, suhu 298 K dan konsentrasi zat 1 mol/l.
Entalpi pembentukan standar?– panas yang dilepaskan atau diserap selama pembentukan 1 mol suatu zat dari zat sederhana, komponennya, dalam kondisi standar. Misalnya, ?Tidak.(NaCl) = -411 kJ/mol. Artinya pada reaksi Na(s) + ?Cl 2 (g) = NaCl(s) ketika 1 mol NaCl terbentuk, energi yang dilepaskan sebesar 411 kJ.
Entalpi reaksi standar?H– perubahan entalpi selama reaksi kimia, ditentukan oleh rumus: ?N = ?Tidak.(produk) – ?Tidak.(reagen).
Jadi untuk reaksi NH 3 (g) + HCl (g) = NH 4 Cl (tv), diketahui? H o 6 p (NH 3) = -46 kJ/mol, ? H o 6 p (HCl) = -92 kJ /mol dan?H o 6 p (NH 4 Cl) = -315 kJ/mol kita mempunyai:
H = ?H o 6 p (NH 4 Cl) – ?H o 6 p (NH 3) – ?H o 6 p (HCl) = -315 – (-46) – (-92) = -177 kJ.
Jika? N< 0, maka reaksinya eksotermik. Jika? T> 0, maka reaksinya bersifat endotermik.
Hukum Hess: Entalpi standar suatu reaksi bergantung pada entalpi standar reaktan dan produk serta tidak bergantung pada jalur reaksi.
Proses spontan tidak hanya bersifat eksotermik, yaitu proses dengan penurunan energi (?N< 0), tetapi bisa juga merupakan proses endotermik, yaitu proses dengan peningkatan energi (?T> 0). Dalam semua proses ini, “gangguan” sistem meningkat.
EntropiS – kuantitas fisik, mencirikan tingkat gangguan sistem. S – entropi standar, ?S – perubahan entropi standar. Jika ?S > 0, kelainan bertambah jika AS< 0, то беспорядок системы уменьшается. Для процессов в которых растет число частиц, ?S >0. Untuk proses yang jumlah partikelnya berkurang, ?S< 0. Например, энтропия меняется в ходе реакций:
CaO(padat) + H 2 O(l) = Ca(OH) 2 (padat), ?S< 0;
CaCO 3 (tv) = CaO (tv) + CO 2 (g), ?S > 0.
Proses terjadi secara spontan dengan pelepasan energi, yaitu untuk apa? N< 0, dan dengan meningkatnya entropi, yaitu untuk yang mana?S > 0. Dengan mempertimbangkan kedua faktor tersebut akan menghasilkan ekspresi untuk Energi Gibbs: G = H – TS atau? G = ?H – T?S. Reaksi yang menurunkan energi Gibbs, yaitu ?G< 0, могут идти самопроизвольно. Реакции, в ходе которых энергия Гиббса увеличивается, т. е. ?G >0, jangan pergi secara spontan. Kondisi?G = 0 berarti telah tercapai kesetimbangan antara produk dan reaktan.
Pada suhu rendah, ketika nilainya T mendekati nol, hanya reaksi eksotermik yang terjadi T?S– sedikit dan?G = ? N< 0. Pada suhu tinggi nilainya T?S bagus, dan mengabaikan ukurannya? N, kita punya?G = – T?S, yaitu, proses dengan peningkatan entropi akan terjadi secara spontan, yang mana?S > 0, a?G< 0. При этом чем больше по nilai mutlak value?G, semakin lengkap lolosnya proses ini.
Nilai AG untuk suatu reaksi tertentu dapat ditentukan dengan rumus:
G = ?С arr (produk) – ?G o b p (reagen).
Dalam hal ini, nilai ?G o br, serta? Tidak. dan?S o br untuk jumlah besar zat diberikan dalam tabel khusus.
4.2. Kinetika kimia
Laju reaksi kimia(ay) ditentukan oleh perubahan konsentrasi molar reaktan per satuan waktu:
Di mana ay– laju reaksi, s – konsentrasi molar reagen, T- waktu.
Laju reaksi kimia bergantung pada sifat reaktan dan kondisi reaksi (suhu, konsentrasi, keberadaan katalis, dll.)
Pengaruh konsentrasi. DI DALAM kasus reaksi sederhana laju reaksi sebanding dengan produk konsentrasi zat yang bereaksi, dipangkatkan sama dengan koefisien stoikiometrinya.
Untuk reaksi
dimana 1 dan 2 masing-masing adalah arah reaksi maju dan mundur:
v 1 = k 1 ? [Saya ? [B]n dan
v 2 = k 2 ? [C]p ? [D]q
Di mana ay- kecepatan reaksi, k– konstanta laju, [A] – konsentrasi molar zat A.
Molekularitas reaksi– jumlah molekul yang berpartisipasi dalam aksi dasar reaksi. Untuk reaksi sederhana, misalnya: mA + nB> рС + qD, molekularitas sama dengan jumlah koefisien (m + n). Reaksi dapat berupa molekul tunggal, molekul ganda, dan jarang molekul rangkap tiga. Reaksi dengan berat molekul lebih tinggi tidak terjadi.
Urutan reaksi sama dengan jumlah eksponen derajat konsentrasi dalam ekspresi eksperimental laju reaksi kimia. Jadi, untuk reaksi yang kompleks
mA + nB > рС + qD ekspresi eksperimental untuk laju reaksi adalah
v 1 = k 1 ? [A] ? ? [DI DALAM] ? dan orde reaksinya adalah (? + ?). Di mana? Dan? ditemukan secara eksperimental dan mungkin tidak bersamaan M Dan N oleh karena itu, karena persamaan reaksi kompleks merupakan hasil dari beberapa reaksi sederhana.
Pengaruh suhu. Laju reaksi bergantung pada jumlah tumbukan efektif molekul. Peningkatan suhu meningkatkan jumlah molekul aktif, memberi mereka energi yang diperlukan untuk terjadinya reaksi. energi aktivasi E bertindak dan meningkatkan laju reaksi kimia.
Aturan Van't Hoff. Ketika suhu meningkat 10°, laju reaksi meningkat 2–4 kali lipat. Secara matematis ini ditulis sebagai:
v 2 = v 1 ? ?(t 2 – t 1)/10
dimana v 1 dan v 2 adalah laju reaksi pada suhu awal (t 1) dan suhu akhir (t 2), ? – koefisien suhu laju reaksi, yang menunjukkan berapa kali laju reaksi meningkat dengan kenaikan suhu sebesar 10°.
Lebih tepatnya, ketergantungan laju reaksi pada suhu dinyatakan Persamaan Arrhenius:
k = SEBUAH? e - E/(RT)
Di mana k– laju konstan, A– konstanta tidak bergantung pada suhu, e = 2,71828, E– energi aktivasi, R= 8,314 J/(K? mol) – konstanta gas; T– suhu (K). Dapat dilihat bahwa konstanta laju meningkat seiring dengan meningkatnya suhu dan penurunan energi aktivasi.
4.3. Kesetimbangan kimia
Suatu sistem berada dalam kesetimbangan jika keadaannya tidak berubah seiring waktu. Kesetaraan laju reaksi maju dan mundur merupakan syarat untuk menjaga keseimbangan sistem.
Contoh reaksi reversibel adalah reaksinya
N 2 + 3H 2 - 2NH 3.
Hukum aksi massa: perbandingan produk konsentrasi produk reaksi dengan produk konsentrasi zat awal (semua konsentrasi dinyatakan dalam pangkat yang sama dengan koefisien stoikiometrinya) adalah suatu konstanta yang disebut konstanta kesetimbangan.
Konstanta kesetimbangan adalah ukuran kemajuan reaksi maju.
K = O – reaksi langsung tidak terjadi;
K =? – reaksi langsung berakhir;
K > 1 – keseimbangan bergeser ke kanan;
KE< 1 – keseimbangan digeser ke kiri.
Konstanta kesetimbangan reaksi KE berhubungan dengan besarnya perubahan energi standar Gibbs?G untuk reaksi yang sama:
G= – RT dalam K, atau?G = -2.3RT lg K, atau K= 10 -0,435?G/RT
Jika K > 1, lalu lg K> 0 dan?G< 0, т. е. если равновесие сдвинуто вправо, то реакция – переход от исходного состояния к равновесному – идет самопроизвольно.
Jika KE< 1, lalu lg K < 0 и?G >0, yaitu jika kesetimbangan digeser ke kiri, maka reaksi tidak spontan ke kanan.
Hukum pergeseran kesetimbangan: Jika pengaruh eksternal diberikan pada suatu sistem dalam keseimbangan, suatu proses muncul dalam sistem yang melawan pengaruh eksternal tersebut.
5. Reaksi redoks
Reaksi redoks– reaksi yang terjadi dengan perubahan bilangan oksidasi unsur.
Oksidasi– proses donasi elektron.
Pemulihan– proses penambahan elektron.
pengoksidasi– atom, molekul, atau ion yang menerima elektron.
Agen pereduksi– atom, molekul, atau ion yang menyumbangkan elektron.
Agen pengoksidasi, menerima elektron, berubah menjadi bentuk tereduksi:
F 2 [kira-kira. ] + 2e > 2F? [pulih].
Reduktor, melepaskan elektron, berubah menjadi bentuk teroksidasi:
Na 0 [pemulihan ] – 1e > Na + [kira-kira].
Kesetimbangan antara bentuk teroksidasi dan tereduksi ditandai dengan Persamaan paling baru untuk potensi redoks:
Di mana E 0– nilai standar potensi redoks; N– jumlah elektron yang ditransfer; [pulih ] dan [kira-kira. ] masing-masing adalah konsentrasi molar senyawa dalam bentuk tereduksi dan teroksidasi.
Nilai standar potensial elektroda E 0 diberikan dalam tabel dan mencirikan sifat oksidatif dan reduksi senyawa: semakin positif nilainya E 0, semakin kuat sifat pengoksidasi, dan apa nilai yang lebih negatif E 0, semakin kuat sifat restorasinya.
Misalnya untuk F 2 + 2e - 2F? E 0 = 2,87 volt, dan untuk Na++ 1e - Na 0 E 0 =-2,71 volt (proses selalu dicatat untuk reaksi reduksi).
Reaksi redoks adalah kombinasi dua setengah reaksi, oksidasi dan reduksi, dan dicirikan oleh gaya gerak listrik(emf) ? E 0:?E 0= ?E 0 oke – ?E 0 memulihkan, Di mana E 0 oke Dan? E 0 memulihkan– potensi standar oksidator dan reduktor untuk reaksi ini.
E.m.f. reaksi? E 0 berhubungan dengan perubahan energi bebas Gibbs?G dan konstanta kesetimbangan reaksi KE:
?G = –nF?E 0 atau? E = (RT/nF) dalam K.
E.m.f. reaksi pada konsentrasi non-standar? E sama dengan: ? E =?E 0 – (RT/nF) ? Aku g K atau? E =?E 0 –(0,059/N)lg K.
Dalam kasus kesetimbangan?G = 0 dan?E = 0, dari mana asalnya? E =(0,059/n) lg K Dan K = 10 n?E/0,059 .
Agar reaksi dapat berlangsung secara spontan, hubungan berikut harus dipenuhi: ?G< 0 или K >> 1, yang sesuai dengan kondisi tersebut? E 0> 0. Oleh karena itu, untuk menentukan kemungkinan terjadinya reaksi redoks tertentu, perlu dihitung nilainya? E 0. Jika? E 0 > 0, reaksi sedang berlangsung. Jika? E 0< 0, tidak ada tanggapan.
Sumber arus kimiaSel galvanik– perangkat yang mengubah energi reaksi kimia menjadi energi listrik.
sel galvanik Daniel terdiri dari elektroda seng dan tembaga yang masing-masing direndam dalam larutan ZnSO 4 dan CuSO 4. Larutan elektrolit berkomunikasi melalui partisi berpori. Dalam hal ini oksidasi terjadi pada elektroda seng: Zn > Zn 2+ + 2e, dan reduksi terjadi pada elektroda tembaga: Cu 2+ + 2e > Cu. Secara umum reaksinya adalah: Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu.
Anoda– elektroda tempat terjadinya oksidasi. Katoda– elektroda tempat terjadinya reduksi. Pada sel galvani, anoda bermuatan negatif dan katoda bermuatan positif. Pada diagram elemen, logam dan mortar dipisahkan oleh garis vertikal, dan dua mortar dipisahkan oleh garis vertikal ganda.
Jadi, untuk reaksi Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu, diagram rangkaian sel galvanik ditulis: (-)Zn | ZnSO 4 || CuSO 4 | Cu(+).
Gaya gerak listrik (ggl) reaksi tersebut adalah? E 0 = E 0 oke – E 0 pulihkan= E 0(Cu 2+ /Cu) – E 0(Zn 2+ /Zn) = 0,34 – (-0,76) = 1,10 V. Karena rugi-rugi, tegangan yang dihasilkan oleh elemen akan sedikit lebih kecil dari? E 0. Jika konsentrasi larutan berbeda dari konsentrasi standar, yaitu 1 mol/l, maka E 0 oke Dan E 0 memulihkan dihitung menggunakan persamaan Nernst, dan kemudian ggl dihitung. sel galvanik yang sesuai.
Elemen kering terdiri dari badan seng, pasta NH 4 Cl dengan pati atau tepung, campuran MnO 2 dengan grafit dan elektroda grafit. Selama pengoperasiannya terjadi reaksi berikut: Zn + 2NH 4 Cl + 2MnO 2 = Cl + 2MnOOH.
Diagram elemen: (-)Zn | NH4Cl | MnO2, C(+). E.m.f. elemen - 1,5 V.
Baterai. Baterai timbal terdiri dari dua pelat timbal yang direndam dalam larutan asam sulfat 30% dan dilapisi dengan lapisan PbSO 4 yang tidak larut. Saat mengisi baterai, proses berikut terjadi pada elektroda:
PbSO 4 (tv) + 2e > Pb (tv) + SO 4 2-
PbSO 4 (tv) + 2H 2 O > PbO 2 (tv) + 4H + + SO 4 2- + 2e
Ketika baterai habis, proses berikut terjadi pada elektroda:
Pb(tv) + JADI 4 2- > PbSO 4 (tv) + 2e
PbO 2 (tv) + 4H + + SO 4 2- + 2e > PbSO 4 (tv) + 2H 2 O
Reaksi totalnya dapat dituliskan sebagai:
Untuk mengoperasikannya, baterai memerlukan pengisian daya secara teratur dan pemantauan konsentrasi asam sulfat, yang mungkin sedikit menurun selama pengoperasian baterai.
6. Solusi
6.1. Konsentrasi solusi
Fraksi massa suatu zat dalam larutan w sama dengan perbandingan massa zat terlarut dengan massa larutan: w = m air / m larutan atau w = m di-va /(V ??), Karena m solusi = V p-pa ? ?r-ra.
Konsentrasi molar Dengan sama dengan perbandingan jumlah mol zat terlarut dengan volume larutan: c = n(mol)/ V(l) atau c = m/(M? V( aku )).
Konsentrasi molar yang setara (konsentrasi normal atau setara) dengan e sama dengan perbandingan jumlah ekuivalen suatu zat terlarut dengan volume larutan: dengan e = n(persamaan mol)/ V(l) atau dengan e = m/(M e? V(l)).
6.2. Disosiasi elektrolitik
Disosiasi elektrolitik – penguraian elektrolit menjadi kation dan anion di bawah pengaruh molekul pelarut polar.
Derajat disosiasi?– rasio konsentrasi molekul terdisosiasi (dengan diss) dengan konsentrasi total molekul terlarut (dengan vol): ? = dengan diss / dengan ob.
Elektrolit dapat dibagi menjadi kuat(? ~ 1) dan lemah.
Elektrolit kuat(untuk mereka? ~ 1) – garam dan basa yang larut dalam air, serta beberapa asam: HNO 3, HCl, H 2 SO 4, HI, HBr, HClO 4 dan lain-lain.
Elektrolit lemah(untuk mereka?<< 1) – Н 2 O, NH 4 OH, малорастворимые основания и соли и многие кислоты: HF, H 2 SO 3 , H 2 CO 3 , H 2 S, CH 3 COOH и другие.
Persamaan reaksi ionik. DI DALAM Dalam persamaan reaksi ionik, elektrolit kuat ditulis dalam bentuk ion, dan elektrolit lemah, zat dan gas yang sukar larut ditulis dalam bentuk molekul. Misalnya:
CaCO 3 v + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2 ^
CaCO 3 v + 2H + + 2Cl? = Ca 2+ + 2Cl? + H 2 O + CO 2 ^
CaCO 3 v + 2H + = Ca 2+ + H 2 O + CO 2 ^
Reaksi antar ion menuju pembentukan zat yang menghasilkan lebih sedikit ion, yaitu menuju elektrolit yang lebih lemah atau zat yang kurang larut.
6.3. Disosiasi elektrolit lemah
Mari kita terapkan hukum aksi massa pada kesetimbangan antara ion dan molekul dalam larutan elektrolit lemah, misalnya asam asetat:
CH3COOH - CH3COO? +H+
Konstanta kesetimbangan untuk reaksi disosiasi disebut konstanta disosiasi. Konstanta disosiasi mencirikan disosiasi elektrolit lemah: semakin rendah konstanta, semakin sedikit elektrolit lemah terdisosiasi, semakin lemah.
Asam polibasa berdisosiasi bertahap:
H 3 PO 4 - H + + H 2 PO 4 ?
Konstanta kesetimbangan reaksi disosiasi total sama dengan produk konstanta masing-masing tahap disosiasi:
N 3 PO 4 - ZN + + PO 4 3-
Hukum pengenceran Ostwald: derajat disosiasi elektrolit lemah (a) meningkat dengan menurunnya konsentrasinya, yaitu dengan pengenceran:
Pengaruh ion senama terhadap disosiasi elektrolit lemah: penambahan ion sejenis mengurangi disosiasi elektrolit lemah. Jadi, ketika menambahkan CH 3 COOH ke dalam larutan elektrolit lemah
CH3COOH - CH3COO? +H+ ?<< 1
elektrolit kuat yang mengandung ion yang sama dengan CH 3 COOH, yaitu ion asetat, misalnya CH 3 COONa
CH 3 COOna - CH 3 COO? + Tidak + ? = 1
konsentrasi ion asetat meningkat, dan kesetimbangan disosiasi CH 3 COOH bergeser ke kiri, yaitu disosiasi asam menurun.
6.4. Disosiasi elektrolit kuat
aktivitas ion A – konsentrasi ion, dimanifestasikan dalam sifat-sifatnya.
Faktor aktivitasF– rasio aktivitas ion A untuk berkonsentrasi dengan: F= AC atau A = fc.
Jika f = 1, maka ion-ion tersebut bebas dan tidak saling berinteraksi. Hal ini terjadi pada larutan yang sangat encer, pada larutan elektrolit lemah, dan lain-lain.
Jika f< 1, то ионы взаимодействуют между собой. Чем меньше f, тем больше взаимодействие между ионами.
Koefisien aktivitas bergantung pada kekuatan ionik larutan I: semakin tinggi kekuatan ionik, semakin rendah koefisien aktivitasnya.
Kekuatan ionik larutan SAYA tergantung pada biaya z dan konsentrasi dari ion:
saya = 0,52 detik z 2 .
Koefisien aktivitas bergantung pada muatan ion: semakin besar muatan ion, semakin rendah koefisien aktivitasnya. Secara matematis ketergantungan koefisien aktivitas F pada kekuatan ionik SAYA dan muatan ion z ditulis menggunakan rumus Debye-Hückel:
Koefisien aktivitas ion dapat ditentukan dengan menggunakan tabel berikut:
6.5 Produk ionik air. nilai pH
Air, elektrolit lemah, berdisosiasi membentuk ion H+ dan OH?. Ion-ion ini terhidrasi, yaitu bergabung dengan beberapa molekul air, tetapi untuk mempermudahnya ditulis dalam bentuk tidak terhidrasi
H 2 O - H + + OH?.
Berdasarkan hukum aksi massa, untuk kesetimbangan ini:
Konsentrasi molekul air [H 2 O], yaitu jumlah mol dalam 1 liter air, dapat dianggap konstan dan sama dengan [H 2 O] = 1000 g/l: 18 g/mol = 55,6 mol/l. Dari sini:
KE[H 2 O] = KE(H2O ) = [H + ] = 10 -14 (22°C).
Produk ionik air– hasil kali konsentrasi [H + ] dan – adalah nilai konstan pada suhu konstan dan sama dengan 10 -14 pada 22°C.
Produk ionik air meningkat seiring dengan meningkatnya suhu.
nilai pH– logaritma negatif konsentrasi ion hidrogen: pH = – log. Demikian pula: pOH = – log.
Mengambil logaritma produk ionik air menghasilkan: pH + pHOH = 14.
Nilai pH mencirikan reaksi medium.
Jika pH = 7, maka [H + ] = merupakan medium netral.
Jika pH< 7, то [Н + ] >– lingkungan asam.
Jika pH > 7, maka [H + ]< – щелочная среда.
6.6. Solusi penyangga
Solusi penyangga– larutan yang memiliki konsentrasi ion hidrogen tertentu. PH larutan ini tidak berubah bila diencerkan dan sedikit berubah bila ditambahkan sedikit asam dan basa.
I. Larutan asam lemah HA, konsentrasi – dari asam, dan garamnya dengan basa kuat BA, konsentrasi – dari garam. Misalnya, buffer asetat adalah larutan asam asetat dan natrium asetat: CH 3 COOH + CHgCOONa.
pH = pK asam + log(garam/s asam).
II. Larutan basa lemah BOH, konsentrasi - dengan basa, dan garamnya dengan asam kuat VA, konsentrasi - dari garam. Misalnya, buffer amonia adalah larutan amonium hidroksida dan amonium klorida NH 4 OH + NH 4 Cl.
pH = 14 – рК basa – log(dengan garam/dengan basa).
6.7. Hidrolisis garam
Hidrolisis garam– interaksi ion garam dengan air membentuk elektrolit lemah.
Contoh persamaan reaksi hidrolisis.
I. Garam terbentuk dari basa kuat dan asam lemah:
Na 2 CO 3 + H 2 O - NaHCO 3 + NaOH
2Na + + CO 3 2- + H 2 O - 2Na + + HCO 3 ? +OH?
CO 3 2- + H 2 O - HCO 3 ? + OH?, pH > 7, lingkungan basa.
Pada tahap kedua, hidrolisis praktis tidak terjadi.
II. Garam dibentuk oleh basa lemah dan asam kuat:
AlCl 3 + H 2 O - (AlOH)Cl 2 + HCl
Al 3+ + 3Cl? + H 2 O - AlOH 2+ + 2Cl? + H + + Cl?
Al 3+ + H 2 O - AlOH 2+ + H +, pH< 7.
Pada tahap kedua, hidrolisis terjadi lebih sedikit, dan pada tahap ketiga praktis tidak ada hidrolisis.
AKU AKU AKU. Garam terbentuk dari basa kuat dan asam kuat:
K++ TIDAK 3 ? + H 2 O ? tidak ada hidrolisis, pH? 7.
IV. Garam dibentuk oleh basa lemah dan asam lemah:
CH 3 COONH 4 + H 2 O - CH 3 COOH + NH 4 OH
CH 3 COO? + NH 4 + + H 2 O - CH 3 COOH + NH 4 OH, pH = 7.
Dalam beberapa kasus, ketika garam dibentuk oleh basa dan asam yang sangat lemah, terjadi hidrolisis sempurna. Dalam tabel kelarutan garam tersebut, simbolnya adalah “terurai oleh air”:
Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 v + 3H 2 S^
Kemungkinan hidrolisis lengkap harus diperhitungkan dalam reaksi pertukaran:
Al 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Al(OH) 3 v + 3Na 2 SO 4 + 3CO 2 ^
Derajat hidrolisisH – rasio konsentrasi molekul terhidrolisis dengan konsentrasi total molekul terlarut.
Untuk garam yang dibentuk oleh basa kuat dan asam lemah:
= babрOH = – log, рН = 14 – рOH.
Dari ungkapan tersebut dapat disimpulkan bahwa derajat hidrolisis H(yaitu hidrolisis) meningkat:
a) dengan meningkatnya suhu, seiring dengan peningkatan K(H 2 O);
b) dengan penurunan disosiasi asam yang membentuk garam: semakin lemah asamnya, semakin besar hidrolisisnya;
c) dengan pengenceran: semakin kecil c, semakin besar hidrolisisnya.
Untuk garam yang dibentuk oleh basa lemah dan asam kuat
[H + ] = bab pH = – catatan.
Untuk garam yang dibentuk oleh basa lemah dan asam lemah
6.8. Teori protolitik asam dan basa
Protolisis– proses perpindahan proton.
Protolit– asam dan basa yang menyumbangkan dan menerima proton.
Asam– molekul atau ion yang mampu menyumbangkan proton. Setiap asam mempunyai basa konjugasi yang sesuai. Kekuatan asam ditandai dengan konstanta asam Kk.
H 2 CO 3 + H 2 O - H 3 O + + HCO 3 ?
K k = 4 ? 10 -7
3+ + H 2 O - 2+ + H 3 O +
K k = 9 ? 10 -6
Basis– molekul atau ion yang dapat menerima proton. Setiap basa memiliki asam konjugat yang sesuai. Kekuatan basa ditandai dengan konstanta basa K 0.
NH3? H 2 O (H 2 O) - NH 4 + + OH?
K 0 = 1,8 ?10 -5
Amfolit– protolit yang mampu melepaskan dan memperoleh proton.
HCO3? + H 2 O - H 3 O + + CO 3 2-
HCO3? - asam.
HCO3? + H 2 O - H 2 CO 3 + OH?
HCO3? – fondasi.
Untuk air: H 2 O+ H 2 O - H 3 O + + OH?
K(H 2 O) = [H 3 O + ] = 10 -14 dan pH = – log.
Konstanta Kk Dan K 0 karena asam dan basa konjugat saling berikatan.
HA + H 2 O - H 3 O + + A?,
A? + H 2 O - HA + OH?,
7. Kelarutan konstan. Kelarutan
Dalam sistem yang terdiri dari larutan dan endapan, terjadi dua proses - pembubaran endapan dan pengendapan. Kesetaraan laju kedua proses ini merupakan kondisi keseimbangan.
Solusi jenuh– larutan yang berada dalam kesetimbangan dengan endapan.
Hukum aksi massa yang diterapkan pada kesetimbangan antara endapan dan larutan memberikan:
Sejak = konstanta,
KE = Ks(AgCl) = .
DI DALAM pandangan umum kita punya:
A M B N(televisi) - M A +n+n B -M
K s ( A M B N)= [SEBUAH +n ] M[DI DALAM -M ] N .
Kelarutan konstanK s(atau hasil kali kelarutan PR) - hasil kali konsentrasi ion dalam larutan jenuh elektrolit yang sedikit larut - bernilai konstan dan hanya bergantung pada suhu.
Kelarutan suatu zat yang sedikit larut S dapat dinyatakan dalam mol per liter. Tergantung ukurannya S zat dapat dibagi menjadi sukar larut – s< 10 -4 моль/л, среднерастворимые – 10 -4 моль/л? S? 10 -2 mol/l dan sangat larut S>10 -2 mol/l.
Kelarutan suatu senyawa berhubungan dengan hasil kali kelarutannya.
Kondisi pengendapan dan pembubaran sedimen Dalam kasus AgCl: AgCl - Ag + + Cl?
K s= :
a) kondisi kesetimbangan antara endapan dan larutan: = Ks.
b) kondisi pengendapan: > K; selama pengendapan, konsentrasi ion menurun hingga tercapai kesetimbangan;
c) syarat larutnya endapan atau adanya larutan jenuh:< K; Saat endapan larut, konsentrasi ion meningkat hingga tercapai kesetimbangan.
8. Senyawa koordinasi
Senyawa koordinasi (kompleks) adalah senyawa yang mempunyai ikatan donor-akseptor.
Untuk K 3:
ion bola terluar – 3K +,
ion bola bagian dalam – 3-,
zat pengompleks – Fe 3+,
ligan – 6CN?, dentasinya – 1,
nomor koordinasi – 6.
Contoh zat pengompleks : Ag+, Cu 2+, Hg 2+, Zn 2+, Ni 2+, Fe 3+, Pt 4+, dan seterusnya.
Contoh ligan: molekul polar H 2 O, NH 3, CO dan anion CN?, Cl?, OH? dan sebagainya.
Bilangan koordinasi: biasanya 4 atau 6, lebih jarang 2, 3, dst.
Tata nama. Anion pertama kali dipanggil kasus nominatif), lalu kation (dalam kasus genitif). Nama beberapa ligan: NH 3 - ammin, H 2 O - aquo, CN? – siano, Cl? – klor, OH? – hidrokso. Nama-nama bilangan koordinasi: 2 – di, 3 – tiga, 4 – tetra, 5 – penta, 6 – heksa. Keadaan oksidasi zat pengompleks ditunjukkan:
Cl—diamminperak(I) klorida;
SO 4 – tetramina tembaga(II) sulfat;
K 3 – kalium heksasianoferrat(III).
Bahan kimia koneksi.Teori ikatan valensi mengasumsikan hibridisasi orbital atom pusat. Lokasi orbital hibrid yang dihasilkan menentukan geometri kompleks.
Ion kompleks diamagnetik Fe(CN) 6 4-.
Ion sianida – donor
Ion besi Fe 2+ – akseptor – memiliki rumus 3d 6 4s 0 4p 0. Dengan mempertimbangkan sifat diamagnetik kompleks (semua elektron berpasangan) dan bilangan koordinasi (diperlukan 6 orbital bebas), kita peroleh d 2 sp 3-hibridisasi:
Kompleksnya diamagnetik, putaran rendah, intraorbital, stabil (tidak ada elektron eksternal yang digunakan), oktahedral ( d 2 sp 3-hibridisasi).
Ion kompleks paramagnetik FeF 6 3-.
Ion fluorida adalah donor.
Ion besi Fe 3+ – akseptor – memiliki rumus 3d 5 4s 0 4p 0 . Dengan mempertimbangkan paramagnetisme kompleks (elektron berpasangan) dan bilangan koordinasi (diperlukan 6 orbital bebas), kita peroleh sp 3 hari 2-hibridisasi:
Kompleksnya paramagnetik, putaran tinggi, orbital luar, tidak stabil (orbital 4d luar digunakan), oktahedral ( sp 3 hari 2-hibridisasi).
Disosiasi senyawa koordinasi.Senyawa koordinasi dalam larutan terdisosiasi sempurna menjadi ion-ion bola dalam dan bola luar.
NO 3 > Ag(NH 3) 2 + + NO 3 ?, ? = 1.
Ion-ion pada bola bagian dalam, yaitu ion kompleks, berdisosiasi menjadi ion logam dan ligan, seperti elektrolit lemah, secara bertahap.
Di mana K 1 , KE 2 , KE 1 _ 2 disebut konstanta ketidakstabilan dan mengkarakterisasi disosiasi kompleks: semakin rendah konstanta ketidakstabilan, semakin sedikit kompleks terdisosiasi, semakin stabil kompleks tersebut.
Keputusan tentang perlunya memelihara buku catatan semacam itu tidak dilakukan dengan segera, tetapi secara bertahap, dengan akumulasi pengalaman kerja.
Pada awalnya itu adalah tempat di akhir buku kerja– beberapa halaman untuk mencatat definisi yang paling penting. Kemudian meja terpenting ditempatkan di sana. Kemudian muncul kesadaran bahwa sebagian besar siswa, untuk belajar memecahkan masalah, memerlukan instruksi algoritmik yang ketat, yang pertama-tama harus mereka pahami dan ingat.
Saat itulah diambil keputusan untuk menyimpan, selain buku kerja, buku catatan wajib kimia lainnya - kamus kimia. Berbeda dengan buku kerja, yang mungkin ada dua dalam satu tahun ajaran, kamus adalah buku catatan tunggal untuk seluruh mata kuliah kimia. Sebaiknya notebook ini memiliki 48 lembar dan cover yang tahan lama.
Kami menyusun materi dalam buku catatan ini sebagai berikut: di awal - definisi paling penting yang disalin anak-anak dari buku teks atau ditulis di bawah perintah guru. Misalnya pada pelajaran pertama kelas 8, inilah pengertian mata pelajaran “kimia”, konsep “reaksi kimia”. Selama tahun ajaran di kelas 8, lebih dari tiga puluh di antaranya terakumulasi. Saya melakukan survei mengenai definisi ini dalam beberapa pelajaran. Misalnya pertanyaan lisan berantai, ketika seorang siswa mengajukan pertanyaan kepada siswa lain, jika dia menjawab dengan benar, maka dia sudah menanyakan pertanyaan berikutnya; atau ketika seorang siswa ditanyai oleh siswa yang lain, jika ia tidak dapat menjawab, maka mereka menjawab sendiri. Dalam kimia organik, hal ini terutama merupakan definisi kelas bahan organik dan konsep utama, misalnya “homolog”, “isomer”, dll.
Di akhir buku referensi kami, materi disajikan dalam bentuk tabel dan diagram. Di halaman terakhir adalah tabel pertama “Unsur kimia. Tanda-tanda kimia" Kemudian tabel “Valensi”, “Asam”, “Indikator”, “Rangkaian tegangan logam elektrokimia”, “Rangkaian elektronegativitas”.
Saya terutama ingin memikirkan isi tabel “Korespondensi asam dengan oksida asam”:
| Korespondensi asam dengan oksida asam | ||||
| Oksida asam | Asam | |||
| Nama | Rumus | Nama | Rumus | Residu asam, valensi |
| karbon(II) monoksida | CO2 | batu bara | H2CO3 | CO3(II) |
| belerang(IV) oksida | JADI 2 | belerang | H2SO3 | SO3(II) |
| belerang(VI) oksida | JADI 3 | belerang | H2SO4 | JADI 4 (II) |
| silikon(IV) oksida | SiO2 | silikon | H2SiO3 | SiO3(II) |
| oksida nitrat (V) | N2O5 | nitrogen | HNO3 | TIDAK 3 (Saya) |
| fosfor(V) oksida | P2O5 | fosfor | H3PO4 | PO 4 (III) |
Tanpa memahami dan menghafal tabel ini, sulit bagi siswa kelas 8 untuk menyusun persamaan reaksi oksida asam dengan basa.
Saat mempelajari teori disosiasi elektrolitik, kami menuliskan diagram dan aturan di akhir buku catatan.
Aturan untuk menyusun persamaan ionik:
1. Rumus elektrolit kuat yang larut dalam air ditulis dalam bentuk ion.
2. Rumus zat sederhana, oksida, elektrolit lemah dan semua zat tidak larut ditulis dalam bentuk molekul.
3. Rumus zat yang sukar larut di sisi kiri persamaan ditulis dalam bentuk ion, di sebelah kanan - dalam bentuk molekul.
Saat belajar kimia organik Kami menulis di kamus tabel umum tentang hidrokarbon, golongan zat yang mengandung oksigen dan nitrogen, diagram hubungan genetik.
| Besaran fisis | |||
| Penamaan | Nama | Satuan | Rumus |
| jumlah zat | tikus tanah | = T / T A ; = m / m; V / V m (untuk gas) |
|
| tidak ada | Konstanta Avogadro | molekul, atom dan partikel lainnya | NA = 6,02 10 23 |
| N | jumlah partikel | molekul, atom dan partikel lainnya |
N = N A |
| M | masa molar | g/mol, kg/kmol | M = m / ; /M/ = Tuan r |
| M | berat | g,kg | m = M ; m = V |
| V m | volume molar gas | l/mol, m 3/kmol | Vm = 22,4 l / mol = 22,4 m 3 / kmol |
| V | volume | aku, m 3 | V = V m (untuk gas); |
| kepadatan | gram/ml; | =m/V; M / V m (untuk gas) |
|
Lebih dari 25 – periode musim panas Mengajar kimia di sekolah, saya harus bekerja menggunakan program dan buku teks yang berbeda. Pada saat yang sama, selalu mengejutkan bahwa praktis tidak ada buku teks yang mengajarkan cara memecahkan masalah. Pada awal belajar kimia, untuk mensistematisasikan dan mengkonsolidasikan pengetahuan dalam kamus, saya dan siswa menyusun tabel “Besaran Fisika” dengan besaran baru:
Saat mengajari siswa cara menyelesaikan masalah perhitungan, itu sangat penting sangat penting Saya memberikannya pada algoritma. Saya percaya bahwa instruksi ketat tentang urutan tindakan memungkinkan siswa yang lemah untuk memahami solusi dari jenis masalah tertentu. Bagi siswa yang kuat, ini adalah kesempatan untuk mendapatkan akses tingkat kreatif pendidikan kimia lebih lanjut dan pendidikan mandiri mereka, karena pertama-tama Anda harus menguasai sejumlah kecil teknik standar dengan percaya diri. Atas dasar ini, kemampuan untuk menerapkannya dengan benar pada berbagai tahap penyelesaian lebih besar tugas yang kompleks. Oleh karena itu, saya telah menyusun algoritma untuk menyelesaikan masalah perhitungan untuk semua jenis masalah. kursus sekolah dan untuk kegiatan ekstrakurikuler.
Saya akan memberikan contoh beberapa di antaranya.
Algoritma penyelesaian masalah menggunakan persamaan kimia.
1. Tuliskan secara singkat kondisi masalahnya dan buatlah persamaan kimianya.
2. Tuliskan data soal di atas rumus dalam persamaan kimia, dan tuliskan jumlah mol di bawah rumus (ditentukan oleh koefisien).
3. Tentukan jumlah zat yang massa atau volumenya diberikan dalam rumusan masalah, dengan menggunakan rumus:
MM/M; = V / V m (untuk gas V m = 22,4 l / mol).
Tuliskan angka yang dihasilkan di atas rumus dalam persamaan.
4. Tentukan jumlah suatu zat yang massa dan volumenya tidak diketahui. Caranya, beralasan menurut persamaan: bandingkan jumlah mol menurut kondisi dengan jumlah mol menurut persamaan. Jika perlu, buatlah proporsinya.
5. Mencari massa atau volume menggunakan rumus: m = M; V = VM.
Algoritma inilah yang menjadi dasar yang harus dikuasai siswa agar kedepannya mampu menyelesaikan permasalahan dengan menggunakan persamaan dengan berbagai komplikasi.
Masalah kelebihan dan kekurangan.
Jika pada kondisi permasalahan diketahui jumlah, massa atau volume dua zat yang bereaksi sekaligus, maka ini merupakan permasalahan kelebihan dan kekurangan.
Saat menyelesaikannya:
1. Anda perlu mencari jumlah dua zat yang bereaksi dengan menggunakan rumus:
MM/M; = V/V m .
2. Tuliskan bilangan mol yang dihasilkan di atas persamaan. Membandingkannya dengan jumlah mol menurut persamaan, kita dapat menyimpulkan zat mana yang dianggap kekurangan.
3. Berdasarkan kekurangannya, lakukan perhitungan lebih lanjut.
Permasalahan pada fraksi rendemen produk reaksi secara praktis diperoleh dari kemungkinan secara teoritis.
Dengan menggunakan persamaan reaksi, perhitungan teoritis dilakukan dan data teoritis untuk produk reaksi ditemukan: teori. , saya teori. atau teori V. . Pada saat melakukan reaksi di laboratorium atau di industri terjadi kerugian, sehingga data praktis yang diperoleh praktis. ,
saya berlatih. atau V praktis. selalu kurang dari data yang dihitung secara teoritis. Bagi hasil dilambangkan dengan huruf (eta) dan dihitung dengan rumus:
(ini) = praktis. / teori = saya berlatih. / m teori. = V praktis / V teori.
Ini dinyatakan sebagai pecahan satuan atau persentase. Tiga jenis tugas dapat dibedakan:
Jika dalam rumusan masalah diketahui data zat awal dan fraksi hasil produk reaksi, maka perlu dicari solusi praktisnya. , saya praktis atau V praktis. produk reaksi.
Prosedur penyelesaian:
1. Lakukan perhitungan menggunakan persamaan berdasarkan data zat awal, temukan teorinya. , saya teori. atau teori V. produk reaksi;
2. Temukan massa atau volume produk reaksi yang diperoleh secara praktis dengan menggunakan rumus:
saya berlatih. = m teoritis ; V praktis = teori V. ; berlatih. = teoretis .
Apabila dalam rumusan masalah diketahui data substansi awal dan prakteknya. , saya praktis atau V praktis. produk yang dihasilkan, dan Anda perlu mencari fraksi hasil produk reaksi.
Prosedur penyelesaian:
1. Hitung menggunakan persamaan berdasarkan data zat awal, temukan
teori. , saya teori. atau teori V. produk reaksi.
2. Temukan fraksi hasil produk reaksi menggunakan rumus:
Praktek. / teori = saya berlatih. / m teori. = V praktis /V teori.
Jika kondisi praktis diketahui dalam kondisi masalah. , saya praktis atau V praktis. produk reaksi yang dihasilkan dan fraksi hasil, sedangkan Anda perlu mencari data untuk zat awal.
Prosedur penyelesaian:
1. Temukan teori, teori m. atau teori V. produk reaksi menurut rumus:
teori. = praktis / ; saya teori. = saya berlatih. / ; teori V. = V praktis / .
2. Melakukan perhitungan menggunakan persamaan berdasarkan teori. , saya teori. atau teori V. produk reaksi dan mencari data zat awalnya.
Tentu saja, ketiga jenis masalah ini kita pertimbangkan secara bertahap, melatih keterampilan menyelesaikan masing-masing masalah dengan menggunakan contoh sejumlah masalah.
Masalah pada campuran dan pengotor.
Zat murni adalah zat yang lebih banyak jumlahnya dalam campuran, sisanya pengotor. Sebutan: massa campuran – m cm, massa zat murni – m ph, massa pengotor – m kira-kira. , fraksi massa zat murni - p.h.
Fraksi massa suatu zat murni ditemukan dengan menggunakan rumus: p.h. = m h.v. / m cm, dinyatakan dalam pecahan satu atau persentase. Mari kita bedakan 2 jenis tugas.
Jika rumusan masalah menunjukkan fraksi massa suatu zat murni atau fraksi massa pengotor, maka massa campurannya diberikan. Kata “teknis” juga berarti adanya campuran.
Prosedur penyelesaian:
1. Temukan massa zat murni menggunakan rumus: m h.v. = jam. m cm
Jika fraksi massa pengotor diberikan, maka Anda harus menemukannya terlebih dahulu fraksi massa zat murni: murni = 1 - kira-kira.
2. Berdasarkan massa zat murni, lakukan perhitungan lebih lanjut dengan menggunakan persamaan.
Jika rumusan masalah menunjukkan massa campuran awal dan n, m atau V produk reaksi, maka Anda perlu mencari fraksi massa zat murni dalam campuran awal atau fraksi massa pengotor di dalamnya.
Prosedur penyelesaian:
1. Hitung menggunakan persamaan berdasarkan data produk reaksi dan temukan n p.v. dan m h.v.
2. Carilah fraksi massa zat murni dalam campuran dengan menggunakan rumus: p.h. = m h.v. / m lihat dan fraksi massa pengotor: kira-kira. = 1 - jam
Hukum hubungan volumetrik gas.
Volume gas berhubungan dengan cara yang sama seperti jumlah zatnya:
V 1 / V 2 = 1 / 2
Hukum ini digunakan ketika menyelesaikan masalah menggunakan persamaan yang menyatakan volume suatu gas dan Anda perlu mencari volume gas lain.
Fraksi volume gas dalam campuran.
Vg/Vcm, dimana (phi) adalah fraksi volume gas.
Vg – volume gas, Vcm – volume campuran gas.
Jika rumusan masalah menunjukkan fraksi volume gas dan volume campuran, maka pertama-tama Anda perlu mencari volume gas: Vg = Vcm.
Volume campuran gas dicari dengan rumus : Vcm = Vg /.
Volume udara yang dihabiskan untuk pembakaran suatu zat ditentukan melalui volume oksigen, ditemukan dengan persamaan:
Vair = V(O 2) / 0,21
Penurunan rumus zat organik menggunakan rumus umum.
Zat organik membentuk deret homolog yang mempunyai rumus umum. Hal ini memungkinkan:
1. Nyatakan berat molekul relatif dalam bilangan n.
M r (C n H 2n + 2) = 12 n + 1 (2n + 2) = 14n + 2.
2. Samakan M r, yang dinyatakan melalui n, dengan M r yang sebenarnya dan temukan n.
3. Buatlah persamaan reaksi dalam bentuk umum dan buatlah perhitungan berdasarkan persamaan tersebut.
Menurunkan rumus zat berdasarkan hasil pembakaran.
1. Menganalisis komposisi hasil pembakaran dan menarik kesimpulan tentangnya komposisi berkualitas zat yang terbakar: H 2 O -> H, CO 2 -> C, SO 2 -> S, P 2 O 5 -> P, Na 2 CO 3 -> Na, C.
Kehadiran oksigen dalam suatu zat memerlukan verifikasi. Nyatakan indeks dalam rumus dengan x, y, z. Misalnya, CxHyOz (?).
2. Carilah jumlah zat dalam hasil pembakaran dengan menggunakan rumus:
n = m / M dan n = V / Vm.
3. Tentukan jumlah unsur yang terkandung dalam zat yang terbakar. Misalnya:
n (C) = n (CO 2), n (H) = 2 ћ n (H 2 O), n (Na) = 2 ћ n (Na 2 CO 3), n (C) = n (Na 2 CO 3) dll.
4. Jika suatu zat yang komposisinya tidak diketahui telah terbakar, maka sangat penting untuk memeriksa apakah zat tersebut mengandung oksigen. Misalnya, CxНyОz (?), m (O) = m dalam–va – (m (C) + m(H)).
b) jika diketahui massa jenis relatif: M 1 = D 2 M 2, M = D H2 2, M = D O2 32,
M = D udara 29, M = D N2 28, dst.
Metode 1: temukan rumus yang paling sederhana zat (lihat algoritma sebelumnya) dan massa molar paling sederhana. Kemudian bandingkan massa molar sebenarnya dengan massa molar yang paling sederhana dan tingkatkan indeks dalam rumus sebanyak yang diperlukan.
Cara 2: mencari indeks menggunakan rumus n = (e) Mr / Ar(e).
Jika fraksi massa salah satu unsur tidak diketahui, maka perlu dicari. Untuk melakukannya, kurangi fraksi massa unsur lain dari 100% atau dari kesatuan.
Secara bertahap, dalam pembelajaran kimia, algoritma pemecahan masalah diakumulasikan dalam kamus kimia jenis yang berbeda. Dan siswa selalu mengetahui di mana menemukan rumus yang tepat atau informasi yang diperlukan untuk memecahkan suatu masalah.
Banyak siswa suka menyimpan buku catatan seperti itu; mereka sendiri melengkapinya dengan berbagai bahan referensi.
Sedangkan untuk kegiatan ekstrakurikuler, saya dan siswa juga memiliki buku catatan tersendiri untuk mencatat algoritma penyelesaian masalah yang lebih dari itu kurikulum sekolah. Di buku catatan yang sama, untuk setiap jenis masalah kami menuliskan 1-2 contoh; mereka menyelesaikan sisa masalah di buku catatan lain. Dan kalau dipikir-pikir, di antara ribuan soal berbeda yang muncul pada ujian kimia di semua universitas, Anda bisa mengidentifikasi 25 - 30 jenis soal yang berbeda. Tentu saja ada banyak variasi di antara mereka.
Dalam mengembangkan algoritma untuk memecahkan masalah di kelas pilihan, manual A.A. banyak membantu saya. Kushnareva. (Belajar memecahkan masalah kimia, - M., School - press, 1996).
Kemampuan memecahkan masalah kimia merupakan kriteria utama penguasaan kreatif mata pelajaran. Melalui pemecahan masalah dengan berbagai tingkat kompleksitas maka mata kuliah kimia dapat dikuasai secara efektif.
Jika seorang siswa mempunyai pemahaman yang jelas tentang semua jenis soal yang mungkin terjadi dan telah menyelesaikan banyak sekali soal dari setiap jenisnya, maka ia akan mampu menghadapi ujian kimia dalam bentuk UN Unified State dan saat masuk perguruan tinggi.
Kimia adalah ilmu tentang zat dan transformasinya menjadi satu sama lain.
Zat adalah zat yang murni secara kimia
Zat yang murni secara kimia adalah kumpulan molekul yang mempunyai komposisi kualitatif dan kuantitatif yang sama serta struktur yang sama.
CH 3 -O-CH 3 -
CH 3 -CH 2 -OH
Molekul - partikel terkecil suatu zat yang memiliki semua sifat kimianya; suatu molekul terdiri dari atom-atom.
Atom adalah partikel yang tidak dapat dibagi secara kimia dari mana molekul terbentuk. (untuk gas mulia molekul dan atomnya sama, He, Ar)
Atom adalah partikel netral secara listrik yang terdiri dari inti bermuatan positif di mana elektron bermuatan negatif didistribusikan menurut hukum yang ditentukan secara ketat. Selain itu, muatan total elektron sama dengan muatan inti.
Inti atom terdiri dari proton (p) bermuatan positif dan neutron (n) yang tidak membawa muatan apapun. Nama umum untuk neutron dan proton adalah nukleon. Massa proton dan neutron hampir sama.
Elektron (e -) membawa muatan negatif sama dengan muatan proton. Massa e kira-kira 0,05% massa proton dan neutron. Dengan demikian, seluruh massa atom terkonsentrasi pada intinya.
Nomor p dalam suatu atom, sama dengan muatan inti, disebut nomor seri (Z), karena atom tersebut netral secara listrik;
Nomor massa (A) suatu atom adalah jumlah proton dan neutron dalam inti atom. Dengan demikian, jumlah neutron dalam suatu atom sama dengan selisih antara A dan Z (nomor massa atom dan nomor atom (N=A-Z).
17 35 Cl =17, N=18, Z=17. 17р + , 18n 0 , 17е - .
Nukleon
Sifat kimia atom ditentukan oleh struktur elektroniknya (jumlah elektron), yaitu sama dengan nomor seri atom (muatan inti). Oleh karena itu, semua atom dengan muatan inti yang sama secara kimia berperilaku sama dan dihitung sebagai atom yang sama unsur kimia.
Unsur kimia adalah kumpulan atom-atom yang mempunyai muatan inti yang sama. (110 unsur kimia).
Atom-atom yang mempunyai muatan inti yang sama mungkin berbeda dalam nomor massanya, hal ini disebabkan oleh perbedaan jumlah neutron dalam intinya.
Atom-atom yang mempunyai Z sama tetapi nomor massanya berbeda disebut isotop.
17 35 Kl 17 37 Kl
Isotop hidrogen H:
Sebutan : 1 1 N 1 2 D 1 3 T
Nama: protium deuterium tritium
Komposisi inti: 1р 1р+1n 1р+2n
Protium dan deuterium stabil
Peluruhan tritium (radioaktif) Digunakan dalam bom hidrogen.
Satuan massa atom. nomor Avogadro. mol.
Massa atom dan molekul sangat kecil (kira-kira 10 -28 hingga 10 -24 g); untuk menampilkan massa ini secara praktis, disarankan untuk memperkenalkan satuan pengukuran Anda sendiri, yang akan menghasilkan skala yang nyaman dan familiar.
Karena massa atom terkonsentrasi pada intinya, yang terdiri dari proton dan neutron dengan massa yang hampir sama, maka masuk akal untuk menganggap massa satu nukleon sebagai satuan massa atom.
Kami sepakat untuk mengambil seperduabelas isotop karbon, yang memiliki struktur inti simetris (6p+6n), sebagai satuan massa atom dan molekul. Satuan ini disebut satuan massa atom (sma), yang secara numerik sama dengan massa satu nukleon. Dalam skala ini, massa atom mendekati nilai bilangan bulat: He-4; Al-27; Ra-226 pagi……
Mari kita hitung massa 1 sma dalam gram.
1/12 (12 C) 
= = =1,66*10 -24 g/a.u.m
Mari kita hitung berapa amu yang terkandung dalam 1g.
N A = 6,02 *-Bilangan Avogadro
Rasio yang dihasilkan disebut bilangan Avogadro dan menunjukkan berapa banyak amu yang terkandung dalam 1g.
Massa atom yang diberikan dalam Tabel Periodik dinyatakan dalam a.u.m.
Massa molekul adalah massa suatu molekul, dinyatakan dalam sma, dan dinyatakan sebagai jumlah massa semua atom yang membentuk molekul tertentu.
m(1 molekul H 2 SO 4) = 1*2+32*1+16*4= 98 pagi
Untuk berpindah dari sma ke 1 g, yang secara praktis digunakan dalam kimia, diperkenalkan penghitungan porsi jumlah suatu zat, dengan setiap porsi berisi nomor N A unit struktural (atom, molekul, ion, elektron). Dalam hal ini, massa suatu bagian, yang disebut 1 mol, dinyatakan dalam gram, secara numerik sama dengan massa atom atau molekul yang dinyatakan dalam sma.
Mari kita cari massa 1 mol H 2 SO 4:
M(1 mol H 2 JADI 4)=
98a.um*1,66**6,02*=
Seperti yang dapat dilihat, molekuler dan masa molar sama secara numerik.
1 tahi lalat– jumlah suatu zat yang mengandung unit struktural bilangan Avogadro (atom, molekul, ion).
Berat molekul (M)- massa 1 mol suatu zat, dinyatakan dalam gram.
Jumlah zat - V (mol); massa zat m(g); massa molar M(g/mol) - dihubungkan dengan hubungan: V=;
2H 2 O+ O 2 2H 2 O
2 mol 1 mol
2.Hukum dasar kimia
Hukum kekekalan komposisi suatu zat - zat yang murni secara kimia, apapun metode pembuatannya, selalu mempunyai komposisi kualitatif dan kuantitatif yang konstan.
CH3+2O2=CO2+2H2O
NaOH+HCl=NaCl+H2O
Zat yang komposisinya tetap disebut daltonit. Sebagai pengecualian, zat dengan komposisi tidak berubah diketahui - bertolit (oksida, karbida, nitrida)
Hukum kekekalan massa (Lomonosov) - massa zat yang bereaksi selalu sama dengan massa produk reaksi. Oleh karena itu, atom tidak hilang selama reaksi dan tidak terbentuk; atom berpindah dari satu zat ke zat lainnya. Hal ini menjadi dasar pemilihan koefisien pada persamaan reaksi kimia; jumlah atom setiap unsur pada ruas kiri dan kanan persamaan harus sama.
Hukum setara - masuk reaksi kimia zat bereaksi dan terbentuk dalam jumlah yang sama dengan ekuivalennya (Berapa banyak ekuivalen suatu zat yang dikonsumsi, jumlah ekuivalen yang dikonsumsi atau pembentukan zat lain sama persis).
Setara adalah jumlah zat yang, selama reaksi, menambah, mengganti, atau melepaskan satu mol atom H (ion). Massa ekivalen yang dinyatakan dalam gram disebut massa ekivalen (E).
hukum gas
Hukum Dalton - tekanan total campuran gas sama dengan jumlah tekanan parsial seluruh komponen campuran gas.
Hukum Avogadro: Gas-gas yang volumenya sama pada kondisi yang sama mengandung jumlah molekul yang sama.
Konsekuensi: satu mol gas apa pun dalam kondisi normal (t=0 derajat atau 273K dan P=1 atmosfer atau 101255 Pascal atau 760 mm Hg. Col.) menempati V=22,4 liter.
V yang menempati satu mol gas disebut volume molar Vm.
Mengetahui volume gas (campuran gas) dan Vm pada kondisi tertentu, mudah untuk menghitung jumlah gas (campuran gas) =V/Vm.
Persamaan Mendeleev-Clapeyron menghubungkan jumlah gas dengan kondisi di mana gas tersebut ditemukan. pV=(m/M)*RT= *RT
Bila menggunakan persamaan ini, semua besaran fisika harus dinyatakan dalam SI: p-tekanan gas (pascal), V-volume gas (liter), m-massa gas (kg), M-massa molar (kg/mol), T- suhu pada skala absolut (K), Nu-jumlah gas (mol), konstanta R-gas = 8,31 J/(mol*K).
D - kepadatan relatif suatu gas dibandingkan dengan gas lainnya - rasio gas M terhadap gas M, yang dipilih sebagai standar, menunjukkan berapa kali satu gas lebih berat dari gas lainnya D = M1 / M2.
Cara menyatakan komposisi suatu campuran zat.
Fraksi massa W - perbandingan massa zat dengan massa seluruh campuran W=((m campuran)/(m larutan))*100%
Fraksi mol æ adalah perbandingan jumlah zat dengan jumlah seluruh zat. dalam campuran.
Sebagian besar unsur kimia di alam hadir sebagai campuran berbagai isotop; Mengetahui komposisi isotop suatu unsur kimia, yang dinyatakan dalam fraksi mol, dihitung nilai rata-rata tertimbang massa atom unsur tersebut, yang diubah menjadi ISHE. А= Σ (æi*Аi)= æ1*А1+ æ2*А2+…+ æn*Аn, dengan æi adalah fraksi mol isotop ke-i, Аi adalah massa atom isotop ke-i.
Fraksi volume (φ) adalah perbandingan Vi dengan volume seluruh campuran. φi=Vi/VΣ
Mengetahui komposisi volumetrik campuran gas, maka dihitung Mav campuran gas tersebut. = Σ (φi*Mi)= φ1*М1+ φ2*М2+…+ φn*Мn
