Газдардың молярлық көлемі

Сабақтың тақырыбы: Авогадро заңы. Газдардың молярлық көлемі. Газдардың
салыстырмалы тығыздығы

1. Білімділік мақсаты: Оқушыларға Авогадро заңы, газдардың молярлық көлемі
және газдардың салыстырмалы тығыздығы туралы толық түсінік беру

2. Дамытушылық мақсаты: Авогадро заңы, газдардың молярлық көлемі және
газдардың салыстырмалы тығыздығы туралы толық түсінік бере отырып дұрыс
есептер шығаруға баулу

3. Тәрбиелік мақсаты: Адамгершілікке, имандылыққа, алғырлыққа, табиғатты
аялауға, сыйластық пен сүйіспеншілкке баулу

Түрі: жаңа сабақты түсіндіру

Әдіс-тәсілдері: әңгіме, лекция, дискуссия, кітаппен жұмыс, тақтамен жұмыс,
жекелеп,жалпылап

Көрнекіліктері: Формулалар

Сабақтың барысы: І.ДК. Ұйымдастыру кезеңі: сәлемдесу, отырғызу, түгендеу,
жай-күйлерін білу

ІІІ. ДК. Жаңа материалды қабылдауға әзірлік, оқушы белсенділігін арттыру

V. ДК. Жаңа материалды меңгерту: Газ күйдегі заттардың молярлық массасын
анықтау. Заттың салыстырмалы молекулалық массасын анықтау үшін ең
алдымен оның молярлық массасын (г/моль) есептеп алады. Газ күйіндегі заттың
молярлық массасы Авогадро заңы бойынша табылады. Бұл заң бойынша бірдей
температура мен қысымда алынған әртүрлі газдардың бірдей көлеміндегі
молекулалар саны да бірдей болады. Бұдан екі газдың бірдей көлемдерінің
массаларының қатынасы олардың молекулалық массаларының қатынасындай болады:
m1 / m2 = М1 / М2 мұндағы, m1 және m2 газдардың белгілі көлемдерінің
массалары, М1 және М2 бірінші және екінші газдың молярлық массалары.
Бірдей жағдайдағы бір газдың белгілі көлем массасының екінші газдың сондай
көлемінің массасына қатынасы бірінші газдың екінші газбен салыстырғандағы
тығыздығы деп аталады. Олай болса, тығыздықты D әрпімен белгілеп, теңдеуді
былай жазамыз. D = М1 / М2 , бұдан М1 = М2 . Газдың молярлық массасын
ауа арқылы да анықтайды. Ауа газдар қоспасынан тұрса да оның орташа
молярлық массасы 29 г/моль. Онда теңдеуді былайша жазамыз:

М1 = 29 . Dауа, бұдан Dауа= М 1/ 29 Газ күйіндегі заттардың молярлық
көлемі туралы мағлұматты қолдана отырып, заттың молярлық массасын
(салыстырмалы молекулалық массасын) анықтауға болады. Ол үшін газ күйіндегі
заттың берілген массасының қалыпты жағдайдағы көлемін табады. Кейін 22,4 л
осы заттың массасын анықтайды. Алынған мән осы заттың молярлық массасы деп
аталады. Мысалы, 0°C және 101,325 кПа қысымда 0,7924 г хлор 250мл көлем
алады. Хлордың салыстырмалы молекулалық массасын есепте. 22,4 л көлемдегі
хлор массасынын анықтаймыз:

22400 мл /m = 22400 мл . 0,7924/250 ≈ 71 г.

Демек, хлордың молярлық массасы 71 г/моль, ал салыстырмалы молекулалық
массасы 71 – ге тең. Газдардың көлемін қалыпты жағдайдан өзгеше жағдайда
өлшеуге болады. Газ көлемін қалыпты жағдайға келтіру үшін Бойль – Мариотт
және Гей – Люссактың газ заңдарының біріктірілген теңдеуін қолданамыз:

Газ қатты дене мен сұйықтық тәрізді еркін бет түзбейді және ол берілген
көлемді толық толтырып тұрады. Газ тәрізді күй – заттардың (жұлдызаралық
заттар, тұмандықтар, жұлдыздар, планеталардың атмосферасы, тағыда басқа)
ғаламдағы ең көп таралған күйі. Химиялық қасиеттері бойынша газдар және
олардың қоспалары (активтілігі аз инертті газдар мен қопарылғыш газдар
қоспасына дейін) сан алуан болып келеді. Газға атомдар мен молекулалардан
тұратын жүйе ғана емес, кейде басқа бөлшектерден – фотондардан,
электрондардан, броундық бөлшектерден, сондай-ақ плазмадан тұратын жүйелер
де жатқызылады.

Газ күйінің бөлшектері (атомдар, молекулалар, және иондар) электр өрісі жоқ
кездегі еркін қозғалысы.Нақты (реал) газдар. Газдың тығыздығы артқан сайын
оның қасиеттері идеал газ күйінен ауытқи бастайды. Бұл жағдайда
соқтығысулардың рөлі артып, молекулалардың мөлшерлері мен олардың өзара
әсерлерін ескермеуге болмай қалады. Мұндай газды нақты (реал) газ деп
атайды. Газ алмасу, биологияда – организм мен оны қоршаған орта арасындағы
газ алмасу процесі. Адам мен жануарлар организмі тыныс алу кезінде сыртқы
ортадан оттекті сіңіріп, өзінен көмі қышқыл газын және зат алмасу
нәтижесінде пайда болатын әр түрлі газ қоспаларын сыртқа шығарады. Газ
алмасусыз тірі организмде зат және энергия алмасуы дұрыс жүрмейді. Зат
алмасу процесінің нәтижесінде организм сіңірген қоректік заттардың (белок,
көмірсу, май) құрамындағы химиялық энергия бөлініп, организмнің тіршілік
әрекетіне қажетті энергияға (мысалы, 1 литр оттек 4,7 – 5,0 ккал жылу
береді) айналады. Адам жұмыс істегенде, ауа райы салқындағанда, калориялы
тамақ ішкенде организмдегі газ алмасу күшейе түседі. Демалыс кезінде,
ұйықтағанда газ алмасу төмендейді. Газ алмасу арқылы организмдегі энергия
мөлшерін анықтауға болады. Газ алмасу процесі кезінде организм оттекті көп
мөлшерде пайдаланса, барлық дене мүшелерінің қызметі артып, тыныс алу және
қан айналысы жақсарады, осыған байланысты қанның физикалық-химиялық құрамы
да өзгереді. Газ алмасу бір клеткалы қарапайымдыларда, олардың бүтіндей
денесі арқылы, көп клеткалы жануарларда арнаулы тыныс мүшелері (кеңірдек,
желбезек, өкпе) арқылы жүреді. Өсімдіктердегі газ алмасу жануарлар мен адам
организміндегіден өзгеше болады. Тірі организмдер сияқты өсімдіктер де
барлық мүшелері арқылы тыныс алады, тыныс алу процесі өсімдіктің өсіп келе
жатқан жас мүшелері мен тіндерінде, әсіресе, жапырақтарында күшті, ал
сабағы мен тамырында баяу жүреді. Өсімдіктер тыныс алған кезде, керісінше,
ауадан көмір қышқыл газ сіңіріліп, оттек бөлінеді. Химиялық заттардың
кейбіреулері газ күйінде болады, мысалы, Н2, O2, N2, Сl2, т.б. Бұлардан
басқа күрделі заттар да газ күйінде бола алады: СO2, SO2, СН4, HCl, H2S,
т.б. Газ күйіндегі заттар газ заңдарына бағынатыны белгілі, оларды сендер
физика курсынан білесіңдер. Газдардың күйін сипаттайтын шамалар:
қысым, көлем, температура. Газдарды сипаттағанда көбінесе қысым мен
температураны тұрақты етіп алып, көлемнің өзгерістерін қарастырамыз,
көлемнің өзгерісі газдар үшін деңгейлес болады, себебі олардың
молекулааралық қашықтықтары шамамен бірдей.

Физика курсынан тығыздық дегеніміз газдың көлем бірлігінің массасы
екендігін білесіңдер

Біз осыған дейін қарастырған газдардың тығыздықтары бойынша олардың 1
молінің алатын көлемін есептейік:

Газ H2 O2 N2 O3 CO2

ρ, г/л 0,089 1,43 1,25 2,143 1,946

M, г/моль 2 32 28 48 44

m , г 2 32 28 48 44

N , молекула 6,02•1023 6,02•1023 6,02•1023 6,02•1023 6,02•1023Енді
осы газдардың 1 молінің көлемдерін тапсақ:

22.4.PNG V(H_2) = \frac{2}{0,089} = 22,47 л;

V(O_2) = \frac{32}{1,43} = 22,37 л; V(N_2) = \frac{28}{1,25} =
22,4 л;

V(O_3) = \frac{48}{2,143} = 22,39 л; ттттттттттV(CO_2) =
\frac{44}{1,964} = 22,4 л; Vm = 22,4 л/моль.

Осы есептеулерден көрініп тұрғандай 1 моль газдың көлемі шамамен бірдей
екен, оның сандық мәні 22,4 л. Мольдік көлем (Vm) t0С = 00С, р = 1 атм =
101,3 кПа жағдайында анықталған, бұл қалыпты жағдай (қ.ж.) деп аталады (14-
сурет).

V_m = \frac{V}{\nu} => \nu = \frac{V}{V_m}; ендеше \nu = \frac{m}{M} =
\frac{N}{N_A} = \frac{V}{V_m}

Бірдей жағдайда алынған газдардың тең көлемдерінде молекула сандары бірдей
болады. Бұл - Авогадро заңы. Ол 1811 жылы ашылған.Химияда тығыздықтан басқа
салыстырмалы тығыздық деген түсінік те пайдаланылады.

Бірдей жағдайда тең көлемде алынған ғаздардың массаларының қатынасын
салыстырмалы тығыздық деп атайды.

D = \frac{m(1)}{m(2)} = \frac{M(1)}{M(2)}

Бір газдың екінші газбен салыстырғандағы тығыздығы олардың молярлық
массаларының қатынасындай болады. Салыстырмалы тығыздық сутегі мен ауа
бойынша беріледі.

Сонда D_{H_2} = \frac{M(x)}{M(H_2)} D_{aya} = \frac{M(x)}{aya}

М(Н2) = 2 г/моль;М(ауа) = 29 г/моль М{х) = 2D(H2); М(х) = 29D(aya),
мұндағы х - белгісіз газдың мольдік массасы.

Қалыпты жағдайдағы газдың тығыздығы мына формуламен анықталады:

VІІ. ДК. Оқу материалын бекіту немесе дағдыландыру жұмыстарын жүргізу

2.Тек ауызша жауап алу –формуласын жазғызу

3.Есептер жинағынан жұмыс істеу

VІІІ. Үй тапсырмасын беру: §28 № 14-20 есептер