التركيب الجزيئي للغازات
DESCRIPTION
التركيب الجزيئي للغازات. الفصل الخامس. إعداد / راجح شعبان. القسم 5-1. علاقات الحجم – الكتلة للغازات. مؤشرات الأداء :. * يذكر نص قانون الحجوم المتحدة. * يذكر نص قانون أفوجادرو. * يعرف الحجم المولي القياسي للغاز، ويوظفه لحساب كتل الغازات وحجومها. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
الجزيئي التركيبللغازات
شعبان / راجح إعداد
الفصل الخامس
م سلقا
5-1
–
لةكتالجملحا تقاعال
تزاغالل
األداء : مؤشرات
الحجوم* نصقانون يذكرنصقانون* المتحدة . يذكر
المولي* أفوجادرو . الحجم يعرفويوظفه للغاز، القياسي
الغازات كتل لحسابالمولي* وحجومها الحجم يوظف
الكتلة حساب في القياسيللغاز . المولية
الغازات قياسحجومومقارنتها ان : المتفاعلة يمكن جايلوساك مالحظة
الهيدروجين من لتران يتفاعللينتج الماء من واحد لتر مع
درجة عند الماء بخار من لتران . ثابتين وضغط حرارة
غاز +الهيدروجين
غاز األكسجين
بخار الماء
2 L1 L2 Lحجمان
حجم واحد
حجمان
غاز +الهيدروجين
غاز األكسجين
بخار الماء
2 L1 L2 Lالنسب أن أي
هي :2:1:2
: O مثال2 mL1 mL2 mL
400 cm3200 cm3400 cm3
في لجايلوساك مالحظاتأخرى : غازات تفاعالتوبسيطة محددة النسب
غاز +الهيدروجين
غاز الكلور
كلوريد غازالهيدروجين
1 L1 L2 L
حجم واحد
حجم واحد
حجمان
نصقانون حجوم جايلوساك : عن يعبر أن يمكن
الغازية والنواتج المتفاعالتوذلك بسيطة عددية بنسب
الحرارة درجة ثبات عندوالضغط .
قانون أفوجادرو :
من المتساوية الحجومتحتوي المختلفة الغازات
من نفسه العدد علىتحت وذلك الجزيئات
ضغط من نفسها الشروطحرارة . ودرجة
العددية النسب لشرح طريقة قدملجايلوساك . البسيطة
نصقانون أفوجادرو :
قانون حسبمن أفوجادرو : نفسها الشروط تحت
يتغير حرارة ودرجة ضغطتغير مع Oطرديا غاز أي حجم
جزيئاته . عدد
غاز +الهيدروجين
غاز الكلور
كلوريد غازالهيدروجين
حجم واحد
حجم واحد
حجمان جزيء
واحدجزيء واحد
جزيئان المعادلة تكون وبالتالي
الموزونة :H2(g) + Cl2(g) 2 HCl(g)
H2(g) + Cl2(g) 2 HCl(g)
جزيء واحد
جزيء واحد
جزيئان
حجم واحد
حجم واحد
حجمان
قانون يفيدمع أفوجادرو : Oطرديا يتناسب الغاز حجم
الضغط ثبات عند كميته،الحرارة . حيودرجة
ثV
الحجالكمية م
بالمول nثابت k
V n
V = nk
2H2(g) + O2(g) 2 H2O(g)
جزيئان
جزيء واحد
جزيئان
2 mol 1mol 2 mol
حجمان
حجم واحد
حجمان
المولي الحجمللغازات :
مول في الجزيئات عدد كمجزيئية؟ مادة من واحد
ثابت أفوجادرو
جزيء 6.022 ×1023
1 molعدد
الجزيئاتكتلة المول
هيدروجي H2ن
ثابت أفوجادرو
2.01588g
أكسجين O2
ثابت أفوجادرو
31.9988g
هيليوم He
ثابت أفوجادرو
4.0026g
قانون حسبأفوجادرو :
غاز أي من مول يشغليشغله الذي نفسه الحجمآخر غاز أي من واحد مول
من نفسالشروط تحتوالضغط الحرارة درجة
من اختالف بالرغم .كتلتيهما
المولي الحجميشغله القياسي : الذي مول الحجمتحتشروط واحد غاز منSTP 22.4ويساوي L
1 mol H2 الحجم
22.4 Lالكتلة
2.02g
1 mol O2 الحجم
22.4 Lالكتلة
32.00g
مسألة كيميائي 1-5نموذجية تفاعل 0.0680يdنتج
mol ما األكسجين غاز منباللترات تشغله الحجم الذي
تحت الغاز هذا من عينة؟ STPشروط المعط
ى :
0.0680 mol
موالت عددO2=
المجهول:
باللترات الحجم
تحت O2 حجم لترSTP
ص 2تطبيقية الهيدروجين 142 غاز من عينة تشغلما STPتحتشروط 14.1Lحجم ،
الغاز؟ هذا موالت المعطعددى :
14.1L
تحت H2 حجمSTP
المجهول:
موالت عددH2
مسألة كيميائي 2-5نموذجية تفاعل من mL 98.0ينتج
غاز تحتشروط SO2 منSTP الناتج الغاز كتلة ما ،
؟ المعطبالجراماتى :
98.0 mL
تحت SO2 حجمSTPالمجه
ول:
SO2كتلة
بالجرام
ص 2تطبيقية حجم 143 ثاني g 77.0ما غاز من
تحتشروط النيتروجين أكسيدSTPالمعط؟ى :
77.0 g
المجهول:
NO2حجم
STPتحت
SO2كتلة
بالجرام
م سلقا
5-2
يثاللما زغاالونقان
األداء : مؤشرات
الغاز* نصقانون يذكرالمثالي .
المثالي* الغاز ثابت يشتقوحداته . Oأو* مميزا الحجم أو الضغط يحسب
كمية أو الحرارة درجةثالث تكون ،عندما الغاز
معروفة منها كمياتالغاز قانون باستخدام
المثالي
أو* المولية الكتلة يحسبقانون باستخدام غاز كثافة
المثالي . الغازالمثالي* الغاز قانون يحول
قانون أو بويل قانون إألىأفوجادرو، قانون أو شارل
يطبق التي الشروط ويصفقانون . كل بها
الغاز قانونالمثالي
لوصف الالزمة الكميات ما؟ غاز من عينة
الضغط- . 1
الحجم- .2درجة- 3
عدد- 4الحرارة .الموالت .
إضافة جزيئات
الغاز من
0
ترمومتر
0
مقياس الضغط
ودرجة الحجمثابتين الجزيئات الحرارة عدد زيادة
إلى : الضغتؤديط . زيادة
0
0
إضافة جزيئات
الغاز من
0
ودرجة الضغطثابتين الجزيئات الحرارة عدد زيادة
إلى : الحجم تؤدي .زيادة
الغاز قانونتربط المثالي رياضية عالقة
بين :ضغط والغازحجمه
درجة وحرارته
عدد موالته
حجومه
قانون اشتقاقالمثالي بويل الغاز قوانين بدمج يشتق
وأفوجادرو قانون وشارلبويل
V 1P
قانون Vشارل T
قانون Vأفوجادرو n
الثالث العالقات بدمجالسابقة :
V 1P
× T × n
إلى التناسب ولتحويلالثابت نستخدم في Rمساواة
الحالة . هذه
V = R ×1P
× T × n
معادلة على نحصل وبالترتيبالمثالي : الغاز
P V = n R Tأو
V =n R T
P
V =n R T
P من المعادلة
يتغير الحجم*: O معطرديا
عدد الموالت درجة والحرارة
يتغير الحجم*Oمع عكسيا
الضغط .
الغاز ثابتعلى* Rالمثالي الثابت هذا قيمة تعتمد
للضغط المستعملة الوحداتالحرارة . ودرجة مثالي 1حجم* والحجم غاز من مول
STP(273.15 K , 1تحتشروط atm ) يبلغ
22.4140 L هذه وباستخدامالغاز قانون في القيم
المثالي .
R =P Vn T
R =(1atm) (22.41410 L(1mol) (273.15 K)
R = 0.08205784 atm.Lmol.K
قيمة Rتقربإلى
0.0821 L.atm mol.K
وحدة
R
قيمة R
العددية
وحدة
P
وحدة
V
وحدة
T
وحدة
n L.mmHg
mol.K62.4
mmHgLKmol
L.atmmol.K
0.0821atmLKmol
Jmol.K
8.314Pam3Kmol
L.kPamol.K8.314kPaLKmol
مسألة بـ 3-5نموذجية المقيس الضغط الذي atmما
مقدارها عينة 0.500 تمارسهmol وعاء في النيتروجين غاز من
حرارة L 10.0حجمه درجة 298عندK المعط؟
ى :
0.500 mol
عدد nالموالت
10.0 L
الحجم V
298 K
درجةالحرا Tرةالمجه
ول:
ضغط atmالنيتروجين
مسألة بـ 4-5نموذجية الحجم يشغله Lما 0.250الذي
mol عند األكسجين غاز منحرارة 0.974وضغط 0C 20.0درجة
atm المعط؟ى :
0.250 mol
عدد nالموالت
20.0 0C
درجةالحرا Tرة
0.974 atm
المجه Pالضغط ول:
L الحجم بـ
+ 273.2 = 293.2 K
مسألة الكلور 5-5نموذجية غاز كتلة بالجرام Cl2ما
حجمه خزان في عند L 10.0موجودحرارة 3.50وضغط 0C 27درجة
atm أن O؟علماCl2= 70.9 المعطى :
الحجم V
10.0 Lدرجةالحرا
Tرة27+ 273.2300 K=
3.50 atmالضغط
P 70.9 g/ mol . م ك
المجهول:
الكلور كتلةبالجرام
ص 3تطبيقية من 150 عينة g 0.30 كتلتهCO2وضعت
حجمه وعاء عند mL 250داخلحرارة الضغط K 400 درجة ما
الغاز؟ هذا يمارسه المعط CO2= 44الذيى :
كتلةCO2 0.30 g
الحجم V
250 mL درجةالحراT 400 Kرة
المجهول:
الضغط P
44 g/ mol . م ك
الكثافة أو المولية الكتلة ايجادالمثالي الغاز من Oانطالقا
P V = n R T
n =mM
mالكتلة
M الكتلةالمولية
P V = mM
R T
P V =m R T
M
M =m R T
P Vايجاد يمكن العالقة هذه ومن
المولية الكتلة
M =m R T
P V
D =mV
Dالكثافة
العالقة وبالتعويضفيينتج أعاله
M = D R TP
العالقة وبترتيبDالسابقة = M P
R Tأن العالقة هذه من ويتضح
تتغير غاز كثافة O طرديا
مع
M
و
الكتلة الضغالموليةط
P
O عكسيامع
T
درجةالحرارة بالكفن
نموذجية ص 6-5مسألةغاز 150 لعينة المولية الكتلة ما
L 1.00وحجمها g 5.16كتلتها وعند atm 0.974 تحتضغط
حرارة 280Cدرجة المعطى :
الحجم V
10.0 Lدرجةالحرا
Tرة28+ 273301 K=
0.974 atmالضغط
P 5.16 gالمجه
ول:
كتلة الكلور
. م Mك
M =m R T
P Vوبالتعويض
ص 2تطبيقية األمونيا 151 غاز كثافة إذا NH3ما
الضغط ودرجة atm 0.928كان؟ 0C 36.0الحرارة المعط
الضغطى :P
0.928 atmدرجةالحرا
T 36 +273=309 Kرة
المجهول:
الكثافةD
17 g/ mol . م Mك
D = M PR T
وبالتعويض
ص 3تطبيقية 151
غاز 1.50تحتضغط g/L 2.0كثافة
atm حرارة درجة ؟ 0C 27وعند المعطى :
الضغطP
1.50 atmدرجةالحرا
T 27 +273=300 Kرة
المجهول:
الكثافةD
2.0 g/ L
. م Mك
M = D R TP
وبالتعويض
م سلقا
5-3
ت اباسلحا
تزاغالليةيائيملكا
األداء : مؤشرات
لحجوم* جايلوساك قانون يطبقوقانون المتحدة الغازات
حجوم حساب في أفوجادروالتفاعالت في الغازات
الكيميائية* الكيميائية . المعادلة يوظفالحجمية النسب لتحديد
النواتج أو الغازية للمتفاعالتكلتيهما . أو
الحجمية* النسب يوظفالغازات حساب وقوانين في
والنواتج حجوم المتفاعالتالمولية وكياتها وكتلها الغازية
.
تابع : األداء مؤشرات
2CO(g) + O2(g) 2 CO2(g) جزيئان
جزيء واحد
جزيئان
2 mol 1mol 2 molحجمان
حجم واحد
حجمالحجمية ان النسب
من المتوقعة : حجمانCO واحد حجمO2
واحد حجمO2 من حجمين
CO2
من حجمانCO من حجمينCO2
الحجم – الحجم حسابات
، نفسالشروط تحتالحجمية . النسب تستخدم
استخدام وبنفسطريقةمرت التي المولية النسب
O سابقا
نموذجية ص 7-5مسألة152
كوقود Oأحيانا البروبان غاز يستخدماحتراق ويتم والتدفئة للطهي
O وفقا Oتاما Oاحتراقا البروبانالتالية للمعادلة
C3H8 + 5 O2 3CO2 +4 H2O
الالزم- باللتر األكسجين حجم ما أبصورة 0.350Lالحتراق البروبان من
- حجم ما ب ؟ ؟ CO2تامة الناتجقيست Oجميعا الحجوم أن افترض
درجة من نفسها الشروط تحتوضغط . حرارة
المعطى :
Vالحجم
كيميائية معادلةموزونة
0.350 L= المجهول
حجم- : O2لـ Vأحجم- باللتر CO2لـ Vبباللتر
الكتلة – الحجم حساباتالحجم - والكتلة
حجم أ الغاز
موالأ ت
موالت ب
كتلة ب
أو
كتلة أ الغاز
موالأ ت
موالت ب
حجم ب
نموذجية ص 8-5مسألةالكالسيوم 154 كربونات تسخين يمكن
إلنتاج الجيري بالحجر Oأيضا المسماةصناعي ناتج وهو الكالسيوم أكسيد
والمعادلة االستخدامات متعددالتفاعل لهذا الموزونة الكيميائية
كالتالي : تكتب CaCO3 3CaO +CO2
الكالسيوم كربونات من Oجراما كمإلنتاج تفككها ثاني L 5.0يجب من
تحتشروط الكربون STPأكسيد
Δ
المعطى :
Vالحجم
كيميائية معادلةموزونة
5.0 L من CO2 تحتشروطSTP
المجهول كتلة:
CaCO3بالجرامات
نموذجية ص 9-5مسألةالتنجستن 154 فتيل Wيستخدم في
ينتج وهو الكهربائية المصابيحالتنجستن أكسيد تفاعل من Oصناعيا
الهيدروجين مع WO3 +3H2 W +3H2O
الهيدروجين غاز من يلزم Oلترا كمحرارة درجة وتحتضغط 350Cعند
0.980 atm مع التام 875 للتفاعلg ؟ التنجستن أكسيد من
المعطالمتفاعل ى : = g 875 كتلة
WO3
كيميائية معادلةموزونة
atm 0.980 لـ Pالضغط =H2 درجةالحرارةT
H2لـ 35 +273=308 K
المجهول لـ )V(حجم : H2الهيدروجين
معلومة تحتشروط باللترقياسية وغير
م سلقا
5-4
ارشالنتوافقتدال
األداء : مؤشرات
جراهام* نصقانون يذكرالنسبية* للتدفق . المعدالت يحدد
كتلتان لهما غازين لتدفقمعروفتان . سرعات* موليتان بين العالقة يذكر
وبين معينة غازية جزيئاتالمولية . كتلها
االنتلغازين شار التلقائي االمتزاج
جزيئاتهما حركة بسببوالعشوائية . المستمرة
التدالعشوائي فق المرور عملية
في محصور غاز لجزيئاتصغيرة ثقوب خالل من وعاء
الوعاء . جدران في
جراهام قانونواالنتشار للتدفق التدفق معدالت تعتمد
النسبية السرعات علىالغاز . الغاز لجزيئات جزيئات تتناسبسرعة
. كتلته مع Oالخفيف عكسيا الغاز جزيئات حركةالغاز جزيئات حركة من أسرع
لجزيئات الثقيل . الحركية الطاقة معدلحرارته درجة على يعتمد الغاز
فقط .
الحركية = ½ الطاقةmv2
مختلفان لهما B و Aغازانفإن نفسها الحرارة درجة
صحيحة : بينهما التالية العالقة½ MAvA
2 = ½ MBvB2
MAحيثالمولية الكتلة
Aللغاز MB
المولية الكتلةBللغاز
vAجزيئات سرعة
Aالغاز vB
جزيئات سرعةBالغاز
½ MAvA2 = ½ MBvB
2
بـ العالقة 2بضربينتج
MAvA2 = MBvB
2
يعاد الغازين سرعتي لمقارنةيلي : كما العالقة ترتيب
vA2
vB2
=MB
MA
التربيعي الجذر بأخذللطرفين
vA
vB
= MB
MA
األخيرة المعادلة من : أن يتبين
مختلفين غازين جزيئات سرعةمع Oعكسيا للكتلة تتناسب التربيعي الجذر
منهما . لكل الموليةمع Oطرديا يتناسب التدفق معدل
كتابة فيمكن الجزيئات، سرعةكالتالي : معدل المعادلة
Aتدفق معدل Bتدفق
= MB
MA
جراهام نصقانون:للتدفق
تدفق معدل يتناسبمع Oعكسيا التربيعي الغازات الجذر
المولية لكتلهامن نفسها الشروط تحت
ودرجة ضغطحرارة .
قانون تطبيقاتللتدفق :جراهام
مع- 1 Oطرديا تتناسب الغاز كثافةالمولية . على- 2كتلته يعتمد االنتشار معدل
للغاز المولية الكتلةلغاز- 3 المولية الكتلته تحديد
بعضها- 4مجهول . عن النظائر فصل ( تحويلها( بعد اليورانيوم نظائرإدخالها ثم غازية مركبات إلى
O تبعا فتنتشر مسامية أغشية في. المختلفة لكثافتها
قانون تطبيقاتللتدفق مع :جراهام Oطرديا تتناسب الغاز كثافة
المولية . قانون كتلته من نستنتج وبالتاليجراهام :
معدل Aتدفق معدل Bتدفق
= MB
MA
=BكثافةAكثافة
سدادة قطنية
سدادة قطنية
HCl(g) NH3(g)
االنتشار معدلعلى : يعتمد
المولية * الكتلةللغاز .
الغاز* . تركيز
نموذجية 10-5مسألةتدفق 160ص معدلي بين قارن
واألكسجين الهيدروجينالشروط تحت الموجودين
حرارة . ودرجة ضغط من المعطنفسهاهوية ى :الغازين
MAH2 2.02 g/mol
O2 MB 32.00 g/molالمجهالمعدالن ول
النسبيان للتدفق
معدل Aتدفق معدل Bتدفق
معدل Aتدفق معدل Bتدفق
= MB
MA
بالتعويض
ص 1تطبيقية عبر 160 الهيدروجين من عينة تتدفق
تفوق بسرعة مسامي 9وعاءاحسب مجهول غاز سرعة مرات
؟ الغاز لهذا المولية المعطالكتلةى :
A يمثل
H2
Bيمث
ل المعدالن النسبيان للتدفق
معدل Aتدفق معدل Bتدفق
الغاز المجهول
=9
MA 2.02 g/molالمجهول
المولية الكتلةBللغاز
معدل Aتدفق معدل Bتدفق
= MB
MA
بالتعويض
ص 3تطبيقية 160
النيون غاز من جزيء يتحركحرارة 400m/sبمعدل درجة عند
سرعة معدل احسب معينةالبيوتان غاز من عند C4H10جزيء؟ نفسها الحرارة المعطدرجة
النيون ى : جزيء سرعة m/s 400معدل MANe 20.18 g/mol
C4H10 MB 58.10 g/molالمجهالبيوتان ول جزيء سرعة معدل
C4H10
معدل Aتدفق معدل Bتدفق
= MB
MA
بالتعويض
هو التدفق معدلالسرعة معدل
3س 130ص