التركيب الجزيئي للغازات

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