2 hemija predavanje sa geolosko-rudarskog fakulteta

5/28/2018 2 Hemija Predavanje sa geolosko-rudarskog fakulteta

1/42

HEMIJSKI ZAKONI


2/42

OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

Zakon o odranju maseZakon stalnih masenih odnosaZakon umnoenih masenih odnosaZakon ekvivalentnihmasenih odnosaGej Lisakov zakon zapreminskih odnosaAvogadrov zakon


3/42

Antoan-Loren de Lavoazjeotac savremene hemije

uveo u hemiju vagu i drugepostupke merenja

osniva savremene hemije

Zakon o odranju mase


4/42m reaktanata = m produkata

Ukupna masa supstanci koje uestvuju uhemijskojreakcijiostajekonstantna

Ukupna masa reaktanata jednaka je

ukupnojmasi produkata reakcije


5/42

Primer :

4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2O

4.

14g + 12.

1g + 10.

16g = 4.

14g + 12.

1g + 10.

16g

228g = 228 g


6/42


7/42

Zakon o ekvivlenciji mase i energije

Masa ienergijase ne moguouvatiodvojeno, vese moegovoritisamo o ouvanjuukupnemase ienergijesistema .

Albert Ajntajn

1879 - 1955
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d3/Albert_Einstein_Head.jpg


8/42

Masasemoepretvaratiuenergijuiobrnuto

- U svakojreakcijiukojojdolazidopromene energije mora doi i dopromenemase

Ajntajnova jednaina

2

E mc=

Albert Ajntajn (1905)


9/42

Kokroft i Valton (1932.) su prvi dokazali ispravnostAjntajnove jednaine.

Primer:

sagorevanjem 10 g fosforaoslobadja se 2,4 x 105J toplote

Promena mase je:

m =

E

c2 =

2,4 x 105J

(3 x 109m/s)2 = 2,7 x 10-12

kg


10/42

Zakon stalnih masenih odnosa

Elementi se jedine u stalnimmasenim odnosimazbog ega jesastav jedinjenja stalan, bezobzira kako je to jedinjenjedobijeno.

ozef Prust (1799)


11/42

Jedno odreeno hemijsko jedinjenje sadri

uvek iste elemente meusobno sjedinjene uistim masenim (teinskim) odnosima.

1 g vodonika + 8 g kiseonika 9 g vode

2 g vodonika + 8 g kiseonika 9g vode

1 g vodonika nije reagovao

viak vodonika


12/42

11,19 g vodonika + 88,81 g kiseonika 100 g vode

11,19 g vodonika + 100 g kiseonika 100 g vode

11,19 g kiseonika u viku

H2O2:16

H:O = 1:8

7 g gvodja + 4 g sumpora 11 g gvodje(II)-sulfida


13/42

Primer:

H2O

2 H2+ O2 2 H2O

4 g : 32 g 36 g / :4

1 g : 8 g 9 g

4 grama H2 + 4 grama O2 ?

1 g (H2)..8 g (O2)

x g (H2). 4 g (O2)

x = 0,5 g (H2) se jedini sa 4 g O2

4 g 0,5 g = 3,5 g (H2) u viku

0,5 g (H2) + 4 g (O2) 4,5 g (H2O)


14/42

Eksperimentalna potvrda:

J. S. Stas, 1860Na 4 naina sintetizovao je AgCl

100 g srebra

132,843g AgCl

132,848 g AgCl132,842 g AgCl

132,849 g AgCl

Greka: 6g na 100000g srebra eksperimentalnagreka


15/42

ematski ovaj zakon se moe prikazati na primerumetana, CH4

l


16/42

Bertole protivnik zakona prouavao je legure

Bertolidi jedinjenja sa nestehiometrijskimsastavom (C. L. Bertholletu)

Cela klasa jedinjenja, tzv nestehiometrijskajedinjenjailiBertolidisuizuzeciod ovogzakona.Kod tihjedinjenja, odnos elemenata se kree uodreenimgranicama.

Primer:idealnaformulagvoeoksidajeFeO,alije zbog kristalografskih

upljinaona zapravoFe0,95O.


17/42

iste supstance - stalanhemijski sastav

Daltonidi

jedinjenja kojeimaju stalan hemijski sastav(Johnu Dalton)


18/42

Zakon umnoenih masenih odnosa

Ako se sjedinjavanjem dva elementa gradi viejedinjenja, onda razliite mase jednog elementakoje se jedine sa istom masom drugog elementastoje meusobno u odnosu malih (jednostavnih)

celih brojeva.

Don Dalton(1802)


19/42

Najei primeri su oksidi

N2O = 28 : 16 = 14 : 8 = 14 :1x 8

NO = 14 : 16 = 14: 16 = 14 : 2x 8

N2O3= 28 : 48 = 14: 24 = 14 : 3x 8NO2 = 14 : 32 = 14: 32 = 14 : 4x 8

N2O5= 28 : 80 = 14: 40 = 14 : 5x 8

masa azota stalnamasa kiseonika - promenljiva

8 : 16 : 24 : 32 : 40 = 1 : 2 : 3 : 4 : 5


20/42

Primer 2:

H2O = 2 : 16 = 1 : 8 = 1 : 1 x 8

H2O2= 2 : 32 = 1 : 16 = 1 : 2 x 8

8 : 16 = 1 : 2


21/42

Zakon ekvivalentnih masa

DEFINICJA ZAKONA:

Mase dveju supstanci koje reagujubez ostatka sa jednakom masomneke tree supstance su meusobnoekvivalentne

Jeremias Benjamin Richter


22/42

Primer:

1 g vodonika3 g ugljenika = CH4

8 g kiseonika = H2O

3 g ugljenika + 8 g kiseonika = 11 g CO2


23/42

Primer:

CH4 H2O12 g C : 4 g H /:4 2 g H : 16 g O /:2

3 g C : 1 g H 1 g H : 8 g O

CO212 g C : 32 g O/: 4

3 g C : 8 g O


24/42

Hemijski elementi jedine se medjusobno ijedan drugog zamenjuju u odnosu svojihekvivalenata

Ekvivalentna masa masa hemijske supstance

(elementa ili jedinjenja) koje medjusobnoreaguju u potpunosti bez ostatka

Ekvivalentna masa - masa elemenata koja se

jedini sa jednim mol-atoma vodonika (1,008g) ili ga zamenjuje u hemijskim reakcijama


25/42

ma(H) = 1

H2O2:16

H:O = 1:8

ekvivalentna

masa kiseonika

ma(O) = 8

jedinica(g/mol)

Hemijski ekvivalent kiseonika u H2O je 1/2mola;

Hemijski ekvivalent azota u NH3 je 1/3 mola


26/42

Daltonova atomska teorija Postulati (postavke):

1. Najsitniji deo elementarne supstance jeatomatom je nedeljiv.

2. Atomi jedne proste supstance (elementa)imaju istemase

3 At i liitih l t i j liit


27/42

3. Atomi razliitih elemenata imaju razliitaosobinei razliite mase

4. Hemijska jedinjenja nastaju spajanjem atomaodgovarajuih elemenata

U t k h ij k k ij t i


28/42

U toku hemijske reakcije atomi se samopregrupisavaju. Oni niti nastaju niti nestaju.

Atomi male esticeNe moemo meriti apsolutnu masu atoma

Dalton uveo pojam relativne atomske mase(Ar)

(atomska teina)

ma

ma(H)Ar =


29/42

GejLisakov zakon zapreminskih odnosa

Zapremine gasova koji medjusobnoreaguju ili nastaju tokom hemijskereakcije stoje u odnosu malih celihbrojevaako sumerenjavrenapriistim

uslovimapritiskaitemperature.

Joseph LouisGay-Lussac


30/42

Avogadrova hipoteza o molekulimazakon)

Najmanja estica gasa molekul

Molekuli gasa = 2 atoma

U jednakim zapreminama razliitihgasova pri istim uslovima pritiska itemperature nalazi se isti broj

molekula

Amadeo Avogadro


31/42

1 molekula vodonika +1molekula hlora2 molekulahlorovodonika

1 dm3vodonika + 1 dm3hlora 2 dm3 hlorovodonika

N molekula vodonika+N molekula hlora

2 N molekulahlorovodonika

+1 zapremina 1 zapremina

2 zapremina

vodonik hlorhlorovodonik


32/42


33/42

U jednakim zapremina razliitih

supstanciugasovitomstanjupodistimuslovimanalazise istibrojestica

NA Avogadrov brojNA= 6,023 x 1023


34/42

Gej-Lisakov zakon Avogadrova hipoteza

Moe se odrediti brojatoma u molekulu gasa

Ekvivalentna masa

Ar

Mr

N


35/42

Mr = Ar i

Mr(HCL) = Ar(H) + Ar(Cl)Mr(HCL) = 1.008 + 35.453 = 36.461

Iz Avogadrovog zakona sledi:

1.Iz gustine gasa moemo odreditimolekulsku masu gasa

D(B) =M(B)

M(A)


36/42

2. T = 273 K (t = 0oC), p = 101,325 kPa

1 mol gasa Vm= 22,4 dm3(molarna

zapremina gasa)

1 mol = 6,023 x 1023molekula

1 mol bilo kog gasapod normalnimuslovima zauzimazapreminuVm= 22 4 dm3

Vm = Vm= 22,4 dm3

1 mol, T = 273 K, p = 101,325 kPa


37/42

Pojam relativne gasne gustine D)Odnos masa istih zapremina dva

razliita gasa pri istim uslovimatemperature i pritiska naziva serelativnom gasnom gustinom

D(B) = m(A)

m(B)m(A) = masa gasa A

m(B) = masa gasa B

gas A gas B (poznate mase)VA = VB

NA(molekula) = NB(molekula)

nA= nB


38/42

mA

MA

=mB

MB

m(A)

m(B) M(B)

M(A) =

D(B) =

M(B)

M(A)

M(A) = molekulska masagasa A

M(B) = molekulska masa

gasa B

M(B) = poznata molekulska

masa nekog gasa (B)

molekulska masa vazduha M(vaz ) = 29 g/mol


39/42

molekulska masa vazduha M(vaz.) 29 g/mol

D(B) =29 g/mol

M(A)

M(A)= 29 g/mol x D(vaz.)

MA = MBx DB

Primer:

Relativna gustina gasa prema vodoniku je 22.

Izraunati molarnu masu nepoznatog gasa. Ar(H) = 1

MX = DHx MH

MX = 22 x 2 g mol-1= 44 g mol-1


40/42

STEHIOMETRIJA

Uk b j l k l


41/42

Ukupan broj molova svakog elementa uhemijskoj reakciji je konstantan

Primer:


42/42

Primer:Koliko se grama bakar(II)-fosfata dobija dejstvomfosforne kiseline na 12 g bakar(II)-oksika?

Ar(Cu) = 63,5; Ar(P) = 31, Ar(O) = 16; Ar(H)=1

Mr(Cu3(PO4)2) = 3x63,5 + 2x31 + 8x16 = 380,5Mr(CuO) = 63,5 + 16 = 79,5

3 x 79,53CuO + 2 H3PO4 Cu3(PO4)2 + 3H2O

380,5

12 g X g

3 x 79,5 g/mol CuO : 380,5 g/mol Cu3(PO4)2 = 12 g CuO : X

380,5 g/mol x 12 g = 19,1 g Cu3(PO4)2X=

2 hemija predavanje sa geolosko-rudarskog fakulteta

Documents