التركيب الجزيئي للغازات
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 82

التركيب الجزيئي للغازات PowerPoint PPT Presentation


  • 348 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

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.

Download Presentation

التركيب الجزيئي للغازات

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


6869467

التركيب الجزيئي للغازات

الفصل الخامس

إعداد / راجح شعبان


6869467

القسم 5-1

علاقات الحجم – الكتلة للغازات


6869467

مؤشرات الأداء :

* يذكر نص قانون الحجوم المتحدة .

* يذكر نص قانون أفوجادرو .

* يعرف الحجم المولي القياسي للغاز، ويوظفه لحساب كتل الغازات وحجومها

* يوظف الحجم المولي القياسي في حساب الكتلة المولية للغاز .


6869467

قياس حجوم الغازات المتفاعلة ومقارنتها

ملاحظة جايلوساك : يمكن ان يتفاعل لتران من الهيدروجين مع لتر واحد من الماء لينتج لتران من بخار الماء عند درجة حرارة وضغط ثابتين.

بخار الماء

غاز الأكسجين

غاز الهيدروجين

+

2 L

1 L

2 L

حجم واحد

حجمان

حجمان


6869467

بخار الماء

غاز الأكسجين

غاز الهيدروجين

+

2 L

1 L

2 L

أي أن النسب هي :

2

:

1

:

2

مثلاً :

2 mL

1 mL

2 mL

400 cm3

200 cm3

400 cm3


6869467

ملاحظات لجايلوساك في تفاعلات غازات أخرى : النسب محددة وبسيطة

غاز كلوريد الهيدروجين

غاز الكلور

غاز الهيدروجين

+

2 L

1 L

1 L

حجم واحد

حجمان

حجم واحد


6869467

نص قانون جايلوساك :

يمكن أن يعبر عن حجوم المتفاعلات والنواتج الغازية بنسب عددية بسيطة وذلك عند ثبات درجة الحرارة والضغط .


6869467

قانون أفوجادرو :

قدم طريقة لشرح النسب العددية البسيطة لجايلوساك .

نص قانون أفوجادرو :

الحجوم المتساوية من الغازات المختلفة تحتوي على العدد نفسه من الجزيئات وذلك تحت الشروط نفسها من ضغط ودرجة حرارة .


6869467

حسب قانون أفوجادرو :

تحت الشروط نفسها من ضغط ودرجة حرارة يتغير حجم أي غاز طردياً مع تغير عدد جزيئاته .


6869467

غاز كلوريد الهيدروجين

غاز الكلور

غاز الهيدروجين

+

حجمان

حجم واحد

حجم واحد

جزيئان

جزيء واحد

جزيء واحد

وبالتالي تكون المعادلة الموزونة :

2 HCl(g)

H2(g)

+

Cl2(g)


6869467

H2(g)

+

Cl2(g)

2 HCl(g)

حجمان

حجم واحد

حجم واحد

جزيء واحد

جزيء واحد

جزيئان


6869467

يفيد قانون أفوجادرو :

حجم الغاز يتناسب طردياً مع كميته، عند ثبات الضغط ودرجة الحرارة .

حيث

الحجم

V

V

n

الكمية بالمول

n

ثابت

k

V

=

k

n


6869467

2H2(g)

+

O2(g)

2 H2O(g)

جزيئان

جزيء واحد

جزيئان

2 mol

2 mol

1mol

حجم واحد

حجمان

حجمان


6869467

الحجم المولي للغازات :

كم عدد الجزيئات في مول واحد من مادة جزيئية؟

ثابت أفوجادرو

1023 ×6.022 جزيء


6869467

كتلة المول

عدد الجزيئات

1 mol

هيدروجينH2

2.01588g

ثابت أفوجادرو

أكسجين O2

31.9988g

ثابت أفوجادرو

هيليوم He

4.0026g

ثابت أفوجادرو


6869467

حسب قانون أفوجادرو :

يشغل مول من أي غاز الحجم نفسه الذي يشغله مول واحد من أي غاز آخر تحت نفس الشروط من درجة الحرارة والضغط بالرغم من اختلاف كتلتيهما .

الحجم المولي القياسي :

الحجم الذي يشغله مول واحد من غاز تحت شروط STPويساوي 22.4 L


6869467

O2

H2

1 mol

1 mol

22.4 L

22.4 L

الحجم

الحجم

32.00g

2.02g

الكتلة

الكتلة


6869467

مسألة نموذجية 5-1

يُنتج تفاعل كيميائي 0.0680 molمن غاز الأكسجين ما الحجم باللترات الذي تشغله عينة من هذا الغاز تحت شروط STP ؟

0.0680 mol

الحجم باللترات

المعطى :

عدد مولات O2 =

المجهول:

حجم O2 لتر تحت STP


6869467

تطبيقية 2 ص 142

تشغل عينة من غاز الهيدروجين حجم14.1L تحت شروط STP ، ما عدد مولات هذا الغاز؟

14.1L

عدد مولات H2

المعطى :

حجم H2 تحت STP

المجهول:


6869467

مسألة نموذجية 5-2

98.0 mL

ينتج من تفاعل كيميائي98.0 mL من غاز SO2تحت شروط STP ، ما كتلة الغاز الناتج بالجرامات ؟

كتلة SO2بالجرام

المعطى :

حجم SO2 تحت STP

المجهول:


6869467

تطبيقية 2 ص 143

ما حجم 77.0 g من غاز ثاني أكسيد النيتروجين تحت شروط STP؟

حجم NO2تحتSTP

77.0 g

المعطى :

كتلة SO2بالجرام

المجهول:


6869467

القسم 5-2

قانون الغاز المثالي


6869467

مؤشرات الأداء :

* يذكر نص قانون الغاز المثالي .

* يشتق ثابت الغاز المثالي مميزاً وحداته .

*يحسب الضغط أو الحجم أو درجة الحرارة أو كمية الغاز ،عندما تكون ثلاث كميات منها معروفة باستخدام قانون الغاز المثالي


6869467

* يحسب الكتلة المولية أو كثافة غاز باستخدام قانون الغاز المثالي .

* يحول قانون الغاز المثالي إلأى قانون بويل أو قانون شارل أو قانون أفوجادرو، ويصف الشروط التي يطبق بها كل قانون .


6869467

قانون الغاز المثالي

ما الكميات اللازمة لوصف عينة من غاز ؟

1- الضغط .

2- الحجم .

3- درجة الحرارة .

4- عدد المولات .


6869467

0

0

0

إضافة جزيئات من الغاز

الحجم ودرجة الحرارة ثابتين

ترمومتر

زيادة عدد الجزيئات تؤدي إلى :

مقياس الضغط

زيادة

الضغط .


6869467

0

0

إضافة جزيئات من الغاز

الضغط ودرجة الحرارة ثابتين

زيادة عدد الجزيئات تؤدي إلى :

زيادة

الحجم .


6869467

قانون الغاز المثالي

علاقة رياضية تربط بين :

حجمه

ضغط الغاز

و

و

عدد مولاته

درجة حرارته

حجمه

و


6869467

اشتقاق قانون الغاز المثالي

يشتق بدمج قوانين بويل وشارل وأفوجادرو

1

V

قانون بويل

P

قانون شارل

V

T

قانون أفوجادرو

V

n


6869467

بدمج العلاقات الثلاث السابقة :

1

V

n

×

T

×

P

ولتحويل التناسب إلى مساواة نستخدم الثابت R في هذه الحالة .

1

n

×

T

×

V

=

R

×

P


6869467

وبالترتيب نحصل على معادلة الغاز المثالي :

P

V

=

n

R

T

أو

n

R

T

V

=

P


6869467

n

R

T

V

=

P

من المعادلة :

عدد المولات

*الحجم يتغير طردياً مع

و

درجة الحرارة

*الحجم يتغير عكسياً مع

الضغط .


6869467

ثابت الغاز المثالي R

* تعتمد قيمة هذا الثابت على الوحدات المستعملة للضغط والحجم ودرجة الحرارة .

* حجم 1مول من غاز مثالي تحت شروط STP(273.15 K , 1 atm ) يبلغ 22.4140 L وباستخدام هذه القيم في قانون الغاز المثالي .


6869467

P

V

R

=

n

T

(1atm)

(22.41410 L

R

=

(1mol)

(273.15 K)

atm.L

0.08205784

R

=

mol.K


6869467

تقرب قيمةR إلى

L.atm

0.0821

mol.K


6869467

قيمة R العددية

وحدة R

وحدة n

وحدة T

وحدة V

وحدة P

mmHg

L.mmHg

L

mol

K

62.4

mol.K

L.atm

mol

K

L

atm

0.0821

mol.K

J

mol

K

m3

Pa

8.314

mol.K

L.kPa

L

mol

K

kPa

8.314

mol.K


6869467

مسألة نموذجية 5-3

ضغط النيتروجينatm

ما الضغط المقيس بـatm الذي تمارسه عينة مقدارها 0.500 molمن غاز النيتروجين في وعاء حجمه 10.0 Lعند درجة حرارة298 K؟

0.500 mol

298 K

10.0 L

عدد المولاتn

المعطى :

الحجم V

درجةالحرارةT

المجهول:


6869467

مسألة نموذجية 5-4

Lالحجم بـ

0.250 mol

ما الحجم بـL الذي يشغله0.250 mol من غاز الأكسجين عند درجة حرارة20.0 0C وضغط 0.974 atm ؟

20.0 0C

0.974 atm

عدد المولاتn

المعطى :

درجةالحرارةT

+ 273.2 =

293.2 K

الضغط P

المجهول:


6869467

مسألة نموذجية 5-5

ما كتلة غاز الكلور Cl2بالجرام موجود في خزان حجمه10.0 L عند درجة حرارة27 0C وضغط 3.50 atm؟علماً أن Cl2= 70.9

المعطى :

10.0 L

الحجم V

300 K=

27+ 273.2

درجةالحرارةT

3.50 atm

الضغط P

70.9 g/ mol

ك.م

كتلة الكلور بالجرام

المجهول:


6869467

تطبيقية 3 ص 150

وضعت عينة من CO2كتلته 0.30 g داخل وعاء حجمه 250 mLعند درجة حرارة 400 Kما الضغط الذي يمارسه هذا الغاز؟CO2= 44

0.30 g

كتلة CO2

المعطى :

250 mL

الحجم V

درجةالحرارةT

400 K

44 g/ mol

ك.م

المجهول:

الضغط P


6869467

ايجاد الكتلة المولية أو الكثافة انطلاقاً من الغاز المثالي

P

V

=

n

R

T

m

الكتلة

m

n

=

M

الكتلة المولية

M

m

R

T

P

V

=

M


6869467

m

R

T

P

V

=

M

m

R

T

M

=

P

V

ومن هذه العلاقة يمكن ايجاد الكتلة المولية


6869467

m

R

T

M

=

P

V

m

الكثافة

D

D

=

V

وبالتعويض في العلاقة أعلاه ينتج

D

R

T

M

=

P


6869467

وبترتيب العلاقة السابقة

M

M

P

P

D

=

T

R

T

ويتضح من هذه العلاقة أن كثافة غاز تتغير

الكتلة المولية

طردياً مع

و

الضغط

عكسياً مع

درجةالحرارة بالكفن


6869467

مسألة نموذجية 5-6 ص 150

ما الكتلة المولية لعينة غاز كتلتها 5.16 g وحجمها1.00 L تحت ضغط 0.974 atmوعند درجة حرارة 280C

المعطى :

10.0 L

الحجم V

301 K=

28+ 273

درجةالحرارةT

0.974 atm

الضغط P

كتلة الكلور

5.16 g

المجهول:

ك.مM


6869467

m

R

T

M

=

P

V

وبالتعويض


6869467

تطبيقية 2 ص 151

ما كثافة غاز الأمونياNH3إذا كان الضغط 0.928 atm ودرجة الحرارة 36.0 0C ؟

المعطى :

0.928 atm

الضغطP

درجةالحرارةT

36 +273=309 K

17 g/ mol

ك.مM

المجهول:

الكثافة D


6869467

M

P

D

=

R

T

وبالتعويض


6869467

تطبيقية 3 ص 151

كثافة غاز 2.0 g/Lتحت ضغط 1.50 atm وعند درجة حرارة 27 0C ؟

المعطى :

2.0 g/ L

الكثافة D

1.50 atm

الضغطP

درجةالحرارةT

27 +273=300 K

ك.مM

المجهول:


6869467

D

R

T

M

=

P

وبالتعويض


6869467

القسم 5-3

الحسابات الكيميائية للغازات


6869467

مؤشرات الأداء :

*يطبق قانون جايلوساك لحجوم الغازات المتحدة وقانون أفوجادرو في حساب حجوم الغازات في التفاعلات الكيميائية .

*يوظف المعادلة الكيميائية لتحديد النسب الحجمية للمتفاعلات الغازية أو النواتج أو كلتيهما .


6869467

مؤشرات الأداء : تابع

*يوظف النسب الحجمية وقوانين الغازات في حساب حجوم المتفاعلات والنواتج الغازية وكتلها وكياتها المولية .


6869467

2CO(g)

+

O2(g)

2 CO2(g)

جزيئان

جزيء واحد

جزيئان

2 mol

2 mol

1mol

حجم واحد

حجمان

حجمان

النسب الحجمية المتوقعة :

حجمان من CO

حجم واحد O2


6869467

حجم واحد O2

حجمين من CO2

حجمان من CO

حجمين من CO2


6869467

حسابات الحجم – الحجم

تحت نفس الشروط ، تستخدم النسب الحجمية .

وبنفس طريقة استخدام النسب المولية التي مرت سابقاً


6869467

مسألة نموذجية 5-7 ص 152

يستخدم غاز البروبان أحياناً كوقود للطهي والتدفئة ويتم احتراق البروبان احتراقاً تاماً وفقاً للمعادلة التالية C3H8 + 5 O2 3CO2 +4 H2Oأ- ما حجم الأكسجين باللتر اللازم لاحتراق0.350L من البروبان بصورة تامة ؟ ب- ما حجم CO2الناتج ؟ افترض أن الحجوم جميعاً قيست تحت الشروط نفسها من درجة حرارة وضغط .


6869467

المعطى :

معادلة كيميائية موزونة

0.350 L =

الحجمV

المجهول :

أ- حجمV لـ O2 باللتر

ب- حجمV لـ CO2 باللتر


6869467

حسابات الحجم – الكتلة

والكتلة - الحجم

كتلة ب

مولات ب

مولات أ

حجم الغاز أ

أو

حجم ب

مولات ب

مولات أ

كتلة الغاز أ


6869467

مسألة نموذجية 5-8 ص 154

يمكن تسخين كربونات الكالسيوم المسماة أيضاً بالحجر الجيري لإنتاج أكسيد الكالسيوم وهو ناتج صناعي متعدد الاستخدامات والمعادلة الكيميائية الموزونة لهذا التفاعل تكتب كالتالي : CaCO3 3CaO +CO2 كم جراماً من كربونات الكالسيوم يجب تفككها لإنتاج 5.0 Lمن ثاني أكسيد الكربون تحت شروط STP

Δ


6869467

المعطى :

معادلة كيميائية موزونة

الحجمV

5.0 L من CO2تحت شروط STP

المجهول :

كتلة CaCO3بالجرامات


6869467

مسألة نموذجية 5-9 ص 154

يستخدم التنجستنW في فتيل المصابيح الكهربائية وهو ينتج صناعياً من تفاعل أكسيد التنجستن مع الهيدروجين WO3 +3H2 W +3H2Oكم لتراً يلزم من غاز الهيدروجين عند درجة حرارة 350Cوتحت ضغط 0.980 atm للتفاعل التام مع 875 gمن أكسيد التنجستن ؟


6869467

المعطى :

معادلة كيميائية موزونة

كتلة المتفاعل 875 g = WO3

الضغط P لـ 0.980 atm =H2

درجةالحرارة T لـ H2

35 +273=308 K

المجهول :

حجم (V) الهيدروجين لـ H2 باللتر تحت شروط معلومة وغير قياسية


6869467

القسم 5-4

التدفق والانتشار


6869467

مؤشرات الأداء :

*يذكر نص قانون جراهام للتدفق .

*يحدد المعدلات النسبية لتدفق غازين لهما كتلتان موليتان معروفتان .

*يذكر العلاقة بين سرعات جزيئات غازية معينة وبين كتلها المولية .


6869467

الانتشار

الامتزاج التلقائي لغازين بسبب حركة جزيئاتهما المستمرة والعشوائية .

التدفق

عملية المرور العشوائي لجزيئات غاز محصور في وعاء من خلال ثقوب صغيرة في جدران الوعاء .


6869467

قانون جراهام للتدفق

تعتمد معدلات التدفق والانتشار على السرعات النسبية لجزيئات الغاز .

تتناسب سرعة جزيئات الغاز عكسياً مع كتلته.

حركة جزيئات الغاز الخفيف أسرع من حركة جزيئات الغاز الثقيل .

معدل الطاقة الحركية لجزيئات الغاز يعتمد على درجة حرارته فقط .


6869467

الطاقة الحركية = ½ mv2

غازان مختلفانA و B لهما درجة الحرارة نفسها فإن العلاقة التالية بينهما صحيحة :

½ MAvA2 =½ MBvB2

حيث

الكتلة المولية للغاز A

MA

الكتلة المولية للغاز B

MB


6869467

سرعة جزيئات الغاز A

vA

سرعة جزيئات الغاز B

vB

½ MAvA2 =½ MBvB2

بضرب العلاقة بـ 2 ينتج

MAvA2 =MBvB2


6869467

لمقارنة سرعتي الغازين يعاد ترتيب العلاقة كما يلي :

vA2

MB

=

vB2

MA

بأخذ الجذر التربيعي للطرفين

vA

MB

=

vB

MA


6869467

من المعادلة الأخيرة يتبين أن:

سرعة جزيئات غازين مختلفين تتناسب عكسياً مع

الجذر التربيعي للكتلة المولية لكل منهما .

معدل التدفق يتناسب طردياً مع سرعة الجزيئات، فيمكن كتابة المعادلة كالتالي :

MB

معدل تدفق A

=

معدل تدفق B

MA


6869467

نص قانون جراهام للتدفق :

يتناسب معدل تدفق الغازات عكسياً مع

الجذر التربيعي لكتلها المولية

تحت الشروط نفسها من ضغط ودرجة حرارة .


6869467

تطبيقات قانون جراهام للتدفق :

1-كثافة الغاز تتناسب طردياً مع كتلته المولية .

2- معدل الانتشار يعتمد على الكتلة المولية للغاز

3- تحديد الكتلته المولية لغاز مجهول .

4- فصل النظائر عن بعضها (نظائر اليورانيوم) بعد تحويلها إلى مركبات غازية ثم إدخالها في أغشية مسامية فتنتشر تبعاً لكثافتها المختلفة.


6869467

تطبيقات قانون جراهام للتدفق :

كثافة الغاز تتناسب طردياً مع كتلته المولية .

وبالتالي نستنتج من قانون جراهام :

Bكثافة

MB

معدل تدفق A

=

=

معدل تدفق B

MA

Aكثافة


6869467

سدادة قطنية

HCl(g)

سدادة قطنية

NH3(g)

معدل الانتشار يعتمد على :

* الكتلة المولية للغاز .

* تركيز الغاز .


6869467

مسألة نموذجية 5-10 ص 160

قارن بين معدلي تدفق الهيدروجين والأكسجين الموجودين تحت الشروط نفسها من ضغط ودرجة حرارة .

H2

MA

2.02 g/mol

المعطى :

O2

MB

32.00 g/mol

هوية الغازين

المجهول

معدل تدفق A

المعدلان النسبيان للتدفق

معدل تدفق B


6869467

MB

معدل تدفق A

=

معدل تدفق B

MA

بالتعويض


6869467

تطبيقية 1 ص 160

تتدفق عينة من الهيدروجين عبر وعاء مسامي بسرعة تفوق 9 مرات سرعة غاز مجهول احسب الكتلة المولية لهذا الغاز ؟

H2

Bيمثل

A يمثل

الغاز المجهول

المعطى :

معدل تدفق A

المعدلان النسبيان للتدفق

9

=

معدل تدفق B

MA

2.02 g/mol

المجهول

الكتلة المولية للغاز B


6869467

MB

معدل تدفق A

=

معدل تدفق B

MA

بالتعويض


6869467

تطبيقية 3 ص 160

يتحرك جزيء من غاز النيون بمعدل 400m/sعند درجة حرارة معينة احسب معدل سرعة جزيء من غاز البيوتان C4H10عند درجة الحرارة نفسها ؟

المعطى :

معدل سرعة جزيء النيون 400 m/s

Ne

MA

20.18 g/mol

C4H10

MB

58.10 g/mol

المجهول

معدل سرعة جزيء البيوتان C4H10


6869467

MB

معدل تدفق A

=

معدل تدفق B

MA

معدل التدفق هو معدل السرعة

بالتعويض


6869467

س 3 ص130


  • Login