التركيب الجزيئي للغازات

1. التركيب الجزيئي للغازات الفصل الخامس إعداد / راجح شعبان

2. القسم 5-1 علاقات الحجم – الكتلة للغازات

3. 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 .

4. 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

5. 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

6. 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

7. نص قانون جايلوساك : يمكن أن يعبر عن حجوم المتفاعلات والنواتج الغازية بنسب عددية بسيطة وذلك عند ثبات درجة الحرارة والضغط .

8. 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 .

9. حسب قانون أفوجادرو : تحت الشروط نفسها من ضغط ودرجة حرارة يتغير حجم أي غاز طردياً مع تغير عدد جزيئاته .

10. 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)

11. H2(g) + Cl2(g) 2 HCl(g) حجمان حجم واحد حجم واحد جزيء واحد جزيء واحد جزيئان

12. 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

13. 2H2(g) + O2(g) 2 H2O(g) جزيئان جزيء واحد جزيئان 2 mol 2 mol 1mol حجم واحد حجمان حجمان

14. الحجم المولي للغازات : كم عدد الجزيئات في مول واحد من مادة جزيئية؟ ثابت أفوجادرو 1023 ×6.022 جزيء

15. كتلة المول عدد الجزيئات 1 mol هيدروجينH2 2.01588g ثابت أفوجادرو أكسجين O2 31.9988g ثابت أفوجادرو هيليوم He 4.0026g ثابت أفوجادرو

16. 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

17. O2 H2 1 mol 1 mol 22.4 L 22.4 L الحجم الحجم 32.00g 2.02g الكتلة الكتلة

18. 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

19. 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:

20. 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:

21. 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:

22. القسم 5-2 قانون الغاز المثالي

23. 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

24. * 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 .

25. قانون الغاز المثالي ما الكميات اللازمة لوصف عينة من غاز ؟ 1- الضغط . 2- الحجم . 3- درجة الحرارة . 4- عدد المولات .

26. 0 0 0 إضافة جزيئات من الغاز الحجم ودرجة الحرارة ثابتين ترمومتر زيادة عدد الجزيئات تؤدي إلى : مقياس الضغط زيادة الضغط .

27. 0 0 إضافة جزيئات من الغاز الضغط ودرجة الحرارة ثابتين زيادة عدد الجزيئات تؤدي إلى : زيادة الحجم .

28. قانون الغاز المثالي علاقة رياضية تربط بين : حجمه ضغط الغاز و و عدد مولاته درجة حرارته حجمه و

29. اشتقاق قانون الغاز المثالي يشتق بدمج قوانين بويل وشارل وأفوجادرو 1 V قانون بويل P قانون شارل V T قانون أفوجادرو V n

30. 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

31. وبالترتيب نحصل على معادلة الغاز المثالي : P V = n R T أو n R T V = P

32. n R T V = P من المعادلة : عدد المولات *الحجم يتغير طردياً مع و درجة الحرارة *الحجم يتغير عكسياً مع الضغط .

33. 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 .

34. P V R = n T (1atm) (22.41410 L R = (1mol) (273.15 K) atm.L 0.08205784 R = mol.K

35. تقرب قيمةR إلى L.atm 0.0821 mol.K

36. 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

37. 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:

38. 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:

39. 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:

40. 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

41. 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

42. m R T P V = M m R T M = P V ومن هذه العلاقة يمكن ايجاد الكتلة المولية

43. m R T M = P V m الكثافة D D = V وبالتعويض في العلاقة أعلاه ينتج D R T M = P

44. 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

45. 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

46. m R T M = P V وبالتعويض

47. 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

48. M P D = R T وبالتعويض

49. 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:

50. D R T M = P وبالتعويض