Μάθημα : ΧΗΜΕΙΑ Α΄ ΛΥΚΕΙΟΥ

Κωδικός : EL1207112

ΧΗΜΕΙΑ Α΄ ΛΥΚΕΙΟΥ

EL1207112  -  ΣΠΥΡΙΔΩΝ ΓΕΩΡΓΙΟΥ

Ενότητες - Βασικές έννοιες για τους χημικούς υπολογισμούς

Βασικές έννοιες για τους χημικούς υπολογισμούς

Χημικές Αντιδράσεις Καταστατική εξίσωση των αερίων

Τι είνα η Σχετική μοριακή μάζα (Mr) -  το mol - ο  Γραμμομοριακός όγκος;

Ατομική μονάδα μάζας

Καθώς τα άτομα είναι πολύ μικρά σωματίδια, η μέτρηση της μάζας τους είναι ένα πολύ σημαντικό πρόβλημα, με αποτέλεσμα να είναι αδύνατος ο απόλυτος υπολογισμός της μάζας τους.

Ωστόσο, αυτό που είναι δυνατό να γίνει ήταν η σύγκριση της μάζας των ατόμων και των μορίων με μία συγκεκριμένη μονάδα μάζας

Στην αρχή (19ος αιώνας), η συγκεκριμένη μονάδα μέτρησης  ήταν η μάζα του ατόμου του υδρογόνου. Από τις αρχές τις δεκαετίας του 1960 όμως και μετά ως συγκριτικό μέτρο της μάζας των ατόμων χρησιμοποιείται το 1/12 της μάζας του ισοτόπου του άνθρακα 12C. Ο 12C είναι εκείνο το ισότοπο του άνθρακα που έχει 6 πρωτόνια και 6 νετρόνια στον πυρήνα του. Ως εκ τούτου, μία ατομική μονάδα μάζας υπολογίζεται ότι είναι ίση με 1,66 10-24 g.

 

Ατομική μονάδα μάζας (amu) ορίζεται ως το 1/12 της μάζας του ατόμου του άνθρακα -12 (12C)

 

Σχετική ατομική μάζα (Ar) - ή ατομικό βάρος (ΑΒ)

Σχετική ατομική μάζα ή ατομικό βάρος είναι ο αριθμός που δείχνει πόσες φορές είναι μεγαλύτερη η μάζα του ατόμου του στοιχείου από το 1/12 της μάζας του ατόμου του άνθρακα -12.

 

Επειδή η μάζα του ατόμου οποιουδήποτε στοιχείου είναι πρακτικά ίση με το άθροισμα των μαζών των πρωτονίων και των νετρονίων, η σχετική ατομική μάζα θα έπρεπε να συμπίπτει με τον μαζικό αριθμό του ατόμου.

Όμως, συχνά οι σχετικές ατομικές μάζες είναι δεκαδικοί αριθμοί και όχι ακέραιοι. Αυτό οφείλεται στην ύπαρξη των ισοτόπων.

 

Σχετική μοριακή μάζα (Μr) - ή Μοριακό βάρος (MB)

Σχετική μοριακή μάζα ή μοριακό βάρος (Mr) χημικής ουσίας είναι ο αριθμός που δείχνει πόσες φορές είναι μεγαλύτερη η μάζα του μορίου του στοιχείου ή της χημικής ένωσης από το 1/12 της μάζας του ατόμου του άνθρακα -12

 

Πως υπολογίζω το Mr μιας χημικής ένωσης;

Οι σχετικές ατομικές μάζες όλων των στοιχείων δίνονται πάντα και με βάση αυτές υπολογίζουμε το Mr των χημικών ουσιών.

Γιά να υπολογίσουμε ένα Mr εργαζόμαστε ως εξής:

Γράφουμε το χημικό τύπο του της ένωσης

Πολλαπλασιάζουμε το Ar του κάθε ατόμου που υπάρχει στην χημική ουσία με το αντίστοιχο δείκτη

Προσθέτουμε τα γινόμενα.

 

Θέλω να υπολογίσω το Mr του Θειικού οξέως.

Γράφουμε το χημικό τύπο του της ένωσης - H2SO4

Από τον πίνακα των Ar

βρίσκω ότι Ar: H = 1, S = 32, O = 16

Πολλαπλασιάζουμε το Ar του κάθε ατόμου που υπάρχει στην χημική ουσία με το αντίστοιχο δείκτη

Για το H έχουμε 4·1 = 4

Για το S έχουμε 1·32 = 32

Για το O έχουμε 4·16 = 64

Προσθέτουμε τα γινόμενα

4 + 64 + 32 = 98

Βρήκαμε λοιπόν το Mr του H2SO4 ίσο με 98.

 

Θέλω να υπολογίσω το Mr του Al2(SO4)3.

Ar: Al = 27, S = 32, O = 16.

Εφαρμόζω τις προηγούμενες οδηγίες γράφοντας μια εξίσωση.

Mr = 3·Ar,Al + 3·(Ar,S + 4·Ar,O) ⇒

Mr =3·27 + 3·(32 + 4·16) ⇒

Mr = 81 + 3·(32 + 64) ⇒

Mr = 81 + 3·96 ⇒

Mr = 81 + 288 = 369

Βρήκαμε λοιπόν το Mr του Al2(SO4)3 ίσο με 369

On Line Ερωτήσεις

Ασκήσεις
Ερωτήσεις κατανόησης στo Ar και Mr

8 Ερωτήσεις Σωστού – Λάθους

To mol: μονάδα ποσότητας ουσίας στο S.I.

Τις πατάτες τις αγοράζουμε με το κιλό και τα αυγά με το κομμάτι. Δεν τα ζυγίζουμε. Μπορούμε να πάρουμε τρία πακέτα των έξι αυγών. Το ίδιο κάνουμε με το κιβώτιο με τις μπύρες  ή και με τα πακέτα χαρτιού για τον εκτυπωτή, καθένα έχει πεντακόσια φύλλα χαρτί.

Είναι γνωστό ότι οι χημικές αντιδράσεις γίνονται μεταξύ μορίων (ή ατόμων ή ιόντων) με μία ορισμένη αναλογία, πράγμα που καθιστά αναγκαία τη μέτρηση του αριθμού των μορίων (ή ατόμων ή ιόντων) για τους υπολογισμούς μας.

Ωστόσο, ο αριθμός των δομικών σωματιδίων είναι ΤΕΡΑΣΤΙΟΣ. Έτσι, οι χημικοί οδηγήθηκαν στη χρήση μιας μονάδας που ονομάζεται mol.

 

Η ιδέα που γέννησε την έννοια του mol, μοιάζει με ένα συλλογισμό της μορφής:

Αφού τις πατάτες τις αγοράζουμε με το κιλό και τα αυγά σε δωδεκάδες,

η ποσότητα κάποιου πράγματος μπορεί να μετρηθεί

είτε με το κιλό

είτε με τον αριθμό των σωματιδίων που το συγκροτούν.

 

Προέκυψε λοιπόν ο επόμενος ορισμός.

To mol είναι μονάδα ποσότητας ουσίας στο Διεθνές Σύστημα μονάδων (S.I.) και ορίζεται ως η ποσότητα της ύλης που περιέχει τόσα στοιχειώδη σωματίδια όσα είναι σε αριθμό τα άτομα που υπάρχουν σε 12 g του 12C.

 

Τι είναι αυτά τα σωματίδια;

Σε μια χημική ένωση - όπως το νερό είναι τα μόρια.

Σε ένα στοιχείο - όπως το Νάτριο είναι ται άτομα.

Σε κάποιο ιοντικό διάλυμα είναι τα ιόντα.

 

Και ποιός είναι αυτός ο αριθμός;

Ο αριθμός των ατόμων που περιέχονται σε 12 g του 12C ονομάζεται αριθμός Avogadro (NA) και υπολογίσθηκε με πειραματικές μεθόδους και με μεγάλη προσέγγιση ίσος με 6,02 · 1023 Δηλαδή,

ΝΑ = 6,02 · 1023

ο ΝΑ δεν είναι απαραίτητο να απομνημονευθεί!

 

Με βάση όσα αναφέραμε πρίν φθάνουμε με τους κατάλληλους σύλλογισμούς στο επόμενο συμπέρασμα.

 

1 mol οποιασδήποτε ουσίας, είναι πόσοτητα μάζας της ουσίας όση το Mr (ή Ar αν πρόκειται για άτομα) σε γραμμάρια.

 

και δεν ξεχνάμε ότι σε 1 mol αποιασδήποτε ουσίας περιέχοντα ΝΑ = 6,02 · 1023 σωματίδια

(Δηλ. ή άτομα, ή μόρια ή ιόντα ανάλογα αν αναφερόμαστε σε στοιχεία ή χημικές ενώσεις).

 

Ενα ερώτημα που προκύπτει είναι το επόμενο.

 

Ζυγίζουν το ίδιο 1 mol μιας ουσίας Α με 1 mol μιας ουσίας Β;

Θα απαντήσουμε με ένα ανάλογο ερώτημα.

Ζυγίζουν το ίδιο μια δωδεκάδα αυγά με μια δωδεκάδα εμφιαλωμένα νερά;

Η απάντηση είναι ΟΧΙ!

 

π.χ Πόσο  ζυγίζει 1mol SO2 και πόσο 1mol CO2; (Mr,SO2 = 64, Mr,CO2 = 44)

1mol SO2 ζυγίζει 64g και 1mol CO2 ζυγίζει 44g.

Η ισότητα αναφέρεται στον αριθμό των σωματιδίων που περιέχει 1 mol (6,02 1023 σωματίδια ανάλογα με τις δωδεκάδες αυγών και νερών).

 

 

Σχέση μεταξύ μάζας και αριθμού mol

Για δεδομένη μάζα m μιάς ουσίας, η οποία έχει Σχετική Μοριακή μάζα Mr, η σχέση που συνδέει m, Mr και αριθμό mole είναι η επόμενη:

 

όπου n, ο αριθμός των mol της ουσίας.

π.χ. Έχουμε 4,9g της ουσίας Α2Β που έχει Mr = 98. Ποιός είναι ο αριθμός των mol της ουσίας;

n = (m / Mr) ⇒

n = (4,9 / 98) ⇒

n = 0,05 mol

 

Η προηγούμενη σχέση είναι πολύ σημαντική και είναι η βάση για δεκάδες υπολογισμούς.

 

On Line Ερωτήσεις

Ασκήσεις
Ερωτήσεις κατανόησης στην έννοια mol

6 Ερωτήσεις Σωστού - Λάθους

Γραμμομοριακός όγκος (Vm)

Γραμμομοριακός όγκος (Vm) αερίου ονομάζεται ο όγκος που καταλαμβάνει το 1 mol του αερίου, σε ορισμένες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης.

Όταν η πίεση είναι P = 1 atm και η θερμοκρασία θ = 0 °C  (ή Τ = 273 K) οι συνθήκες ονομάζονται πρότυπες συνθήκες και συμβολίζονται με STP.

 

Σε πρότυπες συνθήκες, ο Γραμμομοριακός όγκος (Vm)  έχει τιμή 22,4 L

 

Σχέση μεταξύ όγκου και αριθμού mol

Για δεδομένο όγκο, οποιουδήποτε αερίου, η σχέση που συνδέει V, Vm και αριθμό mole είναι η επόμενη:

όπου n, ο αριθμός των mol της ουσίας.

π.χ. Έχουμε 11.2 L αερίου μετρημένα σε συνθήκες STP. Ποιός είναι ο αριθμός των mol του αερίου;

n = (V / Vm) ⇒

n = (11,2 / 22,4) ⇒

n = 0,5 mol

 

Η προηγούμενη σχέση είναι πολύ σημαντική και είναι η βάση για δεκάδες υπολογισμούς

Ισχύει μόνο για ΑΕΡΙΑ

 

On Line Ερωτήσεις

Ασκήσεις
Ερωτήσεις κατανόησης στον Γραμμομοριακό όγκο (Vm)

9 Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής

Ασκήσεις
Ερωτήσεις στις βασικές έννοιες για τους χημικούς υπολογισμούς - ΠΔΧ

12 Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής από Πανελλήνιους Διαγωνισμούς Χημείας (ΠΔΧ)

Για δυνατούς Λύτες

Ασκήσεις
Ερωτήσεις στις βασικές έννοιες για τους χημικούς υπολογισμούς - ΠΔΧ (2)

11 Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής από Πανελλήνιους Διαγωνισμούς Χημείας (ΠΔΧ)

Για δυνατούς Λύτες

On Line Quiz

17 Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής στις έννοιες Mr - mol

Οι Ερωτήσεις Σ-Λ της Τράπεζας Θεμάτων (2014)

25 Ερωτήσεις με αιτιολόγηση

Η θεωρία της ενότητας σε αρχείο για εκτύπωση