पदार्थ के द्रव्यमान के संरक्षण का नियम स्थापित किया गया था। एम. वी. लोमोनोसोव द्वारा पदार्थों के द्रव्यमान के संरक्षण का नियम

प्रसिद्ध अंग्रेजी रसायनज्ञ रॉबर्ट बॉयलधातुओं के साथ विभिन्न प्रयोग करते समय, मैंने देखा कि जब धातुओं को हवा में अत्यधिक गर्म किया जाता है, तो उनका द्रव्यमान बढ़ जाता है। नतीजतन, वैज्ञानिक ने सुझाव दिया कि गर्म होने पर होने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप पदार्थों का द्रव्यमान बदलना चाहिए। रॉबर्ट बॉयलमाना जाता है कि गर्म होने पर धातु एक निश्चित के साथ प्रतिक्रिया करती है "उग्र बात"लौ में निहित। "उग्र पदार्थ"फ्लॉजिस्टन कहा जाता है।

रूसी वैज्ञानिक मिखाइल वासिलिविच लोमोनोसोव ने प्रयोग की सेटिंग बदल दी, और धातुओं को गर्म नहीं किया सड़क पर, लेकिन भली भांति बंद करके सील किए गए कांच के मुंहतोड़ जवाब में। इस तरह से प्रयोग स्थापित करते समय, गर्म करने से पहले और बाद में धातु के साथ मुंहतोड़ जवाब का द्रव्यमान समान रहा।

जब इस तरह के मुंहतोड़ जवाब को खोला गया, तो यह पता चला कि धातु आंशिक रूप से दूसरे पदार्थ में तब्दील हो गई थी जो धातु की सतह को कवर करती थी। नतीजतन, धातु ने मुंहतोड़ जवाब में हवा के साथ प्रतिक्रिया की। एम.वी. लोमोनोसोवएक बहुत ही महत्वपूर्ण निष्कर्ष निकाला। यदि कैल्सीनेशन से पहले और बाद में मुंहतोड़ जवाब का कुल द्रव्यमान नहीं बदला, तो बर्तन में निहित हवा के द्रव्यमान में उतनी ही कमी आई जितनी धातु के द्रव्यमान में वृद्धि हुई (इसकी सतह पर एक नए पदार्थ के बनने के कारण) .

मुंहतोड़ जवाब में हवा का द्रव्यमान वास्तव में कम हो गया, जब से इसे खोला गया, हवा "घुस गया"एक सीटी के साथ मुंहतोड़ जवाब में।

इस प्रकार, यह तैयार किया गया था जन संरक्षण कानून:

रासायनिक प्रतिक्रिया में प्रवेश करने वाले पदार्थों का द्रव्यमान प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप प्राप्त पदार्थों के द्रव्यमान के बराबर होता है

द्रव्यमान के संरक्षण के कानून की खोज ने फ्लॉजिस्टन के गलत सिद्धांत को एक गंभीर झटका दिया, जिसने रसायन विज्ञान के और तेजी से विकास में योगदान दिया। यह द्रव्यमान के संरक्षण के नियम का पालन करता है कि पदार्थ कुछ भी नहीं से उत्पन्न नहीं हो सकते हैं और कुछ भी नहीं हो सकते हैं। पदार्थ केवल एक दूसरे में परिवर्तित होते हैं।

उदाहरण के लिए, जब एक मोमबत्ती जलती है, तो उसका द्रव्यमान कम हो जाता है। यह माना जा सकता है कि जिस पदार्थ से मोमबत्ती बनाई जाती है वह बिना किसी निशान के गायब हो जाता है। दरअसल, ऐसा नहीं है। वी यह मामलामोमबत्ती जलाने की रासायनिक प्रतिक्रिया में शामिल सभी पदार्थों को ध्यान में नहीं रखा गया।

मोमबत्ती हवा में ऑक्सीजन की उपस्थिति के कारण जलती है। नतीजतन, जिस पदार्थ से मोमबत्ती बनाई जाती है - पैराफिन, ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। इस मामले में, कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प बनते हैं - ये प्रतिक्रिया उत्पाद हैं।यदि हम प्रतिक्रिया उत्पादों, कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प के द्रव्यमान को मापते हैं, तो उनका द्रव्यमान प्रतिक्रिया करने वाले पैराफिन और ऑक्सीजन के द्रव्यमान के बराबर होगा। इस मामले में, प्रतिक्रिया उत्पादों को आसानी से नहीं देखा जा सकता है।

प्रयोगशाला में द्रव्यमान संरक्षण के नियम को इस प्रकार सिद्ध किया जा सकता है। कोई भी पदार्थ जो ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है उसे फ्लास्क में रखा जाना चाहिए। फ्लास्क को एक डाट से भली भांति बंद करके तौला जाता है। इसके बाद, फ्लास्क को गर्म करें। गर्म होने पर, पदार्थ हवा में ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करेगा। जब फ्लास्क ठंडा हो जाए, तो इसे फिर से तौलें। फ्लास्क का द्रव्यमान वही रहेगा।

जन संरक्षण कानून की खोज की गई है एम.वी. लोमोनोसोव ने 1748 ई. 1773 में, लोमोनोसोव की परवाह किए बिना एक ही प्रयोगात्मक परिणाम, एक फ्रांसीसी रसायनज्ञ द्वारा प्राप्त किए गए थे एंटोनी लॉरेंट लवॉज़ियर।

द्रव्यमान के संरक्षण के नियम का उपयोग करके गणना

द्रव्यमान के संरक्षण के नियम का उपयोग करके, आप किसी एक प्रतिक्रियाशील पदार्थ या परिणामी पदार्थों में से किसी एक के द्रव्यमान की गणना कर सकते हैं, यदि अन्य सभी पदार्थों का द्रव्यमान ज्ञात हो।

जब लोहे को ऑक्सीजन में जलाया जाता है, तो तथाकथित लोहे का पैमाना बनता है। लोहे के पैमाने का द्रव्यमान क्या है, यदि प्रतिक्रिया प्रवेश करती है 5.6 ग्राम आयरन और 3.2 ग्राम ऑक्सीजन?

यह द्रव्यमान के संरक्षण के नियम का अनुसरण करता है कि लोहे और ऑक्सीजन (अभिकर्मकों) का कुल द्रव्यमान लोहे के पैमाने (उत्पाद) के द्रव्यमान के बराबर होता है। इसलिए, लोहे के पैमाने का द्रव्यमान है 5.6 ग्राम + 3.2 ग्राम = 8.8 ग्राम।

आइए एक और उदाहरण देखें। गुजरते समय विद्युत प्रवाहपानी के माध्यम से, पानी सरल पदार्थों - हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विघटित हो जाता है। 12 ग्राम पानी से 1.3 ग्राम हाइड्रोजन प्राप्त होने पर ऑक्सीजन का द्रव्यमान क्या होगा?

स्पष्टता के लिए, हम चल रही प्रक्रिया का एक आरेख तैयार करेंगे, हम ऑक्सीजन के द्रव्यमान को निरूपित करेंगे एक्स ग्राम के रूप में:

• जन संरक्षण कानूनपदार्थ की खोज रूसी वैज्ञानिक एम.वी. लोमोनोसोव
• द्रव्यमान के संरक्षण के नियम का निरूपण: रासायनिक प्रतिक्रिया में प्रवेश करने वाले पदार्थों का द्रव्यमान हमेशा प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप प्राप्त पदार्थों के द्रव्यमान के बराबर होता है
  

पाठ 11 में "" पाठ्यक्रम से " डमी के लिए रसायन शास्त्र»हम द्रव्यमान के संरक्षण के नियम और ऊर्जा के संरक्षण के नियम की परिभाषा देंगे, लोमोनोसोव की खोज से परिचित होंगे, और पिछले अध्याय से रसायन विज्ञान की कुछ मूल बातें भी दोहराएंगे। इस पाठ के साथ हम पाठ्यक्रम का अगला खंड खोलते हैं, जिसका शीर्षक है "द्रव्यमान और ऊर्जा के संरक्षण का नियम।" इसलिए, ताकि पाठों के बारे में आपके कोई प्रश्न न हों, पहले खंड "परमाणु, अणु और आयन" से सभी पाठों का अध्ययन करना सुनिश्चित करें।

यह विचार कि दुनिया में सब कुछ परमाणुओं से बना है, हमारे युग से पहले उत्पन्न हुआ था। प्राचीन यूनानी दार्शनिक डेमोक्रिटस का मानना ​​​​था कि सभी पदार्थों में अविभाज्य माइक्रोपार्टिकल्स - परमाणु होते हैं, कि प्रत्येक परमाणु में अलग-अलग गुण होते हैं, कि पदार्थों के गुण एक दूसरे के सापेक्ष उनकी पारस्परिक व्यवस्था से निर्धारित होते हैं। इस प्रकार, उनके विचार धारा 1 "परमाणु, अणु और आयन" में प्रस्तुत किए गए कार्यों का एक आदिम संस्करण हैं। यह प्रश्न पूछता है: फिर, प्राचीन यूनानियों ने डेमोक्रिटस की परिकल्पना का उपयोग क्यों नहीं किया और यह नहीं सीखा कि परमाणु ऊर्जा कैसे प्राप्त की जाती है? विज्ञान को अपने मौजूदा स्तर पर पहुंचने में 2000 साल और क्यों लगे? इसका एक कारण यह था कि प्राचीन यूनानियों को इसके बारे में कोई जानकारी नहीं थी पदार्थ के संरक्षण के नियम, और निश्चित रूप से . के बारे में ऊर्जा संरक्षण का नियम।

महान रूसी वैज्ञानिक एम.वी. 1748 में लोमोनोसोव यह महसूस करने वाले पहले व्यक्ति बने कि द्रव्यमान रासायनिक प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया में संरक्षित एक मौलिक संपत्ति है। उन्होंने एक कानून स्थापित किया जिसमें कहा गया है कि रासायनिक परिवर्तन के सभी उत्पादों का कुल द्रव्यमान प्रारंभिक पदार्थों के कुल द्रव्यमान के साथ बिल्कुल मेल खाना चाहिए। पदार्थों के कुल द्रव्यमान के अलावा, रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रत्येक प्रकार के परमाणुओं की संख्या भी संरक्षित होती है, भले ही वे कितने जटिल परिवर्तनों में भाग लेते हैं और वे एक अणु से दूसरे में कैसे जाते हैं।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भी ऊर्जा का संरक्षण किया जाना चाहिए। इस कानून से रासायनिक रूप से महत्वपूर्ण निष्कर्ष यह है कि किसी विशेष रासायनिक प्रतिक्रिया में गर्मी (प्रतिक्रिया की गर्मी) का अवशोषण या विमोचन इस बात पर निर्भर नहीं करता है कि प्रतिक्रिया कैसे की जाती है - एक या कई चरणों में। उदाहरण के लिए, गैसीय हाइड्रोजन और ग्रेफाइट (कार्बन का एक रूप) के दहन से सीधे उत्पन्न होने वाली गर्मी को उस गर्मी से मेल खाना चाहिए जब हाइड्रोजन और कार्बन का उपयोग सिंथेटिक गैसोलीन बनाने के लिए किया जाता है और उस गैसोलीन को ईंधन के रूप में उधार लिया जाता है। यदि ऊपर वर्णित दो प्रतिक्रिया रूपों में से एक में उत्पन्न गर्मी की मात्रा समान नहीं थी, तो इसका लाभ उठाना और एक दिशा में अधिक कुशल प्रतिक्रिया करना और विपरीत दिशा में कम कुशल होना संभव होगा। परिणाम एक चक्रीय, ईंधन मुक्त ताप स्रोत होगा जो लगातार मुक्त ऊर्जा प्रदान करता है। लेकिन ये सिर्फ एक सतत गति मशीन के सपने हैं, जिसका निर्माण द्रव्यमान और ऊर्जा के संरक्षण के कानून की अडिग दीवार के खिलाफ ढह जाता है।

: रासायनिक अभिक्रिया के दौरान कोई परमाणु नहीं बनता या नष्ट नहीं होता है।

ऊर्जा संरक्षण का नियम: यदि दो प्रतिक्रियाओं का योग एक नई, तीसरी प्रतिक्रिया है, तो तीसरी प्रतिक्रिया की गर्मी पहली दो प्रतिक्रियाओं की गर्मी के योग के बराबर होती है। अभिक्रियाओं के ऊष्मीय प्रभावों को योगात्मक कहा जाता है। आप इस अध्याय के अंत में ऊष्मा संरक्षण के नियम के बारे में अधिक जानेंगे, जहाँ सब कुछ सरल और स्पष्ट हो जाएगा।

वैसे, 1756 में लोमोनोसोव ने प्रयोगात्मक रूप से मुहरबंद जहाजों में धातुओं को फायर करके द्रव्यमान के संरक्षण के रासायनिक कानून की पुष्टि की। धातुओं को भूनने के बजाय, आप एक सीलबंद बर्तन में फ्लोरीन जला सकते हैं, द्रव्यमान के संरक्षण का नियम अभी भी मनाया जाता है:

मैं दोहराता हूं कि यह घनत्व या आयतन नहीं है, बल्कि द्रव्यमान एक मौलिक गुण है जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया में संरक्षित है। और जैसे ही रसायनज्ञों ने यह महसूस किया, वे तुरंत प्रत्येक तत्व के लिए परमाणु द्रव्यमान का सही पैमाना खोजने के लिए दौड़ पड़े। पाठ 3 "अणु संरचना" में हमने देखा कि मॉलिक्यूलर मास्सएक अणु की गणना उसके घटक परमाणुओं के सभी परमाणु द्रव्यमानों के योग से की जाती है। और पाठ 5 "तिल और दाढ़ द्रव्यमान" से हम जानते हैं कि तिलकिसी भी पदार्थ की वह मात्रा होती है जिसमें इस पदार्थ के कणों की संख्या 6.022 · 10 23 होती है। किसी पदार्थ के एक मोल का ग्राम में द्रव्यमान कहलाता है दाढ़ जन... तिल और दाढ़ द्रव्यमान सबसे महत्वपूर्ण अवधारणाएं हैं, जिनके बिना रासायनिक गणना करना असंभव है।

एक मोल केवल 6.022 x 10 23 के भागों में परमाणुओं और अणुओं को गिनने का एक साधन है। यदि यह ज्ञात हो कि गैसीय हाइड्रोजन एच 2 के दो अणु गैसीय ऑक्सीजन ओ 2 के एक अणु के साथ पानी एच 2 ओ के दो अणुओं के निर्माण के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, तो यह अनुमान लगाया जा सकता है कि एच 2 के 2 मोल, यानी। 4.032 g, O 2 के 1 मोल के साथ अभिक्रिया करेगा, अर्थात्। सी 31.999 ग्राम, एच 2 ओ के 2 मोल के गठन के साथ, यानी 36.031 ग्राम)। चेकसम 4.032 + 31.999 = 36.031 पुष्टि करता है कि इस प्रतिक्रिया में रासायनिक द्रव्यमान संरक्षण कानून पूरा होता है।

पाठ 11 " द्रव्यमान और ऊर्जा के संरक्षण के नियम का निर्माण»रसायन विज्ञान के अधिक गंभीर खंड में गोता लगाने से पहले ही कवर की गई सामग्री की समीक्षा है। मुझे आशा है कि आपने इस ट्यूटोरियल में अपने लिए कुछ नया और दिलचस्प खोजा है। यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो उन्हें टिप्पणियों में लिखें।

पदार्थों के द्रव्यमान के संरक्षण का कानून एम.वी. लोमोनोसोव

मैं ८वीं कक्षा में हूँ और अभी-अभी पढ़ना शुरू किया है नई वस्तु- रसायन विज्ञान। केमिस्ट्री की क्लास में हमने केमिकल और भौतिक घटनाएं... रसायन शास्त्र के शिक्षक ने हमें जलती हुई मोमबत्ती के साथ एक प्रयोग दिखाया। मुझे इस अनुभव में दिलचस्पी थी। मैंने इस अनुभव के बारे में और जानने और इसे करने की कोशिश करने का फैसला किया। घर पर अध्ययन करते हुए, मुझे पता चला कि यह प्रयोग महान रूसी वैज्ञानिक एम.वी. लोमोनोसोव द्वारा किया गया था। मैंने उनके प्रयोगों को दोहराने की कोशिश करने और खुद वैज्ञानिक और उनके कार्यों के बारे में और जानने का फैसला किया।

अनुसंधान के उद्देश्य:

रासायनिक विज्ञान के क्षेत्र में एमवी लोमोनोसोव के कार्यों का विश्लेषण करें;

पदार्थों के द्रव्यमान के संरक्षण के कानून के निर्माण पर एमवी लोमोनोसोव के कार्यों का अध्ययन करने के लिए;

पदार्थों के द्रव्यमान के संरक्षण के नियम के क्षेत्र में अन्य वैज्ञानिकों के कार्यों से परिचित हों;

पदार्थों के द्रव्यमान के संरक्षण के कानून के मात्रात्मक प्रमाण पर एम.वी. लोमोनोसोव और अन्य वैज्ञानिकों द्वारा किए गए प्रयोगों पर विचार करें;

एक प्रयोग का संचालन करके यह साबित करें कि रासायनिक प्रतिक्रिया में प्रवेश करने वाले पदार्थों का द्रव्यमान प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप प्राप्त द्रव्यमान के बराबर होता है

अनुसंधान के उद्देश्य:

अध्ययन के तहत इस मुद्दे पर मुद्रित साहित्य का अध्ययन करने के लिए, पदार्थों के द्रव्यमान के संरक्षण का कानून;

एमवी लोमोनोसोव के जन्म की 300 वीं वर्षगांठ के लिए समर्पित इंटरनेट साइटों का विश्लेषण करें;

पदार्थों के द्रव्यमान के संरक्षण के कानून के प्रमाण पर एमवी लोमोनोसोव के निष्कर्ष की पुष्टि करने वाला एक प्रयोग करें;

किए गए कार्य के बारे में सारांशित करें और निष्कर्ष निकालें।

हमारे लोगों ने विश्व विज्ञान के इतिहास में कई गौरवशाली नाम लिखे हैं। लेकिन लोमोनोसोव का नाम एक साथ कई विज्ञानों के विकास से जुड़ा है। वह सबसे महान भौतिक विज्ञानी, रसायनज्ञ, भूविज्ञानी और साथ ही एक इतिहासकार, भाषाओं के शोधकर्ता और यहां तक ​​कि एक कवि भी हैं। एमवी लोमोनोसोव की खोजों ने रूसी विज्ञान को एक असाधारण डिग्री तक समृद्ध किया। उन्होंने पृथ्वी की संरचना का वर्णन किया, कई खनिजों की उत्पत्ति की व्याख्या की, पहली रासायनिक प्रयोगशाला से लैस किया, आधुनिक रूसी में रूसी व्याकरण पर पहली पाठ्यपुस्तक लिखी, उत्तरी समुद्री मार्ग के विकास के लिए एक परियोजना विकसित की, बिजली के साथ प्रयोग किए, स्थापित किया कि शुक्र ग्रह का वातावरण है। इस वैज्ञानिक के लिए धन्यवाद, रूस में पहला विश्वविद्यालय दिखाई दिया, जो आज भी मौजूद है। रूस के उत्तरी बाहरी इलाके में एक किसान का बेटा पूरे यूरोप में पहचाना जाने वाला सबसे बड़ा रूसी वैज्ञानिक बन गया।

स्कूल में हम एम. लोमोनोसोव को इतिहासकार और भाषाशास्त्री के बीच कुछ ऐसा मानते हैं। हमारे विचार में, यह एक काव्य प्रतिभा वाला व्यक्ति है, जो "पहले रूसी वैज्ञानिक" की प्रसिद्धि प्राप्त करता है। लोमोनोसोव के प्राकृतिक वैज्ञानिक विचारों को कभी-कभी स्कूल में पूरी तरह से दबा दिया जाता है। वह जिस चीज में अतुलनीय रूप से महान है, वह पृष्ठभूमि में चली जाती है और छाया में रहती है।

लोमोनोसोव का हृदय किन विज्ञानों में सबसे अधिक निहित है, हमारे लिए न्याय करना कठिन है। अपने समय के करीब, महानतम कविहमारे पुश्किन, उनके प्राकृतिक विज्ञान अनुसंधान पर प्रकाश डालते हैं। इस तरह वह लोमोनोसोव की गतिविधियों की विशेषता बताते हैं: "अवधारणा की असाधारण शक्ति के साथ इच्छाशक्ति की असाधारण शक्ति को मिलाकर, लोमोनोसोव ने शिक्षा की सभी शाखाओं को अपनाया। विज्ञान की प्यास इस जोश से भरी आत्मा का सबसे प्रबल जुनून था। उन्होंने सब कुछ अनुभव किया और सब कुछ में प्रवेश किया ... पहला पितृभूमि के इतिहास में गहराई से जाता है, अपनी सार्वजनिक भाषा के नियमों की पुष्टि करता है, शास्त्रीय वाक्पटुता के कानून और नमूने देता है; फ्रेंकलिन की खोजों का अनुमान लगाता है, एक कारखाना स्थापित करता है, स्वयं मशीनों का निर्माण करता है, मोज़ाइक के साथ कला प्रस्तुत करता है, और अंत में हमें हमारी काव्य भाषा के वास्तविक स्रोतों का पता चलता है।

एक सैद्धांतिक रसायनज्ञ के रूप में और एक शोध रसायनज्ञ के रूप में, एमवी लोमोनोसोव अपने समकालीनों के ऊपर सिर और कंधे खड़े थे। प्रकृति के सार्वभौमिक नियम की विशिष्ट अभिव्यक्तियों में से एक रासायनिक परिवर्तनों के दौरान पदार्थ के संरक्षण का कानून था, जिसे लोमोनोसोव द्वारा खोजा और प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की गई थी, जिसकी स्थापना लंबे समय तकपूरी तरह से गलत तरीके से फ्रांसीसी रसायनज्ञ एंटोनी लॉरेंट लवॉज़ियर को जिम्मेदार ठहराया गया। एम। लोमोनोसोव द्वारा प्रस्तावित प्रकृति के सामान्य नियम में ऊर्जा के संरक्षण का कानून शामिल है, जो केवल विज्ञान में प्रवेश करता है मध्य XIXसेंचुरी: "लेकिन प्रकृति में होने वाले सभी परिवर्तनों की तरह, एक राज्य का सार ऐसा है कि एक शरीर से जितना लिया जाएगा, उतना ही दूसरे में जोड़ा जाएगा। इसलिए, यदि कुछ पदार्थ कम हो जाता है, तो वह दूसरी जगह गुणा हो जाएगा।"

एमवी लोमोनोसोव को न केवल परमाणु-आणविक सिद्धांत के निर्माण में, बल्कि प्रायोगिक अनुसंधान में भी पदार्थ और गति के संरक्षण के कानून द्वारा निर्देशित किया गया था। उसने दिया बडा महत्वरासायनिक संचालन के परिणामस्वरूप प्रारंभिक पदार्थों और पदार्थों के द्रव्यमान को मापना, यह देखते हुए कि केवल मात्रात्मक माप के माध्यम से ही कोई रासायनिक परिवर्तनों के रहस्यों को भेद सकता है।

अपने कुछ शास्त्रीय प्रयोगों में, लोमोनोसोव कुछ यूरोपीय वैज्ञानिकों से बहुत आगे थे। तो, चमकते हुए सीसा और टिन को सीलबंद में कांच की ट्यूबलोमोनोसोव ने सुनिश्चित किया कि इस मामले में धातुओं का वजन नहीं बदलता है; इससे उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि वजन में सामान्य वृद्धि पौराणिक "फ्लॉजिस्टन" पर बिल्कुल भी निर्भर नहीं करती है, बल्कि हवा के साथ गर्म धातुओं के संपर्क पर निर्भर करती है, जो अपर्याप्त रुकावट के कारण मुंहतोड़ जवाब देती है।

१६७३ में आर. बॉयल की पुस्तक "न्यू एक्सपेरिमेंट्स ऑन हाउ टू मेक फायर एंड फ्लेम पर्सिस्टेंट एंड वेटी" प्रकाशित हुई, जिसमें अंग्रेजी रसायनज्ञ ने धातुओं के कैल्सीनेशन के साथ प्रयोगों का वर्णन किया। वैज्ञानिक ने धातु को मुंहतोड़ जवाब में डाल दिया, इसे सील कर दिया, इसे तौला, इसे तब तक शांत किया जब तक कि यह धातु से "चूना" नहीं बन गया, जिसके बाद उसने मुंहतोड़ जवाब दिया और इसे फिर से तौला, स्वाभाविक रूप से, "वजन" में वृद्धि हुई। इस तथ्य के बावजूद कि आर। बॉयल आर। हुक और डी। मेयोव के कार्यों से अच्छी तरह से परिचित थे, उन्होंने फायरिंग के दौरान धातुओं के द्रव्यमान में वृद्धि को उनके लिए बेहतरीन "उग्र पदार्थ" के अलावा, छिद्रों के माध्यम से भेदते हुए समझाया। कांच का।

१७५६ में एमवी लोमोनोसोव ने बॉयल के प्रयोगों को इस बदलाव के साथ दोहराया कि उन्होंने वजन करने से पहले "चूने" के साथ मुंहतोड़ जवाब नहीं खोला। परिणाम वही था जो वैज्ञानिक को उनकी सैद्धांतिक अवधारणाओं के आधार पर अपेक्षित था: "उग्र पदार्थ" मौजूद नहीं है। प्रयोगों का एक संक्षिप्त रिकॉर्ड इस प्रकार था: "... विभिन्न रासायनिक प्रयोगों के बीच ... कांच के बर्तनधातुओं का भार आता है या नहीं इसकी जांच करने के लिए।"

१७ साल बाद, १७७३ में, आर. बॉयल के प्रयोगों को ए. लावोज़ियर द्वारा दोहराया गया और एम. लोमोनोसोव के समान परिणाम प्राप्त हुए। लेकिन उन्होंने एक नया, बहुत महत्वपूर्ण, अवलोकन किया, अर्थात्, सील किए गए मुंहतोड़ जवाब में हवा का केवल एक हिस्सा धातु के साथ जोड़ा गया था और यह कि धातु के वजन में वृद्धि जो पैमाने में बदल गई, वजन में कमी के बराबर है जवाबी कार्रवाई में हवा का।

लेकिन अफसोस! लोमोनोसोव के इन प्रयोगों पर किसी का ध्यान नहीं गया। और जब, अठारह साल बाद, लावोज़ियर ने उन्हें दोहराया, तो उसने वह प्रशंसा प्राप्त की जो सही मायने में एम. लोमोनोसोव की थी।

एक रसायन शास्त्र शिक्षक के मार्गदर्शन में, मैंने एमवी लोमोनोसोव के निष्कर्षों की पुष्टि करने वाले प्रयोग किए। ऐसा करने के लिए, मैंने लैंडोल्ट के बर्तन लिए, जिनमें से एक में हाइड्रोक्लोरिक एसिड और जस्ता था, और दूसरे में सोडियम हाइड्रॉक्साइड और कॉपर सल्फेट ( फोटो 1) तराजू को संतुलित किया। समाधान निकालने के बाद ( फोटो 2) एक रासायनिक प्रतिक्रिया हुई है। मैंने देखा कि एक बर्तन में तलछट थी नीला, और गैस दूसरे बर्तन में छोड़ी जाती है ( फोटो 3) एक रासायनिक प्रतिक्रिया के बाद, संतुलन तीर उसी स्तर पर बना रहा। इस प्रकार, मैंने सुनिश्चित किया कि रासायनिक प्रतिक्रिया में प्रवेश करने वाले पदार्थों का द्रव्यमान प्रतिक्रिया के बाद बनने वाले पदार्थों के द्रव्यमान के बराबर हो।

2

3

दूसरे प्रयोग के लिए, मुझे एक भली भांति बंद करके सील किए गए फ्लास्क की आवश्यकता थी, जिसके अंदर हमने एक जलती हुई मोमबत्ती रखी। तराजू संतुलित है ( फोटो 4) उन्होंने मोमबत्ती जलाई और इसे फ्लास्क में उतारा, कसकर इसे कॉर्क से ढक दिया ( फोटो 5) मोमबत्ती, जलते समय, फ्लास्क से सभी ऑक्सीजन का उपभोग करने के बाद बाहर निकल गई। एक रासायनिक घटना हुई है। प्रतिक्रिया के बाद तराजू संतुलित रहे। यह इस प्रकार है कि रासायनिक प्रतिक्रिया में प्रवेश करने वाले पदार्थों का द्रव्यमान इसके पूरा होने के बाद अपरिवर्तित रहा।

4

5

उत्पादन: तो, जो कार्य मैंने अपने लिए निर्धारित किए हैं, वे पूरे हो गए हैं। मैंने महान रूसी वैज्ञानिक एम.वी. लोमोनोसोव के बारे में, विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों में उनकी उपलब्धियों के बारे में बहुत कुछ सीखा। उनके कानूनों में से एक - पदार्थों के द्रव्यमान के संरक्षण का कानून, प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की गई थी।

रूसी प्रतिभा की ऐसी सर्वव्यापी गतिविधि है, जो कामयाब रहे - न केवल अपने वैज्ञानिक खुलासे में, बल्कि अपरिहार्य गलतियों में भी - महान, अथक विचार और विज्ञान के लाभ के लिए काम करने के लिए, के फूल के बारे में अमिट निशान छोड़ने के लिए जिसकी उन्होंने अपने मूल देश में इतनी उत्साही और इतनी निस्वार्थ रूप से वकालत की।

रसायन विज्ञान

व्यावहारिक अभ्यास के लिए पद्धतिगत निर्देश

और के लिए आत्म तैयारीसभी के छात्र

अध्ययन के पूर्णकालिक और अंशकालिक रूपों की विशेषता

परमाणु संरचना और रासायनिक बंधन

शैक्षिक और पद्धति प्रबंधन

उच्च व्यावसायिक शिक्षा का राज्य संस्थान "बेलारूसी-रूसी विश्वविद्यालय"

धातु प्रौद्योगिकी विभाग द्वारा स्वीकृत "" मई 2011, प्रोटोकॉल नं।

द्वारा संकलित: कैंड। रसायन विज्ञान।, एसोसिएट प्रोफेसर आई। एम। लुझांस्काया

कैंडी। बायोल। विज्ञान, कला। शिक्षक आई.ए. लिसोवाया

समीक्षक कला। शिक्षक वी.एफ. पाटसे

दिशानिर्देशों में परमाणु की संरचना, तत्वों की आवर्त प्रणाली की संरचना के बारे में आधुनिक विचारों पर विचार किया गया है, आवधिक प्रणाली में उनकी स्थिति के आधार पर रासायनिक तत्वों के गुणों की व्याख्या दी गई है। मुख्य प्रकार के रासायनिक बंधन और उनके गठन के तंत्र प्रस्तुत किए जाते हैं। परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और गठन योजना के संकलन के उदाहरण दिए गए हैं। रासायनिक यौगिकएन.एस.

इस मुद्दे के लिए जिम्मेदार डी। आई। याकूबोविच

तकनीकी संपादक ए. टी. चेरविंस्काया

कंप्यूटर लेआउट एन.पी. Polevnichaya

प्रिंट करने के लिए हस्ताक्षर किए। प्रारूप 60x84 / 16। ऑफसेट पेपर। टाइम्स हेडसेट।

स्क्रीन प्रिंटिंग। रूपा. - प्रिंट. एल ... उच.-एड. एल ... सर्कुलेशन 180 कॉपी। आदेश संख्या।

प्रकाशक और मुद्रण प्रदर्शन

सरकारी विभागउच्चतर व्यावसायिक शिक्षा

"बेलारूसी-रूसी विश्वविद्यालय"

एलआई नंबर 02330/375 दिनांक 29 जून 2004

212000, मोगिलेव, प्रॉस्पेक्ट मीरा, 43

© गुजरात वीपीओ "बेलारूसी-रूसी

विश्वविद्यालय ", 2011

1 रसायन विज्ञान की मूल अवधारणाएं

रसायन शास्त्र- प्राकृतिक विज्ञान के सबसे महत्वपूर्ण और व्यापक क्षेत्रों में से एक, पदार्थों का विज्ञान, उनके गुण, संरचना और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप होने वाले परिवर्तन, साथ ही साथ मौलिक कानूनजिसके लिए ये परिवर्तन पालन करते हैं।

पदार्थ -एक प्रकार का पदार्थ जिसमें विश्राम द्रव्यमान होता है। शामिल प्राथमिक कण: इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, मेसन, आदि। रसायन विज्ञान मुख्य रूप से परमाणुओं, अणुओं, आयनों और रेडिकल में व्यवस्थित अध्ययन करता है। ऐसे पदार्थों को आमतौर पर सरल और जटिल (रासायनिक यौगिकों) में विभाजित किया जाता है।

1.1 सरल और जटिल पदार्थ। अपररूपता

सरल पदार्थएक के परमाणुओं द्वारा निर्मित रासायनिक तत्वऔर इसलिए मुक्त अवस्था में इसके अस्तित्व का एक रूप है, उदाहरण के लिए, सल्फर, लोहा, ओजोन, हीरा, नाइट्रोजन।

जटिल पदार्थशिक्षित विभिन्न तत्वऔर एक स्थिर संरचना (स्टोइकोमेट्रिक यौगिक या डाल्टनाइड्स) हो सकती है या कुछ सीमाओं के भीतर भिन्न हो सकती है (गैर-स्टोइकोमेट्रिक यौगिक या बर्थोलाइड्स)।

रासायनिक तत्व- समान परमाणु आवेश वाले परमाणुओं का एक सेट, क्रम संख्या के साथ मेल खाने वाले प्रोटॉन की संख्या आवर्त सारणीमेंडेलीव के तत्व। प्रत्येक रासायनिक तत्व का अपना नाम और प्रतीक होता है।

परमाणु -किसी रासायनिक तत्व का सबसे छोटा रासायनिक अविभाज्य भाग, जो उसके गुणों का वाहक होता है।

संकल्पना सरल पदार्थ अवधारणा के साथ पहचाना नहीं जा सकता रासायनिक तत्व ... एक रासायनिक तत्व के गुण उसके व्यक्तिगत परमाणुओं को संदर्भित करते हैं। गुण सरल पदार्थ: घनत्व, घुलनशीलता, गलनांक और क्वथनांक परमाणुओं के संग्रह को संदर्भित करते हैं। एक और एक ही रासायनिक तत्व दो या दो से अधिक सरल पदार्थों के रूप में मौजूद हो सकते हैं, जो संरचना और गुणों में भिन्न होते हैं। इस घटना को कहा जाता है अपररूपता , और बनाने वाले पदार्थ एलोट्रोपिक संशोधन या एलोट्रोपिक रूप हैं।

रासायनिक तत्व ऑक्सीजन दो एलोट्रोपिक संशोधन बनाता है: ऑक्सीजन और ओजोन, तत्व कार्बन चार एलोट्रोपिक संशोधन बनाता है: हीरा, ग्रेफाइट, कार्बाइन, फुलरीन।

एलोट्रॉपी की घटना दो कारणों से होती है: अलग संख्याएक अणु में परमाणु (उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन लगभग 2और ओजोन लगभग 3) या विभिन्न क्रिस्टलीय रूपों का निर्माण (उदाहरण के लिए, कार्बन हीरा, ग्रेफाइट, कार्बाइन, फुलरीन जैसे एलोट्रोपिक संशोधनों का निर्माण करता है)।

हीरे की संरचना में, प्रत्येक कार्बन परमाणु टेट्राहेड्रोन के केंद्र में स्थित होता है, जिसके शीर्ष चार निकटतम परमाणु होते हैं।

ग्रेफाइट की क्रिस्टल संरचना में, कार्बन परमाणु हेक्सागोनल रिंग बनाते हैं, जो बदले में, एक छत्ते के समान एक मजबूत और स्थिर नेटवर्क बनाते हैं। ग्रिड एक दूसरे के ऊपर परतों में व्यवस्थित होते हैं जो एक दूसरे से शिथिल रूप से जुड़े होते हैं।

एक कार्बाइन अणु में, कार्बन परमाणु या तो ट्रिपल और सिंगल बॉन्ड या डबल बॉन्ड द्वारा जंजीरों में जुड़े होते हैं।

फुलरीन में, हेक्सागोन्स के एक फ्लैट ग्रिड को मोड़कर एक बंद गोले में सिल दिया जाता है। गोले को बनाने वाले कार्बन परमाणु आपस में कसकर बंधे होते हैं।

जटिल पदार्थसाधारण पदार्थों से नहीं, बल्कि रासायनिक तत्वों से मिलकर बनता है। तो, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन जो पानी बनाते हैं, पानी में अपने विशिष्ट गुणों के साथ गैसीय हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के रूप में नहीं, बल्कि रूप में होते हैं। तत्वों हाइड्रोजन और ऑक्सीजन।

पदार्थों को आणविक और गैर-आणविक पदार्थों में वर्गीकृत किया जाता है।

आणविक संरचना के पदार्थ पदार्थ हैं, जिनमें से मुख्य संरचनात्मक इकाई एक अणु है।

गैर-आणविक संरचना के पदार्थ वे पदार्थ हैं जिनकी मुख्य संरचनात्मक इकाइयाँ परमाणु या आयन हैं।

किसी पदार्थ की गुणात्मक और मात्रात्मक संरचना को प्रदर्शित करने के लिए, एक सूत्र इकाई का उपयोग किया जाता है।

सूत्र इकाई(फ़े) एक वास्तविक या पारंपरिक कण है जिसे रासायनिक सूत्र द्वारा निरूपित किया जाता है।

रासायनिक सूत्र - रासायनिक प्रतीकों और सूचकांकों का उपयोग करके किसी पदार्थ की संरचना का एक सशर्त रिकॉर्ड।

आणविक संरचना के किसी पदार्थ की सूत्र इकाई एक अणु है।

अणु- किसी पदार्थ का विद्युत रूप से तटस्थ कण, जो बलों द्वारा परस्पर जुड़े परमाणुओं की एक सीमित संख्या का एक बंद सेट होता है सहसंयोजक बंधनऔर एक निश्चित संरचना का निर्माण।

परमाणु गैर-आणविक संरचना के एक साधारण पदार्थ की सूत्र इकाई है। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन की सूत्र इकाई Si परमाणु है।

गैर-आणविक संरचना के एक जटिल पदार्थ की सूत्र इकाई एक "सशर्त अणु" है। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन ऑक्साइड की सूत्र इकाई एक सशर्त कण है जिसमें एक सिलिकॉन परमाणु (Si) और दो ऑक्सीजन परमाणु (O) होते हैं। यह सशर्त है क्योंकि एक सिलिकॉन ऑक्साइड क्रिस्टल (IV) में कोई व्यक्तिगत SiO2 अणु नहीं होते हैं, इसमें कई सिलिकॉन और ऑक्सीजन परमाणु होते हैं। लेकिन पूरे क्रिस्टल को सशर्त रूप से समूहों में विभाजित किया जा सकता है, जिनमें से प्रत्येक में एक Si परमाणु और दो O परमाणु होंगे। इस प्रकार, सिलिकॉन ऑक्साइड (IV) की सूत्र इकाई एक सशर्त है, वास्तव में मौजूद कण नहीं है - SiO 2।

यदि एक गैर-आणविक पदार्थ एक आयनिक क्रिस्टल जाली बनाता है, उदाहरण के लिए सोडियम क्लोराइड। इसकी सूत्र इकाई एक सशर्त कण होगी जिसमें एक Na + आयन और एक Cl - आयन होगा। यह सशर्त है क्योंकि सोडियम क्लोराइड क्रिस्टल में NaCl अणु नहीं होते हैं, क्योंकि इसमें आयन होते हैं। लेकिन इस पूरे क्रिस्टल को आयनों के समूहों में विभाजित किया जा सकता है, जिनमें से प्रत्येक में एक Na + आयन और एक Cl - आयन होगा। नतीजतन, सोडियम क्लोराइड की सूत्र इकाई एक सशर्त कण है जिसमें दो आयन होते हैं - NaCl।

1.2 सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान

आधुनिक तरीकेअनुसंधान से परमाणुओं के अत्यंत छोटे द्रव्यमान को बड़ी सटीकता के साथ निर्धारित करना संभव हो जाता है। तो, उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन परमाणु का द्रव्यमान है 1,674 × 10 -27किग्रा, कार्बन - 1.993 × 10 -26 किग्रा।

रसायन विज्ञान में, परमाणु द्रव्यमान के निरपेक्ष मूल्यों का पारंपरिक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन सापेक्ष। उन्हें सापेक्ष कहा जाता है क्योंकि उनकी गणना मानक के द्रव्यमान के संबंध में की जाती है। वर्तमान में, कार्बन आइसोटोप 12 सी के पूर्ण द्रव्यमान का 1/12 मानक के रूप में चुना जाता है। - परमाण्विक भार इकाई(संक्षिप्त एमू)।

पूर्वाह्न। = एम ए (12 सी) / 12 = 19.9272 10 -27 किग्रा / 12 = 1.66 10 -27 किग्रा = 1.66 10 -24 ग्राम

सापेक्ष परमाणु द्रव्यमानएक आयाम रहित मात्रा किसी दिए गए परमाणु के निरपेक्ष द्रव्यमान के अनुपात के बराबर है और कार्बन समस्थानिक 12 C के द्रव्यमान का 1/12 है।

प्रकृति में रासायनिक तत्व विभिन्न द्रव्यमान अंशों वाले समस्थानिकों का मिश्रण होते हैं। इसके आधार पर किसी रासायनिक तत्व के परमाणु के निरपेक्ष द्रव्यमान का अर्थ औसत मान होता है।

किसी तत्व के परमाणु का औसत निरपेक्ष द्रव्यमान- एक तत्व के परमाणु का द्रव्यमान, किलो में व्यक्त किया जाता है, इसकी समस्थानिक संरचना को ध्यान में रखते हुए गणना की जाती है।

किसी तत्व का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान(या बस परमाणु द्रव्यमान) एक आयामहीन मात्रा है जो किसी तत्व के परमाणु के औसत निरपेक्ष द्रव्यमान के अनुपात के बराबर है और आइसोटोप 12 सी के द्रव्यमान का 1/12 है।

तत्वों के परमाणु द्रव्यमान हैं एक रजहां सूचकांक आर- प्रारंभिक पत्र अंग्रेज़ी शब्द रिश्तेदार - रिश्तेदार। रिकॉर्ड्स A r (H), A r (O), A r (C .) ) क्रमशः हाइड्रोजन का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान, ऑक्सीजन का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान और कार्बन का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान है।

1.3 सापेक्ष आणविक भार

सापेक्ष आणविक भार (श्रीमान)किसी पदार्थ के अणु के द्रव्यमान और कार्बन परमाणु के द्रव्यमान के 1/12 के अनुपात के बराबर मान कहलाता है 12 सी.

आणविक द्रव्यमान संख्यात्मक रूप से पदार्थ के अणु को बनाने वाले सभी परमाणुओं के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के योग के बराबर होता है।

सापेक्ष आणविक भार दर्शाता है कि किसी दिए गए पदार्थ के अणु का द्रव्यमान परमाणु के द्रव्यमान के 1/12 से कितनी गुना अधिक है। साथ... इस प्रकार, ऑक्सीजन का आणविक भार M r (O 2 .) ) 32 के बराबर है। इसका मतलब है कि ऑक्सीजन अणु का द्रव्यमान परमाणु के द्रव्यमान के 1/12 से 32 गुना अधिक है 12 सी .

"सापेक्ष आणविक भार" की अवधारणा को गैर-आणविक संरचना के जटिल पदार्थों पर लागू नहीं किया जा सकता है। चूंकि ऐसे पदार्थों की संरचनात्मक इकाइयाँ अणु नहीं हैं, लेकिन सशर्त सूत्र इकाइयाँ हैं, इसलिए "सापेक्ष सूत्र द्रव्यमान" (Mfr) शब्द उन पर लागू होता है।

सापेक्ष सूत्र द्रव्यमान- किसी पदार्थ की एक सूत्र इकाई के द्रव्यमान के अनुपात के बराबर मान और समस्थानिक 12 C के द्रव्यमान का 1/12।

1.4 तिल। दाढ़ जन

वी रासायनिक प्रक्रियासबसे छोटे कण शामिल होते हैं - अणु, परमाणु, आयन, इलेक्ट्रॉन। किसी पदार्थ के एक छोटे से हिस्से में भी ऐसे कणों की संख्या बहुत अधिक होती है। इसलिए, गणितीय संक्रियाओं से बचने के लिए बड़ी संख्या, रासायनिक प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले पदार्थ की मात्रा को चिह्नित करने के लिए, एक विशेष इकाई का उपयोग किया जाता है - तिल।

कीट- किसी पदार्थ की मात्रा जिसमें उतने ही परमाणु, अणु, आयन, इलेक्ट्रॉन या अन्य संरचनात्मक इकाइयाँ होती हैं, जितने कि 0.012 किलोग्राम कार्बन में परमाणु होते हैं। 12 सी.

0.012 किग्रा कार्बन या 1 मोल में परमाणुओं की संख्या को अवोगाद्रो संख्या (N A) कहा जाता है और यह 6.02 · 10 23 है।

इसके आधार पर हम कह सकते हैं कि तिलकिसी पदार्थ की मात्रा है जिसमें 6.02 × 10 23 संरचनात्मक इकाइयाँ (अणु, परमाणु, आयन, इलेक्ट्रॉन, आदि) शामिल हैं?

मोल की अवधारणा को लागू करते हुए, प्रत्येक विशिष्ट मामले में यह निर्दिष्ट करना आवश्यक है कि वास्तव में कौन सी संरचनात्मक इकाइयाँ हैं। उदाहरण के लिए, H परमाणुओं का एक मोल, H2 अणु का एक मोल, H आयनों का एक मोल + .

किसी पदार्थ के एक मोल का द्रव्यमान कहलाता है पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान (एम) .

किसी पदार्थ का द्रव्यमान (m) संख्यात्मक रूप से उसके दाढ़ द्रव्यमान द्वारा उसकी मात्रा (n) के गुणनफल के बराबर होता है:

चूँकि किसी भी पदार्थ के एक मोल में समान संरचनात्मक इकाइयाँ होती हैं, किसी पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान संबंधित संरचनात्मक इकाई के द्रव्यमान के समानुपाती होता है, अर्थात, सापेक्ष आणविक द्रव्यमान (M r):

K = 1, क्योंकि कार्बन M r = 12 amu के लिए, और दाढ़ द्रव्यमान 12 है (तिल की अवधारणा की परिभाषा के अनुसार), इसलिए, संख्यात्मक मान

एम (जी / मोल) = एम आर।

यह इस प्रकार है कि किसी पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान, जिसे ग्राम में व्यक्त किया जाता है, का संख्यात्मक मान उसके सापेक्ष आणविक द्रव्यमान के समान होता है।

1.5 समकक्ष। तुल्यता कारक। दाढ़ द्रव्यमान समतुल्य

समतुल्य (ई)- किसी पदार्थ का एक वास्तविक या सशर्त कण जो विनिमय प्रतिक्रियाओं में एक हाइड्रोजन परमाणु या आयन या रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में एक इलेक्ट्रॉन को प्रतिस्थापित, जोड़ या किसी अन्य तरीके से समकक्ष (अर्थात, समतुल्य) कर सकता है।

किसी पदार्थ का एक कण, जिसे समतुल्य कहा जाता है, किसी दिए गए पदार्थ के संगत सूत्र इकाई के बराबर या उससे कई गुना कम पूर्णांक हो सकता है।

और अणुओं, परमाणुओं या आयनों की संरचना की तरह, एक समकक्ष की संरचना रासायनिक संकेतों और सूत्रों का उपयोग करके व्यक्त की जाती है।

किसी पदार्थ के तुल्य का संघटन ज्ञात करने और उसे सही ढंग से लिखने के लिए रासायनिक सूत्र, उस विशिष्ट प्रतिक्रिया से आगे बढ़ना आवश्यक है जिसमें दिया गया पदार्थ शामिल है।

समतुल्य सूत्र को परिभाषित करने के कई उदाहरण दिए गए हैं।

एक विनिमय प्रतिक्रिया में

केओएच + एचसीएल = केसीएल + एच 2 ओ; (1)

के + + ओएच - + एच + + सीएल - = के + + सीएल - + एच 2 ओ;

एच + + ओएच - = एच 2 ओ

एक हाइड्रॉक्सिल आयन एक हाइड्रोजन आयन के साथ प्रतिक्रिया करता है।

समतुल्य की परिभाषा के अनुसार, E (OH -) = OH -, और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के बराबर क्रमशः सूत्र इकाई के बराबर होगा कोह:

ई (कोह) = केओएच।

एक विनिमय प्रतिक्रिया में

सीए (ओएच) 2 + 2 एचसीएल = सीएसीएल 2 + 2 एच 2 ओ (2)

सीए 2+ + 2OH - + 2H + + 2Cl - = Ca 2+ + 2Cl - = 2H 2 O

एक हाइड्रोजन आयन 1/2 आयन, एक OH - आयन और एक Cl - आयन के बराबर होता है।

इसलिए, ई (सीएल -) = सीएल -; ई (सीए 2+) = 1/2 सीए 2+; ई (ओएच -) = ओएच -।

वहीं, आण्विक समीकरण के अनुसार हाइड्रोक्लोरिक एसिड के दो अणु कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के एक अणु, यानी दो हाइड्रोजन आयनों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। नतीजतन, 1/2 सीए (ओएच) 2 के साथ बातचीत करने के लिए एक हाइड्रोजन आयन की आवश्यकता होती है। फिर, परिभाषा के अनुसार, कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड का समतुल्य सूत्र इकाई के बराबर एक कण है, अर्थात ½ Ca (OH) 2। ...

जिंक केशन की कमी प्रतिक्रिया में

Zn 2+ + 2e = Zn 0 (3)

दो इलेक्ट्रॉन एक जिंक आयन के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, इसलिए, एक इलेक्ट्रॉन Zn 2+ आयन के 1/2 के बराबर होता है और E (Zn 2+) = 1/2Zn 2+।

प्रतिक्रिया में

फे 3+ + ई = फे 2+ (4)

Fe 3+ आयन एक इलेक्ट्रॉन के साथ प्रतिक्रिया करता है, और, तदनुसार,

प्रतिक्रिया में

फ़े ३+ + ३ई = फ़े ० (५)

ओर वह फ़ेतीन इलेक्ट्रॉनों को जोड़ता है, इसलिए, E (Fe 3+) = 1 / 3Fe 3+।

किसी पदार्थ की सूत्र इकाई का कौन सा भाग तुल्य से मेल खाता है, यह दर्शाने वाली संख्या कहलाती है तुल्यता कारक(एफ ई)।

प्रतिक्रिया के अनुसार (1): एफ ई (ओएच) = 1; एफ ई (केओएच) = १।

प्रतिक्रिया के अनुसार (2): एफ ई (ओएच) = 1; एफ ई ((सीए 2+) = 1/2; एफ ई (सीए (ओएच) 2) = 1/2।

अभिक्रिया के अनुसार (3) f e (Zn 2+) = 1/2।

अभिक्रिया के अनुसार (4) f e (Fe) = 1.

अभिक्रिया के अनुसार (5) f e (Fe) = 1/3।

इस प्रकार, किसी पदार्थ के तुल्यता कारक और सूत्र इकाई को मिलाकर, किसी भी कण के समतुल्य के लिए एक सूत्र की रचना करना संभव है, जहाँ कण सूत्र के सामने तुल्यता कारक को गुणांक के रूप में लिखा जाता है:

f e (पदार्थ की सूत्र इकाई) = समतुल्य।

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि एक ही पदार्थ के बराबर परिवर्तन इस बात पर निर्भर करता है कि वह किस प्रतिक्रिया में प्रवेश करता है। किसी तत्व का तुल्यांक उस यौगिक के प्रकार के आधार पर भिन्न भी हो सकता है जिसका वह भाग है।

एक रासायनिक तत्व का तुल्यता कारक.

कहां बी- दिए गए यौगिक में किसी तत्व की संयोजकता।

उदाहरण के लिए, एच 2 एस में - एफ ई (एस) = 1/2, ई (एस) = 1/2; एनएच में - एफ ई (एन) = 1/3,

ई (एन) = १ / ३एन; AlCl में - f e (Al) = 1/3, E (Al) = 1/3Al, f e (Cl) = 1, E (Cl) = Cl।

एसिड तुल्यता कारकइसकी मौलिकता पर निर्भर करता है, जो धातु परमाणुओं (एन (एच +)) द्वारा प्रतिक्रिया में प्रतिस्थापित हाइड्रोजन आयनों की संख्या से निर्धारित होता है:

यदि अम्ल पॉलीबेसिक है, तो f e ले सकता है विभिन्न अर्थ... उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया में

एच 2 एसओ 4 + केओएच = केएचएसओ 4 + एच 2 ओ (6)

सल्फ्यूरिक एसिड धातु के लिए एक हाइड्रोजन परमाणु का आदान-प्रदान करता है, f e (H 2 SO 4) = 1 , ई (एच 2 एसओ 4) = एच 2 एसओ 4 .

प्रतिक्रिया में

एच 2 एसओ 4 + 2 केओएच = के 2 एसओ 4 + 2 एच 2 ओ (7)

सल्फ्यूरिक एसिड धातु के लिए दो हाइड्रोजन परमाणुओं का आदान-प्रदान करता है, अर्थात यह एक डिबासिक एसिड की तरह व्यवहार करता है, इसलिए f e (H 2 SO 4) = 1/2, E (H 2 SO 4) = 1/2 H 2 SO 4।

आधार का तुल्यता कारकआधार की अम्लता पर निर्भर करता है, जो एक एसिड अवशेष (एन (ओएच -) के लिए प्रतिक्रिया में एक्सचेंज किए गए हाइड्रॉक्सिल समूहों की संख्या से निर्धारित होता है:

पॉलीएसिड क्षारों के लिए, f e एक परिवर्तनशील मान है और यह अभिक्रिया स्थितियों पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया में

अल (ओएच) 3 + 2 एचसीएल = अल (ओएच) 2 सीएल + 2 एच 2 ओ (8)

एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड अम्लीय अवशेषों के लिए एक हाइड्रॉक्सिल समूह का आदान-प्रदान करता है, इसलिए f e (Al (OH) 3) = 1, E (Al (OH) 3) = Al (OH) 3 .

प्रतिक्रिया में

अल (ओएच) 3 + 2 एचसीएल = अल (ओएच) सीएल 2 + 2 एच 2 ओ (9)

एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड अम्लीय अवशेषों के लिए दो हाइड्रॉक्सिल समूहों का आदान-प्रदान करता है, इसलिए fe (Al (OH) 3) = 1/2, E (Al (OH) 3) = 1/2Al (OH) 3 .

प्रतिक्रिया में

अल (OH) 3 + 3HCl = AlCl 3 + 3H 2 O (10)

एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड अम्लीय अवशेषों के लिए तीन हाइड्रॉक्सिल समूहों का आदान-प्रदान करता है, इसलिए f e (Al (OH) 3) = 1/3, E (Al (OH) 3) = 1/3Al (OH) 3 .

मध्यम नमक तुल्यता कारकसूत्र द्वारा परिभाषित किया गया है

जहाँ B धातु की संयोजकता है,

n धातु परमाणुओं की संख्या है।

उदाहरण के लिए, f e (Na 2 SO 4) = 1 / (1 · 2) = 1/2; एफ ई (फे 2 एसओ 4) 3) = 1 / (2 3) = 1/6।

अम्लीय और क्षारीय लवणों का तुल्यता कारकप्रतिक्रिया समीकरण के आधार पर निर्धारित किया जाता है, इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि पदार्थ एक दूसरे के साथ समान मात्रा में बातचीत करते हैं।

बी प्रतिक्रिया

NaHSO 4 + NaOH = Na 2 SO 4 + H 2 O (11)

सोडियम हाइड्रोजन सल्फेट का एक अणु NaOH के एक समकक्ष के साथ परस्पर क्रिया करता है, इसलिए, f e (NaHSO 4) = 1, E (NaHSO 4) = NaHSO 4।

प्रतिक्रिया में

NaHSO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 + NaCl + HCl (12)

सोडियम हाइड्रोजन सल्फेट का एक अणु बेरियम क्लोराइड के दो समकक्षों के साथ परस्पर क्रिया करता है, क्योंकि f e (BaCl 2) = 1/2 और E (BaCl 2) = 1/2BaCl 2, इसलिए, f e (NaHSO 4 ) 1/2 के बराबर है और E (NaHSO 4) = 1/2NaHSO 4 .

प्रतिक्रिया में

अल (ओएच) सीएल 2 + एचसीएल = एलसीएल 3 + एच 2 ओ (13)

हाइड्रॉक्सोएल्यूमिनियम डाइक्लोराइड का एक अणु एचसीएल के एक समकक्ष के साथ परस्पर क्रिया करता है, इसलिए fe (Al (OH) Cl 2) = 1, E (Al (OH) Cl 2) = Al (OH) Cl 2।

प्रतिक्रिया में

अल (ओएच) सीएल 2 + 2NaOH = अल (ओएच) 3 + 2NaCl (14)

हाइड्रॉक्सोएल्यूमिनियम डाइक्लोराइड का एक अणु NaOH (f e (NaOH) = 1) के दो समकक्षों के साथ परस्पर क्रिया करता है, इसलिए, f e (AlOHCl 2) = 1/2, E (AlOHCl 2) = 1/2 AlOHCl 2।

प्रतिक्रिया में

अल (OH) Cl 2 + Na 3 PO 4 = AlPO 4 + 2NaCl = Na (OH) (15)

हाइड्रॉक्सोएल्यूमिनियम डाइक्लोराइड का एक अणु Na 3 PO 4 (fe (Na 3 PO 4) = 1/3) के तीन समकक्षों के साथ परस्पर क्रिया करता है, इसलिए fe (AlOHCl 2) = 1/3, E (AlOHCl 2) = 1 / 3AlOHCl 2।

मूल गुणों को प्रदर्शित करने वाले ऑक्साइड का तुल्यता कारक, सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

जहाँ B धातु की संयोजकता है,

n ऑक्साइड में धातु परमाणुओं की संख्या है।

उदाहरण के लिए: CaO f e (CaO) = 1/2, E (CaO) = 1/2 CaO;

ना 2 ओ एफ ई (ना 2 ओ) = 1/2, ई (ना 2 ओ) = 1/2 ना 2 ओ;

अल 2 ओ 3 एफ ई (अल 2 ओ 3) = 1/6, ई (अल 2 ओ 3) = 1/6 अल 2 ओ 3।

ऑक्साइड का तुल्यता कारक, अम्लीय गुण दिखा रहा है, प्रतिक्रिया समीकरण के आधार पर निर्धारित किया जाता है।

प्रतिक्रिया में

SO 3 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + H 2 O (16) सल्फर ऑक्साइड (VI) का एक अणु सोडियम हाइड्रॉक्साइड के दो समकक्षों के साथ परस्पर क्रिया करता है (f e (NaOH) = 1 ) इसलिए, f e (SO 3) = 1/2, E (SO 3) = 1/2SO 3।

प्रतिक्रिया में

अल 2 ओ 3 + 2NaOH = 2NaAlO 2 + एच 2 ओ (17)

एक एल्यूमीनियम ऑक्साइड अणु सोडियम हाइड्रॉक्साइड के दो समकक्षों के साथ परस्पर क्रिया करता है, इसलिए f e (Al 2 O 3) 1/2 के बराबर है, E (Al 2 O 3) = १/२ अल २ ओ ३ .

इस प्रकार, उपरोक्त सभी उदाहरणों के आधार पर, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि किसी भी पदार्थ का तुल्यता कारक एक के बराबर हैगठित या पुनर्व्यवस्थित लिंक की संख्या से विभाजित।

समकक्ष के लिए, किसी पदार्थ की संरचनात्मक इकाइयों की विशेषता वाली सभी अवधारणाएं मान्य हैं, जिसमें पदार्थ की मात्रा और पदार्थ के दाढ़ द्रव्यमान शामिल हैं।

पदार्थ समकक्षों की मात्रा को मोल्स में मापा जाता है।

तिल समकक्षएक पदार्थ की मात्रा है जो हाइड्रोजन परमाणुओं के 1 मोल या ऑक्सीजन परमाणुओं के 1/2 मोल के साथ जुड़ती है या उनके यौगिकों में हाइड्रोजन की समान मात्रा को प्रतिस्थापित करती है। उदाहरण के लिए, यौगिकों में एचसीएल, एच 2 एस, एनएच 3, सीएच 4, क्लोरीन, सल्फर, नाइट्रोजन, कार्बन के समकक्षों का मोल क्रमशः, सीएल का 1 मोल है , 1/2 तिल एस, 1/3 तिल एन , 1/4 मोल कार्बन।

दाढ़ द्रव्यमान समतुल्य(एम ई) समकक्षों के एक तिल का द्रव्यमान है।

एक रासायनिक तत्व के समकक्षों के दाढ़ द्रव्यमान को खोजने के लिए, आपको इस तत्व के दाढ़ द्रव्यमान को तुल्यता कारक से गुणा करना होगा:

उदाहरण के लिए, कनेक्शन में:

एचसीएल एम ई (सीएल) = एफ ई (सीएल) एम (सीएल) = १ ३५.५ ग्राम / मोल;

NH 3 M e (N) = f e (N) · M (N) = 1/3 · 14 = 4.67 g / mol;

एच 2 एस एम ई (एस) = एफ ई एस) · एमएस = 1/2 · 32 = 16 ग्राम / मोल;

सीएच 4 एम ई (सी) = एफई · मैक = 1/4 · 12 = 3 ग्राम / मोल।

मूल गुणों को प्रदर्शित करने वाले एसिड, बेस, मध्यम लवण और ऑक्साइड के लिए, समकक्षों के दाढ़ द्रव्यमान की गणना समकक्षों के दाढ़ द्रव्यमान के योग के रूप में की जा सकती है, जब यह आक्साइड की बात आती है।

उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया में (6) Me (H 2 SO 4) बराबर है:

एम ई (एच +) + एम ई (एचएसओ 4 -) = एफ ई (एच +) एम (एच +) + एफ ई (एचएसओ 4 -) एम (एचएसओ 4 -) = 98 ग्राम / मोल।

प्रतिक्रिया में (7) Me (H 2 SO 4) बराबर है:

एम ई (एच +) + एम ई (एसओ 4 2–) = एफ ई (एच +) एम (एच +) + एफ ई (एसओ 4 2-) एम (एसओ 4 2–) = 49 ग्राम / मोल

प्रतिक्रिया में (8) ई (अल (ओएच) 3 ) के बराबर है:

एम ई (अल (ओएच) 2 +) + एम ई (ओएच -) = एफ ई (अल (ओएच) 2 +) एम (अल (ओएच) 2 +) + एफ ई (ओएच -) एम ई (ओएच -) = 78 जी / मोल

प्रतिक्रिया में (9) ई (अल (ओएच) 3) बराबर है:

एम ई (एएलओएच 2+) + एम ई (ओएच -) = एफ ई (अल (ओएच) 2+) एम (एएलओएच 2+) + एफ ई (ओएच -) एम ई (ओएच -) = 39 जी / मोल

प्रतिक्रिया में (10) एम ई (अल (ओएच) 3) बराबर है:

एम ई (अल 3+) + एम ई (ओएच -) = एफ ई (अल 3+) एम (अल) + एफ ई (ओएच -) एम (ओएच -) = 26 ग्राम / मोल

एम ई (एएल 2 (एसओ 4) 3) = एफ ई (अल 3+) एम (एएल) + एफ ई (एसओ 4 2-) एम (एसओ 4 2-) = 57 ग्राम / मोल

रसायन विज्ञान के बुनियादी नियम

रसायन विज्ञान की वह शाखा जो अभिकारकों के बीच द्रव्यमान और आयतन संबंधों पर विचार करती है, स्टोइकोमेट्री कहलाती है। Stoichiometry Stoichiometric कानूनों पर आधारित है: पदार्थों के द्रव्यमान का संरक्षण, संरचना की स्थिरता, समकक्ष, कई अनुपात, वॉल्यूमेट्रिक अनुपात, अवोगैड्रो। उनमें से कुछ को विचार के लिए प्रस्तावित किया गया है।

पदार्थ के द्रव्यमान के संरक्षण का नियम

पदार्थ के द्रव्यमान के संरक्षण का नियम 1748 में महान रूसी वैज्ञानिक मिखाइल वासिलीविच लोमोनोसोव द्वारा तैयार किया गया था और 1756 में उनके द्वारा प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की गई थी और स्वतंत्र रूप से 1789 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ ए.एल. लावोसियर द्वारा पुष्टि की गई थी।

यह वर्तमान में निम्नानुसार तैयार किया गया है: रासायनिक प्रतिक्रिया में प्रवेश करने वाले पदार्थों का द्रव्यमान प्रतिक्रिया से उत्पन्न पदार्थों के द्रव्यमान के बराबर होता है।

परमाणु-आणविक सिद्धांत के दृष्टिकोण से, पदार्थों के द्रव्यमान के संरक्षण के नियम का सार यह है कि रासायनिक प्रतिक्रियाओं में परमाणु गायब नहीं होते हैं और कुछ भी नहीं पैदा होते हैं, प्रतिक्रिया से पहले और बाद में उनकी संख्या अपरिवर्तित रहती है। इसलिए, परमाणुओं में है स्थिर द्रव्यमानऔर प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप उनकी संख्या नहीं बदलती है, लेकिन केवल परमाणुओं की पुनर्व्यवस्था होती है, तो प्रतिक्रिया से पहले और बाद में पदार्थों का द्रव्यमान स्थिर रहता है।

द्रव्यमान के संरक्षण का नियम ऊर्जा के संरक्षण के नियम के प्रकृति के सामान्य नियम का एक विशेष मामला है, जिसमें कहा गया है कि एक पृथक प्रणाली की ऊर्जा स्थिर है। ऊर्जा गति और अंतःक्रिया का एक उपाय है विभिन्न प्रकारमामला। एक पृथक प्रणाली में किसी भी प्रक्रिया में, ऊर्जा उत्पन्न या नष्ट नहीं होती है, यह केवल एक रूप से दूसरे रूप में जा सकती है .

ऊर्जा के रूपों में से एक तथाकथित आराम ऊर्जा है, जो आइंस्टीन के समीकरण द्वारा द्रव्यमान से संबंधित है:

ई = एम सी 2

जहां ई शरीर की ऊर्जा है,

एम -शरीर का भार,

c - निर्वात में प्रकाश की गति, 299 792 458 m/s के बराबर।

यह अनुपात द्रव्यमान और ऊर्जा की तुल्यता को व्यक्त करता है। द्रव्यमान और ऊर्जा की तुल्यता एक भौतिक अवधारणा है जिसके अनुसार किसी पिंड का द्रव्यमान उसमें निहित ऊर्जा का एक माप है। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि आइंस्टीन का सूत्र ऊर्जा और द्रव्यमान के पारस्परिक परिवर्तन की संभावना को प्रकट करता है, या, दूसरे शब्दों में, बाकी ऊर्जा को अन्य प्रकार की ऊर्जा में बदलने की संभावना को प्रकट करता है। नतीजतन, द्रव्यमान और ऊर्जा अलग-अलग नहीं, बल्कि एक साथ संरक्षित होते हैं, जो द्रव्यमान और ऊर्जा के संरक्षण के एकीकृत कानून की बात करने का कारण देता है।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, ऊर्जा के विमोचन या अवशोषण के कारण होने वाले द्रव्यमान में परिवर्तन की उपेक्षा की जा सकती है। एक रासायनिक प्रतिक्रिया का विशिष्ट ऊष्मीय प्रभाव परिमाण के क्रम में 100 kJ / mol है। इस मामले में, द्रव्यमान में परिवर्तन

इस प्रकार, रासायनिक समीकरण बनाते समय और स्टोइकोमेट्रिक गणना करते समय पदार्थ के द्रव्यमान के संरक्षण के नियम का उपयोग करना पूरी तरह से वैध है।

रचना की स्थिरता का नियम

रचना की स्थिरता के नियम के अनुसार, प्रत्येक रासायनिक रूप से शुद्ध यौगिक में हमेशा एक ही मात्रात्मक संरचना होती है, चाहे इसकी तैयारी की विधि कुछ भी हो। यह कानून फ्रांसीसी रसायनज्ञ जे। प्राउस्ट के बीच एक लंबे (1801 - 1808) विवाद के परिणामस्वरूप प्रकट हुआ, जो मानते थे कि यौगिकों को बनाने वाले तत्वों के बीच संबंध स्थिर होना चाहिए, और सी। बर्थोलेट, जो मानते थे कि रासायनिक की संरचना यौगिक परिवर्तनशील है। सावधानीपूर्वक प्रयोगात्मक सत्यापन के परिणामस्वरूप, प्राउस्ट का दृष्टिकोण, जिसने यौगिकों की संरचना को स्थिर माना, विजयी हुआ। रचना की संगति का नियम खेला महत्वपूर्ण भूमिकारसायन विज्ञान के विकास में और अभी भी इसके महत्व को बरकरार रखा है, लेकिन यह पता चला है कि सभी यौगिकों की निरंतर संरचना नहीं होती है। 1912-1913 में एनएस कुर्नाकोव ने स्थापित किया कि चर संरचना के यौगिक हैं, जिसे उन्होंने बर्थोलाइड्स कहने का प्रस्ताव रखा।

आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, संरचना की स्थिरता केवल आणविक संरचना वाले यौगिकों की विशेषता है .

इतना स्थायी और अपरिवर्तनीय रासायनिक संरचनाकेवल अणुओं के लिए मनाया जाता है (उदाहरण के लिए, एनएच 3, एच 2 ओ, एसओ 2, आदि), साथ ही आणविक संरचना वाले क्रिस्टल, अकार्बनिक ठोस की कुल संख्या का 3 से 5% तक। अच्छा ज्ञात उदाहरणठोस अवस्था में ठोस आयोडीन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड, उत्कृष्ट गैसें हैं।

अब यह स्थापित हो गया है कि परिवर्तनशील संघटन के यौगिकों में न केवल शामिल हैं धातु कनेक्शन(मेटालाइड्स), लेकिन कई ऑक्साइड, सल्फाइड, सेलेनाइड्स, टेल्यूराइड्स, नाइट्राइड्स, फॉस्फाइड्स, कार्बाइड्स, सिलिसाइड्स भी।

परिवर्तनीय संरचना के यौगिकों में स्टोइकोमेट्री से विचलन की प्रकृति यह है कि वास्तविक क्रिस्टल में पूर्ण शून्य के अलावा किसी भी तापमान पर संरचनात्मक दोष मौजूद होते हैं। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, इन दोषों की सांद्रता बढ़ती जाती है, जिससे सिस्टम की एन्ट्रापी (विकार) में वृद्धि होती है। एक पूरी तरह से व्यवस्थित संरचना तथाकथित आदर्श क्रिस्टल के पास होती है, जिसमें प्रत्येक परमाणु उप-वर्ग में एक निर्दिष्ट स्थान पर होता है। इस मामले में, सभी नोड्स पर कब्जा कर लिया गया है, और इंटर्नोड्स खाली हैं। इस तरह की एक आदर्श संरचना है पूरे क्रम में(एन्ट्रॉपी शून्य है) और केवल परम शून्य के तापमान पर ही महसूस किया जा सकता है। तापमान में वृद्धि के साथ, क्रिस्टल जाली में खाली जगहों की उपस्थिति, अंतराल में परमाणुओं की उपस्थिति, या जाली साइटों में विदेशी परमाणुओं के अस्तित्व के कारण आदर्श संरचना का उल्लंघन संभव है। वास्तविक क्रिस्टल में ऐसे दोषों की उपस्थिति नॉनस्टोइकोमेट्री की ओर ले जाती है। परिवर्ती संघटन का एक अच्छी तरह से अध्ययन किया गया यौगिक आयरन सल्फाइड FeS है। आयरन सल्फाइड के प्राकृतिक क्रिस्टल के लिए, सूत्र संरचना के खिलाफ लोहे के परमाणुओं की 10 से 20% की कमी देखी जाती है; टाइटेनियम (II) ऑक्साइड के लिए, दोनों प्रकार के परमाणुओं के संबंध में स्टोइकोमेट्रिक संरचना का उल्लंघन देखा जाता है। TiO में, उत्पादन की स्थिति (तापमान, ऑक्सीजन दबाव) के आधार पर, ऑक्सीजन का परमाणु अंश 0.58 से 1.33 तक भिन्न हो सकता है। इसका मतलब यह है कि 0.58 से 1.00 तक टाइटेनियम (II) ऑक्साइड की सभी रचनाओं को स्टोइकोमेट्री के खिलाफ ऑक्सीजन परमाणुओं (क्रमशः, टाइटेनियम परमाणुओं की अधिकता) की कमी की विशेषता होगी। और 1.00 से 1.33 तक की रचनाओं में स्टोइकोमेट्रिक संरचना की तुलना में ऑक्सीजन परमाणुओं (या टाइटेनियम परमाणुओं की कमी) की अधिकता होगी।

संरचना की स्थिरता का नियम एक समय में अणुओं के संबंध में तैयार किया गया था, और इसलिए किसी पदार्थ के अस्तित्व के आणविक रूप के लिए मान्य है। वर्तमान में यह नियम पदार्थ की आणविक और अआण्विक संरचना के अस्तित्व को ध्यान में रखते हुए तैयार किया जा रहा है।

एक आणविक यौगिक की संरचना इसकी तैयारी की विधि की परवाह किए बिना स्थिर रहती है। एकत्रीकरण की दी गई अवस्था में आणविक संरचना की अनुपस्थिति में, किसी पदार्थ की संरचना इसकी तैयारी और पिछले प्रसंस्करण की शर्तों पर निर्भर करती है।

उदाहरण के लिए, अमोनिया, उत्पादन के तरीकों की परवाह किए बिना (तत्वों से प्रत्यक्ष संश्लेषण, अमोनियम लवण का अपघटन, सक्रिय धातुओं के नाइट्राइड पर एसिड की क्रिया, आदि) की एक निरंतर आणविक संरचना होती है: प्रति नाइट्रोजन परमाणु में तीन हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। और टाइटेनियम (II) ऑक्साइड के लिए, यौगिक की संरचना ऑक्सीजन वाष्प के तापमान और दबाव को प्राप्त करने की शर्तों पर निर्भर करती है।

2.3 अवोगाद्रो का नियम

1811 में इतालवी भौतिक विज्ञानी ए। अवोगाद्रो ने गैसों के गुणों के अध्ययन की अनुमति दी। एक परिकल्पना को व्यक्त करने के लिए, जिसे बाद में प्रायोगिक डेटा द्वारा पुष्टि की गई थी, और इसे अवोगाद्रो के नियम के रूप में जाना जाने लगा: समान परिस्थितियों (तापमान और दबाव) के तहत विभिन्न गैसों की समान मात्रा में होता है वही नंबरअणु।

अवोगाद्रो के नियम से एक महत्वपूर्ण परिणाम निकलता है: सामान्य परिस्थितियों में किसी भी गैस का मोल (0 C (273 K) और 101.3 kPa का दबाव ) 22.4 लीटर की मात्रा में है। इस आयतन में 6.02 × 10 23 गैस अणु (अवोगाद्रो की संख्या) हैं।

यह अवोगाद्रो के नियम का भी अनुसरण करता है कि समान तापमान और दबाव पर विभिन्न गैसों के समान आयतन के द्रव्यमान इन गैसों के दाढ़ द्रव्यमान के रूप में एक दूसरे से संबंधित होते हैं:

जहाँ m 1 और m 2 द्रव्यमान हैं,

एम 1 और एम 2 पहली और दूसरी गैसों के आणविक भार हैं।

चूंकि किसी पदार्थ का द्रव्यमान सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

जहां गैस घनत्व है,

वी - गैस की मात्रा,

तब समान परिस्थितियों में विभिन्न गैसों के घनत्व उनके दाढ़ द्रव्यमान के समानुपाती होते हैं। अवोगाद्रो के नियम का यह परिणाम किस पर आधारित है? सरलतम तरीकागैसीय अवस्था में पदार्थों के दाढ़ द्रव्यमान का निर्धारण।

.

इस समीकरण से, आप गैस का दाढ़ द्रव्यमान निर्धारित कर सकते हैं:

.

वॉल्यूमेट्रिक संबंध कानून

गैसों के बीच प्रतिक्रियाओं का पहला मात्रात्मक अध्ययन गैसों के थर्मल विस्तार पर प्रसिद्ध कानून के लेखक फ्रांसीसी वैज्ञानिक गे-लुसाक का था। गैसों की मात्रा को मापकर जो प्रतिक्रिया में प्रवेश कर चुके हैं और प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप बनते हैं, गे-लुसाक एक सामान्यीकरण के रूप में जाना जाता है जिसे सरल वॉल्यूमेट्रिक अनुपात के नियम के रूप में जाना जाता है: प्रतिक्रिया में प्रवेश करने वाली गैसों की मात्रा एक दूसरे से संबंधित होती है। और गठित गैसीय प्रतिक्रिया उत्पादों की मात्रा उनके बराबर छोटे पूर्णांक के रूप में स्टोइकोमेट्रिक गुणांक .

उदाहरण के लिए, 2H 2 + O 2 = 2H 2 O जब हाइड्रोजन के दो आयतन और ऑक्सीजन का एक आयतन परस्पर क्रिया करते हैं, तो जल वाष्प के दो आयतन बनते हैं। यह नियम तब मान्य होता है जब आयतन को समान दाब और समान ताप पर मापा जाता है।

समकक्षों का कानून

रसायन विज्ञान में "समकक्ष" और "समकक्षों के दाढ़ द्रव्यमान" की अवधारणाओं की शुरूआत ने एक कानून तैयार करना संभव बना दिया जिसे समकक्षों का कानून कहा जाता है: एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थों के द्रव्यमान (आयतन) उनके समकक्षों के दाढ़ द्रव्यमान (आयतन) के समानुपाती होते हैं .

गैस समकक्षों के एक मोल के आयतन की अवधारणा पर ध्यान देना आवश्यक है। अवोगाद्रो के नियम के अनुसार, सामान्य परिस्थितियों में किसी भी गैस के एक मोल का आयतन बराबर होता है 22,4 एल तदनुसार, गैस समकक्षों के एक मोल के आयतन की गणना करने के लिए, प्रति मोल मोल समकक्षों की संख्या जानना आवश्यक है। चूँकि हाइड्रोजन के एक मोल में 2 मोल हाइड्रोजन तुल्यांक होते हैं, तो सामान्य परिस्थितियों में 1 मोल हाइड्रोजन समतुल्य का आयतन होता है:

समाधान विशिष्ट कार्य

इसी तरह की जानकारी।

रसायन विज्ञान के स्टोचियोमेट्रिक नियम

सब कुछ माप, संख्या और वजन से निर्धारित होता है।

जी कैवेंडिश

पदार्थों के द्रव्यमान के संरक्षण का नियम

द्रव्यमान के संरक्षण का नियम पहली बार 1748 में एमवी लोमोनोसोव द्वारा तैयार किया गया था। उन्होंने प्रयोगात्मक रूप से 1756 में सीलबंद जहाजों में धातुओं को जलाने के उदाहरण से इसकी पुष्टि की। लोमोनोसोव ने विज्ञान अकादमी में प्रारंभिक पदार्थों और उत्पादों का वजन करके रासायनिक प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम का अध्ययन किया। सेंट पीटर्सबर्ग में 1748 रासायनिक प्रयोगशाला में बनाया गया।

एमवी लोमोनोसोव ने 5 जुलाई, 1748 को एल। यूलर को लिखे एक पत्र में इस कानून को इस प्रकार तैयार किया: "प्रकृति में होने वाले सभी परिवर्तन इस तरह से होते हैं कि अगर किसी चीज़ में कुछ जोड़ा जाता है, तो वह किसी और चीज़ से दूर हो जाता है। तो किसी भी शरीर में कितना पदार्थ जुड़ जाता है, उतनी ही मात्रा दूसरे से चली जाती है, कितने घंटे नींद में बिताता हूं, उतनी ही राशि जागरण से लेता हूं, आदि। चूंकि यह प्रकृति का एक सार्वभौमिक नियम है, यह भी लागू होता है। गति के नियमों के लिए: शरीर, जो अपनी प्रेरणा से दूसरे को आंदोलन के लिए उत्तेजित करता है, अपने आंदोलन से उतना ही खो देता है जितना वह दूसरे से संचार करता है, इसके द्वारा स्थानांतरित होता है ”।

कुछ समय बाद (१७८९), एएल लावोसियर द्वारा द्रव्यमान के संरक्षण का कानून स्वतंत्र रूप से लोमोनोसोव से स्थापित किया गया था, जिन्होंने दिखाया कि रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान न केवल पदार्थों का कुल द्रव्यमान संरक्षित होता है, बल्कि प्रत्येक तत्व का द्रव्यमान भी होता है। परस्पर क्रिया करने वाले पदार्थ: "कृत्रिम प्रक्रियाओं में या प्राकृतिक प्रक्रियाओं में कुछ भी नहीं होता है, और कोई भी यह स्थिति सामने रख सकता है कि प्रत्येक ऑपरेशन में पहले और बाद में समान मात्रा में पदार्थ होता है, कि गुणवत्ता और सिद्धांतों की मात्रा समान रहती है, केवल विस्थापन और पुनर्समूहन हुआ। रसायन विज्ञान में प्रयोग करने की पूरी कला इसी स्थिति पर आधारित है।" ("रसायन विज्ञान में एक प्रारंभिक पाठ्यक्रम", १७८९)।

कानून का आधुनिक शब्दांकन:

रासायनिक प्रतिक्रिया में प्रवेश करने वाले पदार्थों का द्रव्यमान प्रतिक्रिया से उत्पन्न पदार्थों के द्रव्यमान के बराबर होता है.

रासायनिक अभिक्रिया की प्रक्रिया में परमाणु के नाभिक अपरिवर्तित रहते हैं। हालाँकि, एक परमाणु न केवल एक नाभिक होता है, बल्कि इसके चारों ओर इलेक्ट्रॉन भी होते हैं। रासायनिक अंतःक्रिया की प्रक्रिया में, इलेक्ट्रॉनिक संरचना (कम से कम बाहरी इलेक्ट्रॉनिक परतों) की एक पुनर्व्यवस्था होती है, जिससे परमाणु बदल जाता है, और यह बिल्कुल भी स्पष्ट नहीं है कि इसका द्रव्यमान स्थिर रहता है। लेकिन नाभिक की तरह इलेक्ट्रॉनों की संख्या संरक्षित रहती है।

जन संरक्षण कानून, अन्य संरक्षण कानूनों की तरह, सख्ती से पूरा किया गया है, लेकिन कुछ स्पष्टीकरण की आवश्यकता है। 1905 में, ए आइंस्टीन ने दिखाया कि एक पिंड के द्रव्यमान (एम) और उसकी ऊर्जा (ई) के बीच एक संबंध है, जो संबंध द्वारा व्यक्त किया गया है:

जहाँ c निर्वात में प्रकाश की गति है। आइंस्टीन का यह समीकरण स्थूल पिंडों और सूक्ष्म जगत के कणों (उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनों, प्रोटॉन) दोनों के लिए मान्य है। रासायनिक अभिक्रियाओं के दौरान, ऊर्जा हमेशा मुक्त या अवशोषित होती है, इसलिए प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले पदार्थों का द्रव्यमान भी बदल जाता है।

स्वतंत्र कार्य के लिए असाइनमेंट।प्रतिक्रिया के दौरान जारी गर्मी की मात्रा के अनुरूप द्रव्यमान मूल्य निर्धारित करें

एच 2 (जी) + 1/2 ओ 2 (जी) = एच 2 ओ (जी) + 241.8 केजे।

क्या रासायनिक प्रक्रियाओं में द्रव्यमान में इस तरह के बदलाव को नोटिस करना संभव है?

ऊर्जा के विमोचन या अवशोषण के परिणामस्वरूप द्रव्यमान में परिवर्तन किन प्रक्रियाओं के लिए ध्यान देने योग्य हो जाता है?

द्रव्यमान के संरक्षण के नियम को कैसे सुधारा जाना चाहिए ताकि यह किसी भी प्रक्रिया के लिए मनाया जा सके?

उदाहरण २.१. 100 ग्राम कैल्शियम कार्बोनेट को कैल्सीन करने से 56 ग्राम कैल्शियम ऑक्साइड और 22.4 लीटर कार्बन (IV) मोनोऑक्साइड (n.a.) प्राप्त होता है। क्या यह पदार्थों के द्रव्यमान के संरक्षण के नियम का खंडन करता है?

समाधान।अवोगाद्रो के नियम के अनुसार, सामान्य परिस्थितियों में, 22.4 लीटर गैस इस पदार्थ के 1 मोल से मेल खाती है। इसलिए, प्रतिक्रिया के दौरान, सीओ 2 का 1 मोल बनता है। कार्बन डाइऑक्साइड के 1 मोल का द्रव्यमान:

एम (सीओ 2) = (सीओ 2) · एम (सीओ 2); एम (सीओ 2) = ४४ ग्राम / मोल; मी (सीओ 2) = 1 44 = 44 (जी)।

प्रतिक्रिया उत्पादों के द्रव्यमान का योग होगा:

५६ + ४४ = १०० (जी),

जो मूल कैल्शियम कार्बोनेट के द्रव्यमान के बराबर है। नतीजतन, द्रव्यमान के संरक्षण का कानून पूरा हो गया है।

1 | | | | | | | |