ملخص الفصل ٧: الغازات
أهم أفكار كل درس في سطور، ومثال محلول، ورقم الصفحة في كتاب الطالب لتعود إليه. افتح الفصل في الكتاب (صفحة ٢٦٠)
7-1 قوانين الغازات
- ينص قانون بويل على أن حجم كمية محددة من الغاز يتناسب عكسيًا مع ضغطه عند ثبوت درجة الحرارة: P₁V₁ = P₂V₂.
- ينص قانون شارل على أن حجم كمية محددة من الغاز يتناسب طرديًا مع درجة حرارته بالكلفن عند ثبوت الضغط: V₁/T₁ = V₂/T₂، والصفر المطلق هو 0 K.
- ينص قانون جاي لوساك على أن ضغط كمية محددة من الغاز يتناسب طرديًا مع درجة حرارته بالكلفن عند ثبوت الحجم: P₁/T₁ = P₂/T₂، ويجمع القانون العام للغازات القوانين الثلاثة: P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂.
7-2 قانون الغاز المثالي
- ينص مبدأ أفوجادرو على أن الحجوم المتساوية من الغازات المختلفة تحتوي على العدد نفسه من الجسيمات عند نفس درجة الحرارة والضغط.
- الحجم المولاري هو الحجم الذي يشغله 1 mol من الغاز في الظروف المعيارية STP (0.0 °C و 1 atm)، ومقداره 22.4 L.
- قانون الغاز المثالي PV = nRT يربط الضغط والحجم ودرجة الحرارة بالكلفن وعدد المولات، وثابت الغاز المثالي R = 0.0821 L.atm/mol.K.
7-3 الحسابات المتعلقة بالغازات
- تمثل المعاملات في المعادلة الكيميائية الموزونة للغازات عدد المولات، وتمثل أيضًا النسب الحجمية للغازات المتفاعلة والناتجة عند الضغط ودرجة الحرارة نفسيهما.
- في تفاعل 2H₂ + O₂ ينتج 2H₂O (غاز)، يتفاعل 2 L من الهيدروجين مع 1 L من الأكسجين لإنتاج 2 L من بخار الماء.
- لحساب حجم غاز من حجم غاز آخر في التفاعل يُضرب الحجم المعلوم في النسبة الحجمية من المعادلة، ولحساب الكتلة من الحجم يُستعمل الحجم المولاري أو قانون الغاز المثالي.
مثال محلول
عينة غاز حجمها 2.50 L عند 27 °C. ما حجمها إذا سُخنت إلى 87 °C مع ثبوت الضغط؟
- حوّل درجتي الحرارة إلى الكلفن: T₁ = 27 + 273 = 300 K، و T₂ = 87 + 273 = 360 K.
- طبّق قانون شارل: V₂ = V₁ × (T₂ ÷ T₁).
- عوّض: V₂ = 2.50 L × (360 ÷ 300) = 2.50 × 1.20 = 3.00 L.
- تحقق: V₁/T₁ = 2.50 ÷ 300 = 0.00833 و V₂/T₂ = 3.00 ÷ 360 = 0.00833، والحجم ازداد بارتفاع الحرارة كما هو متوقع.
الإجابة: يصبح حجم الغاز 3.00 L.
ملخص من إعداد هلا سكول، راجعه فيصل عزيز. المرجع الأساسي هو كتاب الطالب؛ ارجع إلى الصفحات المذكورة.