U hemiji ne koriste apsolutne mase molekula, već koriste relativnu molekulsku masu. Pokazuje koliko je puta masa molekula veća od 1/12 mase atoma ugljika. Ova količina je označena sa Mr.

Relativna molekulska masa jednaka je zbroju relativnih atomskih masa njenih sastavnih atoma. Izračunajmo relativnu molekulsku masu vode.

Znate da molekul vode sadrži dva atoma vodika i jedan atom kisika. Tada će njegova relativna molekulska masa biti jednaka zbroju proizvoda relativne atomske mase svakog kemijskog elementa i broja njegovih atoma u molekuli vode:

Poznavajući relativne molekularne mase gasovitih supstanci, moguće je uporediti njihove gustine, odnosno izračunati relativnu gustinu jednog gasa od drugog - D(A/B). Relativna gustina gasa A i gasa B jednaka je odnosu njihovih relativnih molekulskih masa:

Izračunajmo relativnu gustinu ugljičnog dioksida prema vodiku:

Sada izračunavamo relativnu gustinu ugljičnog dioksida prema vodiku:

D(arc/hydr) = Mr(arc) : Mr(hydr) = 44:2 = 22.

Dakle, ugljični dioksid je 22 puta teži od vodika.

Kao što znate, Avogadrov zakon se primjenjuje samo na plinovite tvari. Ali kemičari moraju imati predstavu o broju molekula iu porcijama tekućih ili čvrstih tvari. Stoga, da bi uporedili broj molekula u supstancama, hemičari su uveli vrijednost - molarna masa .

Molarna masa je označena M, numerički je jednaka relativnoj molekulskoj težini.

Omjer mase tvari i njene molarne mase naziva se količina supstance .

Količina supstance je naznačena n. Ovo je kvantitativna karakteristika dijela tvari, zajedno s masom i zapreminom. Količina supstance mjeri se u molovima.

Riječ "krtica" dolazi od riječi "molekula". Broj molekula u jednakim količinama supstance je isti.

Eksperimentalno je utvrđeno da 1 mol tvari sadrži čestice (na primjer, molekule). Ovaj broj se zove Avogadrov broj. A ako tome dodamo jedinicu mjere - 1/mol, onda će to biti fizička veličina - Avogadrova konstanta, koja je označena N A.

Molarna masa se mjeri u g/mol. Fizičko značenje molarne mase je da je ta masa 1 mol supstance.

Prema Avogadrovom zakonu, 1 mol bilo kog gasa zauzima istu zapreminu. Zapremina jednog mola gasa naziva se molarna zapremina i označava se Vn.

U normalnim uslovima (što je 0 °C i normalan pritisak - 1 atm. ili 760 mm Hg ili 101,3 kPa), molarni volumen je 22,4 l/mol.

Tada je količina gasne supstance na nivou tla može se izračunati kao omjer zapremine gasa i molarne zapremine.

ZADATAK 1. Koja količina supstance odgovara 180 g vode?

ZADATAK 2. Izračunajmo volumen na nultom nivou koji će zauzeti ugljični dioksid u količini od 6 mol.

Bibliografija

1. Zbirka zadataka i vježbi iz hemije: 8. razred: do udžbenika P.A. Oržekovski i dr. "Hemija, 8. razred" / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006. (str. 29-34)
2. Ushakova O.V. Radna sveska iz hemije: 8. razred: do udžbenika P.A. Oržekovski i dr. „Hemija. 8. razred” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; ispod. ed. prof. P.A. Oržekovski - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (str. 27-32)
3. Hemija: 8. razred: udžbenik. za opšte obrazovanje institucije / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Asrel, 2005. (§§ 12, 13)
4. Hemija: inorg. hemija: udžbenik. za 8. razred. opšteobrazovna ustanova / G.E. Rudžitis, F.G. Feldman. - M.: Obrazovanje, OJSC “Moskovski udžbenici”, 2009. (§§ 10, 17)
5. Enciklopedija za djecu. Tom 17. Hemija / Pogl. ed.V.A. Volodin, Ved. naučnim ed. I. Leenson. - M.: Avanta+, 2003.

1. Jedinstvena zbirka digitalnih obrazovnih resursa ().
2. Elektronska verzija časopisa “Hemija i život” ().
3. Testovi iz hemije (online) ().

Zadaća

1.str.69 br.3; str.73 br. 1, 2, 4 iz udžbenika "Hemija: 8. razred" (P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005).

2. №№ 65, 66, 71, 72 iz Zbirke zadataka i vježbi iz hemije: 8. razred: do udžbenika P.A. Oržekovski i dr. "Hemija, 8. razred" / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.

Lekcija 1.

Tema: Količina supstance. Krtica

Hemija je nauka o supstancama. Kako mjeriti supstance? U kojim jedinicama? U molekulima koji čine tvari, ali to je vrlo teško učiniti. U gramima, kilogramima ili miligramima, ali ovako se mjeri masa. Šta ako spojimo masu koja se mjeri na vagi i broj molekula tvari, je li to moguće?

a) H-vodonik

A n = 1a.u.m.

1a.u.m = 1,66*10 -24 g

Uzmimo 1 g vodonika i izbrojimo broj atoma vodika u ovoj masi (neka učenici to urade pomoću kalkulatora).

N n = 1g / (1,66*10 -24) g = 6,02*10 23

b) O-kiseonik

A o = 16 a.u.m = 16 * 1,67 * 10 -24 g

N o = 16 g / (16 * 1,66 * 10 -24) g = 6,02 * 10 23

c) C-ugljenik

A c = 12a.u.m = 12*1,67*10 -24 g

N c = 12g / (12* 1,66*10 -24) g = 6,02*10 23

Zaključimo: ako uzmemo masu tvari koja je po veličini jednaka atomskoj masi, ali uzeta u gramima, tada će uvijek postojati (za bilo koju tvar) 6,02 * 10 23 atoma ove tvari.

H 2 O - voda

18 g / (18 * 1,66 * 10 -24) g = 6,02 * 10 23 molekula vode, itd.

N a = 6,02*10 23 - Avogadrov broj ili konstanta.

Mol je količina supstance koja sadrži 6,02 * 10 23 molekula, atoma ili jona, tj. strukturne jedinice.

Postoje molovi molekula, molovi atoma, molovi jona.

n je broj molova (broj molova se često označava),
N je broj atoma ili molekula,
N a = Avogadrova konstanta.

Kmol = 10 3 mol, mmol = 10 -3 mol.

Prikažite portret Amedea Avogadra na multimedijalnoj instalaciji i ukratko pričajte o njemu ili uputite učenika da pripremi kratak izvještaj o životu naučnika.

Lekcija 2.

Tema: “Molarna masa supstance”

Kolika je masa 1 mola supstance? (Učenici često mogu sami izvući zaključak.)

Masa jednog mola supstance jednaka je njenoj molekulskoj masi, ali izražena u gramima. Masa jednog mola supstance naziva se molarna masa i označava se sa M.

Formule:

M - molarna masa,
n - broj molova,
m je masa supstance.

Masa mola se meri u g/mol, masa kmola se meri u kg/kmol, masa mmol se meri u mg/mol.

Popunite tabelu (tabele su raspoređene).

Lekcija 3.

Tema: Molarna zapremina gasova

Hajde da rešimo problem. Odrediti zapreminu vode čija je masa u normalnim uslovima 180 g.

Dato:

One. Zapreminu tečnih i čvrstih tijela izračunavamo kroz gustinu.

Ali, kada se izračunava zapremina gasova, nije potrebno znati gustinu. Zašto?

Talijanski naučnik Avogadro utvrdio je da jednake zapremine različitih gasova pod istim uslovima (pritisak, temperatura) sadrže isti broj molekula – ova izjava se zove Avogadrov zakon.

One. ako je, pod jednakim uslovima, V(H 2) =V(O 2), onda je n(H 2) =n(O 2), i obrnuto, ako je, pod jednakim uslovima, n(H 2) =n(O 2), tada će zapremine ovih gasova biti iste. A mol tvari uvijek sadrži isti broj molekula 6,02 * 10 23.

zaključujemo - pod istim uslovima molovi gasova treba da zauzimaju istu zapreminu.

U normalnim uslovima (t=0, P=101,3 kPa. ili 760 mm Hg.), molovi svih gasova zauzimaju istu zapreminu. Ovaj volumen se naziva molarni.

V m =22,4 l/mol

1 kmol zauzima zapreminu od -22,4 m 3 /kmol, 1 mmol zauzima zapreminu od -22,4 ml/mmol.

Primjer 1.(Rješava se na tabli):

Primjer 2.(Možete tražiti od učenika da riješe):

Neka učenici popune tabelu.

Iz odredbi da jedan mol bilo koje tvari sadrži broj čestica ove tvari jednak Avogadrovom broju, te da se jednak broj čestica različitih plinova pod istim fizičkim uvjetima nalazi u jednakim volumenima tih plinova, slijedi:

jednake količine bilo koje gasovite supstance pod istim fizičkim uslovima zauzimaju jednake zapremine

Na primjer, zapremina jednog mola bilo kojeg plina ima (at p, T = konst) isto značenje. Shodno tome, jednadžba za reakciju koja se odvija uz učešće plinova određuje ne samo omjer njihovih količina i masa, već i njihove zapremine.

molarna zapremina gasa (VM) je zapremina gasa koja sadrži 1 mol čestica ovog gasa
V M = V / n

SI jedinica molarne zapremine gasa je kubni metar po molu (m 3 /mol), ali se češće koriste submultiple jedinice - litar (kubni decimetar) po molu (l/mol, dm 3 /mol) i mililitar (kubični centimetar) po molu (cm 3 /mol).
U skladu sa definicijom molarne zapremine za bilo koji gas, odnos njegovog volumena V na količinu n biće isti pod uslovom da je idealan gas.

U normalnim uslovima (norma) - 101,3 kPa, 0°C - molarni volumen idealnog gasa je jednak

V M = 2,241381·10 -2 m 3 /mol ≈ 22,4 l/mol

U hemijskim proračunima koristi se zaokružena vrijednost od 22,4 L/mol jer se tačna vrijednost odnosi na idealan plin, a većina stvarnih plinova se razlikuje po svojstvima od njega. Realni gasovi sa veoma niskom temperaturom ravnotežne kondenzacije (H 2, O 2, N 2) u normalnim uslovima imaju zapreminu skoro jednaku 22,4 l/mol, a gasovi koji se kondenzuju na visokim temperaturama imaju nešto manji molarni volumen na n. god.: za CO 2 - 22,26 l/mol, za NH 3 - 22,08 l/mol.

Poznavajući zapreminu određenog gasa pod datim uslovima, možete odrediti količinu supstance u ovoj zapremini, i obrnuto, količinom supstance u datom delu gasa možete pronaći zapreminu ovog dela:

n = V / V M ; V = V M * n

Molarna zapremina gasa na N.S. je osnovna fizička konstanta koja se široko koristi u kemijskim proračunima. Omogućava vam da koristite zapreminu gasa umesto njegove mase, što je veoma zgodno u analitičkoj hemiji (analizatori gasa zasnovani na merenju zapremine), jer je lakše izmeriti zapreminu gasa nego njegovu masu.

Vrijednost molarne zapremine gasa na br. je koeficijent proporcionalnosti između Avogadrovih i Lošmitovih konstanti:

V M = N A / N L = 6,022 10 23 (mol -1) / 2,24 10 4 (cm 3 /mol) = 2,69 10 19 (cm -3)

Koristeći molarni volumen i molarnu masu plina, može se odrediti gustina plina:

ρ = M / V M

U proračunima zasnovanim na zakonu ekvivalenata za plinovite tvari (reagense, produkte), umjesto ekvivalentne mase, zgodnije je koristiti ekvivalentni volumen, koji je omjer volumena dijela datog plina i ekvivalenta količina supstance u ovoj porciji:

V eq = V / n eq = V / zn = V M / z; (p, T = konst)

Ekvivalentna jedinica zapremine je ista kao jedinica molarne zapremine. Vrijednost ekvivalentne zapremine gasa je konstanta datog gasa samo u određenoj reakciji, jer zavisi od faktora ekvivalencije f eq.

Molarna zapremina gasa

Zapremina gasa u normalnim uslovima

Tema 1

LEKCIJA 7

Predmet. Molarna zapremina gasova. Proračun zapremine gasa u normalnim uslovima

Ciljevi časa: upoznati učenike sa pojmom „molarni volumen“; otkriti karakteristike korištenja koncepta "molarnog volumena" za plinovite tvari; naučiti učenike da stečeno znanje koriste za izračunavanje zapremine gasova u normalnim uslovima.

Tip časa: kombinovani.

Oblici rada: priča nastavnika, vođena vježba.

Oprema: Periodični sistem hemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva, kartice sa zadacima, kocka zapremine 22,4 l (sa stranicom 28,2 cm).

II. Provjera domaćih zadataka, ažuriranje osnovnih znanja

Učenici svoje domaće zadatke predaju na listovima na provjeru.

1) Šta je "količina supstance"?

2) Jedinica mjere za količinu supstance.

3) Koliko čestica se nalazi u 1 molu supstance?

4) Kakav je odnos između količine supstance i agregatnog stanja u kojem se ta supstanca nalazi?

5) Koliko molekula vode sadrži 1 mol leda?

6) Šta je sa 1 molom tekuće vode?

7) U 1 mol vodene pare?

8) Koju će masu imati:

III. Učenje novog gradiva

Kreiranje i rješavanje problemske situacije Problematično pitanje. Koliki će volumen zauzeti:

Ne možemo odmah odgovoriti na ova pitanja, jer volumen tvari ovisi o gustini tvari. A prema formuli V = m / ρ, volumen će biti drugačiji. 1 mol pare zauzima veći volumen od 1 mol vode ili leda.

Zato što je u tekućim i plinovitim tvarima udaljenost između molekula vode različita.

Mnogi naučnici su proučavali gasovite supstance. Značajan doprinos proučavanju ovog pitanja dali su francuski hemičar Joseph Louis Gay-Lussac i engleski fizičar Robert Boyle, koji su formulisali niz fizičkih zakona koji opisuju stanje gasova.

Znate li od ovih obrazaca?

Svi plinovi su jednako komprimirani i imaju isti koeficijent toplinskog širenja. Zapremine plinova ne ovise o veličini pojedinačnih molekula, već o udaljenosti između molekula. Udaljenosti između molekula zavise od njihove brzine kretanja, energije i, shodno tome, temperature.

Na osnovu ovih zakona i svog istraživanja, italijanski naučnik Amedeo Avogadro formulisao je zakon:

Jednake zapremine različitih gasova sadrže isti broj molekula.

U normalnim uvjetima, plinovite tvari imaju molekularnu strukturu. Molekuli plina su vrlo male u odnosu na udaljenost između njih. Dakle, zapremina gasa nije određena veličinom čestica (molekula), već razdaljinom između njih, koja je približno ista za bilo koji gas.

A. Avogadro je zaključio da ako uzmemo 1 mol, tj. 6,02 x 1023 molekula bilo kojeg plina, oni će zauzeti isti volumen. Ali u isto vrijeme, ovaj volumen se mjeri pod istim uslovima, odnosno na istoj temperaturi i pritisku.

Uslovi pod kojima se takvi proračuni provode nazivaju se normalnim uslovima.

Normalni uslovi (n.v.):

T = 273 K ili t = 0 °C

P = 101,3 kPa ili P = 1 atm. = 760 mm Hg. Art.

Zapremina 1 mola supstance naziva se molarni volumen (Vm). Za gasove u normalnim uslovima iznosi 22,4 l/mol.

Prikazana je kocka zapremine 22,4 litara.

Takva kocka sadrži 6,02-1023 molekula bilo kojeg plina, na primjer, kisik, vodik, amonijak (NH 3), metan (CH4).

pod kojim uslovima?

Na temperaturi od 0°C i pritisku od 760 mm Hg. Art.

Iz Avogadrova zakona proizilazi da

gdje je Vm = 22,4 l/mol bilo kojeg plina na n. V.

Dakle, znajući zapreminu gasa, možete izračunati količinu supstance i obrnuto.

IV. Formiranje vještina i sposobnosti

Vježbajte s primjerima

Izračunajte koliki će volumen zauzeti 3 mola kiseonika u N. V.

Izračunajte broj molekula ugljik(IV) oksida u zapremini od 44,8 litara (n.v.).

2) Izračunajte broj molekula CO 2 koristeći formule:

N (CO 2) = 2 mol · 6,02 · 1023 molekula/mol = 12,04 · 1023 molekula.

Odgovor: 12.04 · 1023 molekula.

Izračunajte zapreminu koju zauzima dušik težine 112 g (trenutno).

V (N 2) = 4 mol · 22,4 l/mol = 89,6 l.

V. Domaći

Proradite odgovarajući paragraf udžbenika i odgovorite na pitanja.

Kreativni zadatak (kućna vježba). Samostalno rješavajte zadatke 2, 4, 6 sa karte.

Zadatak kartice za lekciju 7

Izračunajte koliki će volumen zauzeti 7 molova dušika N2 (na osnovu struje).

Izračunajte broj molekula vodonika u zapremini od 112 litara.

(Odgovor: 30,1 1023 molekula)

Izračunajte zapreminu vodonik sulfida težine 340 g.

Zapremina gasa u normalnim uslovima

Zakoni o gasu. Avogadrov zakon. Molarna zapremina gasa

Francuski naučnik J.L. Gay-Lussac je postavio zakon volumetrijski odnosi:

Na primjer, 1 litar hlora povezuje sa 1 litar vodonika , formirajući 2 litre hlorovodonika ; 2 l sumporoksida (IV) povezati se sa 1 litar kiseonika, formirajući 1 litar sumpor-oksida (VI).

Ovaj zakon je dopustio italijanskom naučniku A. Avogadro pretpostavimo da su molekuli jednostavnih gasova ( vodonik, kiseonik, azot, hlor itd. ) sastoji se od dva identična atoma . Kada se vodonik spoji s hlorom, njihovi molekuli se raspadaju na atome, a potonji formiraju molekule klorovodika. Ali pošto se dva molekula klorovodika formiraju od jednog molekula vodika i jedne molekule hlora, volumen potonjeg mora biti jednak zbroju volumena izvornih plinova.
Dakle, volumetrijske relacije se lako objašnjavaju ako pođemo od ideje o dijatomskoj prirodi molekula jednostavnih plinova ( H2, Cl2, O2, N2, itd. ) - Ovo zauzvrat služi kao dokaz dijatomske prirode molekula ovih supstanci.
Proučavanje svojstava plinova omogućilo je A. Avogadru da iznese hipotezu, koja je naknadno potvrđena eksperimentalnim podacima, te je stoga postala poznata kao Avogadrov zakon:

Avogadrov zakon implicira važno posljedica: pod istim uslovima, 1 mol bilo kog gasa zauzima istu zapreminu.

Ovaj volumen se može izračunati ako je poznata masa 1 l gas. U normalnim uslovima, (n.s.) tj. temperatura 273K (O°S) i pritisak 101,325 Pa (760 mmHg) , masa 1 litre vodonika je 0,09 g, njegova molarna masa je 1,008 2 = 2,016 g/mol. Tada je zapremina koju zauzima 1 mol vodonika u normalnim uslovima jednaka 22,4 l

Pod istim uslovima masa 1l kiseonik 1.492g ; molar 32g/mol . Tada je zapremina kiseonika u (n.s.) takođe jednaka 22,4 mol.

Molarna zapremina gasa je odnos zapremine supstance i količine te supstance:

Gdje V m - molarna zapremina gasa (dimenzija l/mol ); V je zapremina sistemske supstance; n - količina supstance u sistemu. Primjer unosa: V m gas (Pa.) =22,4 l/mol.

Na osnovu Avogadrova zakona određuju se molarne mase gasovitih materija. Što je veća masa molekula gasa, veća je i masa iste zapremine gasa. Jednake zapremine gasova pod istim uslovima sadrže isti broj molekula, a samim tim i molova gasova. Odnos masa jednakih zapremina gasova jednak je odnosu njihovih molarnih masa:

Gdje m 1 - masa određene zapremine prvog gasa; m 2 - masa iste zapremine drugog gasa; M 1 I M 2 - molarne mase prvog i drugog gasa.

Tipično, gustina gasa se određuje u odnosu na najlakši gas - vodonik (označen D H2 ). Molarna masa vodonika je 2g/mol . Stoga dobijamo.

Molekularna masa supstance u gasovitom stanju jednaka je dvostrukoj njenoj gustini vodonika.

Često se gustina gasa određuje u odnosu na vazduh (D B ) . Iako je zrak mješavina plinova, još uvijek govore o njegovoj prosječnoj molarnoj masi. To je jednako 29 g/mol. U ovom slučaju, molarna masa je određena izrazom M = 29D B .

Određivanje molekulskih masa pokazalo je da se molekuli jednostavnih plinova sastoje od dva atoma (H2, F2, Cl2, O2 N2) , a molekuli inertnih plinova su napravljeni od jednog atoma (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). Za plemenite gasove, “molekula” i “atom” su ekvivalentni.

Boyle-Mariotteov zakon: pri konstantnoj temperaturi, zapremina date količine gasa je obrnuto proporcionalna pritisku pod kojim se nalazi.Odavde pV = konst ,
Gdje R - pritisak, V - zapremina gasa.

Gay-Lussacov zakon: pri konstantnom pritisku i promena zapremine gasa je direktno proporcionalna temperaturi, tj.
V/T = konst,
Gdje T - temperatura na skali TO (kelvin)

Kombinovani gasni zakon Boyle - Mariotte i Gay-Lussac:
pV/T = konst.
Ova formula se obično koristi za izračunavanje zapremine gasa pod datim uslovima ako je poznat njegov volumen pod drugim uslovima. Ako se napravi prijelaz iz normalnih uvjeta (ili u normalne uvjete), tada se ova formula piše na sljedeći način:
pV/T = p V /T ,
Gdje R ,V ,T -pritisak, zapremina gasa i temperatura u normalnim uslovima ( R = 101 325 Pa , T = 273 K V =22,4 l/mol) .

Ako su poznata masa i količina gasa, ali je potrebno izračunati njegovu zapreminu, ili obrnuto, koristite Mendeljejev-Klejperonova jednadžba:

Gdje n - količina gasovite supstance, mol; m - masa, g; M - molarna masa gasa, g/iol ; R - univerzalna gasna konstanta. R = 8,31 J/(mol*K)

Zakoni o gasu

Da biste saznali sastav bilo koje gasovite supstance, morate biti u stanju da operišete sa konceptima kao što su molarni volumen, molarna masa i gustina supstance. U ovom članku ćemo pogledati koliki je molarni volumen i kako ga izračunati?

Količina supstance

Kvantitativni proračuni se provode kako bi se stvarno izvršio određeni proces ili kako bi se saznao sastav i struktura određene tvari. Ove proračune je nezgodno izvoditi s apsolutnim vrijednostima mase atoma ili molekula zbog činjenice da su vrlo male. Relativne atomske mase se također ne mogu koristiti u većini slučajeva, jer nisu povezane s općenito prihvaćenim mjerama mase ili zapremine supstance. Stoga je uveden pojam količine tvari, koji se označava grčkim slovom v (nu) ili n. Količina tvari proporcionalna je broju strukturnih jedinica (molekula, atomskih čestica) sadržanih u tvari.

Jedinica za količinu supstance je mol.

Mol je količina tvari koja sadrži isti broj strukturnih jedinica koliko ima atoma sadržanih u 12 g izotopa ugljika.

Masa 1 atoma je 12 a. e.m., dakle, broj atoma u 12 g ugljičnog izotopa jednak je:

Na= 12g/12*1,66057*10 na stepen-24g=6,0221*10 na stepen 23

Fizička veličina Na naziva se Avogadrova konstanta. Jedan mol bilo koje supstance sadrži 6,02 * 10 na snagu 23 čestice.

Rice. 1. Avogadrov zakon.

Molarna zapremina gasa

Molarna zapremina gasa je odnos zapremine supstance i količine te supstance. Ova vrijednost se izračunava dijeljenjem molarne mase tvari s njenom gustinom koristeći sljedeću formulu:

gdje je Vm molarni volumen, M molarna masa, a p je gustina supstance.

Rice. 2. Formula molarne zapremine.

U međunarodnom C sistemu, molarni volumen gasovitih materija se meri u kubnim metrima po molu (m 3 /mol)

Molarna zapremina gasovitih supstanci razlikuje se od supstanci u tečnom i čvrstom agregatnom stanju po tome što gasoviti element sa količinom od 1 mol uvek zauzima isti volumen (ako su zadovoljeni isti parametri).

Zapremina gasa zavisi od temperature i pritiska, tako da prilikom izračunavanja treba uzeti zapreminu gasa u normalnim uslovima. Normalnim uslovima smatraju se temperatura od 0 stepeni i pritisak od 101,325 kPa. Molarna zapremina 1 mola gasa u normalnim uslovima je uvek ista i jednaka je 22,41 dm 3 /mol. Ovaj volumen se naziva molarni volumen idealnog plina. To jest, u 1 molu bilo kojeg plina (kiseonik, vodonik, vazduh) zapremina je 22,41 dm 3 /m.

Rice. 3. Molarna zapremina gasa u normalnim uslovima.

Tabela "molarna zapremina gasova"

Sljedeća tabela prikazuje zapreminu nekih gasova:

Šta smo naučili?

Molarna zapremina gasa koja se proučava u hemiji (ocena 8), zajedno sa molarnom masom i gustinom, neophodne su veličine za određivanje sastava određene hemijske supstance. Karakteristika molarnog gasa je da jedan mol gasa uvek sadrži istu zapreminu. Ova zapremina se naziva molarna zapremina gasa.

Testirajte na temu

Evaluacija izvještaja

Prosječna ocjena: 4.3. Ukupno primljenih ocjena: 182.

Gdje je m masa, M je molarna masa, V je zapremina.

4. Avogadrov zakon. Osnovao ga je italijanski fizičar Avogadro 1811. Identične zapremine svih gasova, uzetih na istoj temperaturi i istom pritisku, sadrže isti broj molekula.

Dakle, možemo formulirati koncept količine tvari: 1 mol tvari sadrži broj čestica jednak 6,02 * 10 23 (naziva se Avogadrova konstanta)

Posljedica ovog zakona je to U normalnim uslovima (P 0 =101,3 kPa i T 0 =298 K), 1 mol bilo kog gasa zauzima zapreminu jednaku 22,4 litara.

5. Boyle-Mariotteov zakon

Pri konstantnoj temperaturi, zapremina date količine gasa je obrnuto proporcionalna pritisku pod kojim se nalazi:

6. Gay-Lussacov zakon

Pri konstantnom pritisku, promena zapremine gasa je direktno proporcionalna temperaturi:

V/T = konst.

7. Odnos između zapremine gasa, pritiska i temperature može se izraziti kombinovani Boyle-Mariotte i Gay-Lussac zakon, koji se koristi za pretvaranje zapremine gasa iz jednog stanja u drugo:

P 0 , V 0 , T 0 - zapremina i temperaturni pritisak u normalnim uslovima: P 0 =760 mm Hg. Art. ili 101,3 kPa; T 0 =273 K (0 0 C)

8. Nezavisna procjena molekularne vrijednosti mase M može se obaviti korištenjem tzv jednačine stanja idealnog gasa ili Clapeyron-Mendeleev jednadžbe :

pV=(m/M)*RT=vRT.(1.1)

Gdje R - pritisak gasa u zatvorenom sistemu, V- volumen sistema, T - gasna masa, T - apsolutna temperatura, R- univerzalna gasna konstanta.

Imajte na umu da vrijednost konstante R može se dobiti zamjenom vrijednosti koje karakteriziraju jedan mol plina u normalnim uvjetima u jednačinu (1.1):

r = (p V)/(T)=(101,325 kPa 22,4 l)/(1 mol 273K)=8,31J/mol.K)

Primjeri rješavanja problema

Primjer 1. Dovođenje zapremine gasa u normalne uslove.

Koliku zapreminu (n.s.) će zauzeti 0,4×10 -3 m 3 gasa koji se nalazi na 50 0 C i pritisku od 0,954×10 5 Pa?

Rješenje. Da biste zapreminu gasa doveli u normalne uslove, koristite opštu formulu koja kombinuje Boyle-Mariotte i Gay-Lussac zakon:

pV/T = p 0 V 0 /T 0 .

Zapremina gasa (n.s.) je jednaka, gde je T 0 = 273 K; p 0 = 1,013 × 10 5 Pa; T = 273 + 50 = 323 K;

M 3 = 0,32 × 10 -3 m 3.

U (normi) gas zauzima zapreminu jednaku 0,32×10 -3 m 3 .

Primjer 2. Izračunavanje relativne gustine gasa iz njegove molekulske mase.

Izračunajte gustinu etana C 2 H 6 na osnovu vodonika i vazduha.

Rješenje. Iz Avogadrovog zakona slijedi da je relativna gustina jednog plina prema drugom jednaka omjeru molekulskih masa ( M h) ovih gasova, tj. D=M 1 /M 2. Ako M 1 C2H6 = 30, M 2 H2 = 2, prosječna molekulska težina zraka je 29, tada je relativna gustina etana u odnosu na vodonik D H2 = 30/2 =15.

Relativna gustina etana u vazduhu: D vazduh= 30/29 = 1,03, tj. etan je 15 puta teži od vodonika i 1,03 puta teži od vazduha.

Primjer 3. Određivanje prosječne molekularne mase mješavine plinova relativnom gustinom.

Izračunajte prosječnu molekulsku težinu mješavine plinova koja se sastoji od 80% metana i 20% kisika (po volumenu), koristeći relativne gustine ovih plinova u odnosu na vodonik.

Rješenje.Često se proračuni vrše prema pravilu miješanja, koje kaže da je omjer volumena plinova u dvokomponentnoj mješavini plinova obrnuto proporcionalan razlikama između gustine mješavine i gustoće plinova koji čine ovu mješavinu. . Označimo relativnu gustinu gasne mešavine u odnosu na vodonik sa D H2. bit će veća od gustine metana, ali manja od gustine kiseonika:

80D H2 – 640 = 320 – 20 D H2; D H2 = 9,6.

Gustina vodonika ove mješavine plinova je 9,6. prosječna molekulska težina mješavine plina M H2 = 2 D H2 = 9,6×2 = 19,2.

Primjer 4. Proračun molarne mase gasa.

Masa gasa 0,327×10 -3 m 3 na 13 0 C i pritisku od 1,040×10 5 Pa jednaka je 0,828×10 -3 kg. Izračunajte molarnu masu gasa.

Rješenje. Molarna masa gasa može se izračunati pomoću Mendelejev-Klapejronove jednačine:

Gdje m– masa gasa; M– molarna masa gasa; R– molarna (univerzalna) plinska konstanta, čija je vrijednost određena prihvaćenim mjernim jedinicama.

Ako se tlak mjeri u Pa, a zapremina u m3, onda R=8,3144×10 3 J/(kmol×K).

3.1. Prilikom izvođenja mjerenja atmosferskog zraka, zraka radnog prostora, kao i industrijskih emisija i ugljovodonika u gasovodima, javlja se problem dovođenja zapremina mjerenog zraka u normalne (standardne) uslove. Često u praksi, kada se vrše mjerenja kvaliteta zraka, izmjerene koncentracije se ne preračunavaju u normalne uslove, što rezultira nepouzdanim rezultatima.

Evo izvoda iz Standarda:

“Mjerenja dovode do standardnih uslova koristeći sljedeću formulu:

C 0 = C 1 * P 0 T 1 / P 1 T 0

gdje je: C 0 - rezultat izražen u jedinicama mase po jedinici zapremine zraka, kg / kubnom metru. m, ili količina supstance po jedinici zapremine vazduha, mol/kub. m, pri standardnoj temperaturi i pritisku;

C 1 - rezultat izražen u jedinicama mase po jedinici zapremine vazduha, kg / kubnom metru. m, ili količina supstance po jedinici zapremine

vazduh, mol/kub. m, na temperaturi T 1, K i pritisku P 1, kPa.”

Formula za redukciju na normalne uslove u pojednostavljenom obliku ima oblik (2)

C 1 = C 0 * f, gdje je f = P 1 T 0 / P 0 T 1

standardni faktor konverzije za normalizaciju. Parametri zraka i nečistoća mjere se na različitim vrijednostima temperature, pritiska i vlažnosti. Rezultati obezbeđuju standardne uslove za poređenje izmerenih parametara kvaliteta vazduha na različitim lokacijama i različitim klimatskim uslovima.

3.2 Normalni uslovi u industriji

Normalni uslovi su standardni fizički uslovi sa kojima su svojstva supstanci obično povezana (Standardna temperatura i pritisak, STP). Normalne uslove definiše IUPAC (Međunarodna unija praktične i primenjene hemije) na sledeći način: Atmosferski pritisak 101325 Pa = 760 mm Hg Temperatura vazduha 273,15 K = 0°C.

Standardni uslovi (Standard Ambient Temperature and Pressure, SATP) su normalna temperatura i pritisak okoline: pritisak 1 Bar = 10 5 Pa = 750,06 mm T. Art.; temperatura 298,15 K = 25 °C.

Ostala područja.

Mjerenja kvaliteta zraka.

Rezultati merenja koncentracija štetnih materija u vazduhu radnog prostora dovode do sledećih uslova: temperatura 293 K (20°C) i pritisak 101,3 kPa (760 mm Hg).

Aerodinamički parametri emisije zagađujućih materija moraju se mjeriti u skladu sa važećim državnim standardima. Zapremine izduvnih gasova dobijene na osnovu rezultata instrumentalnih merenja moraju se svesti na normalne uslove (norma): 0°C, 101,3 kPa..

Avijacija.

Međunarodna organizacija civilnog vazduhoplovstva (ICAO) definiše međunarodnu standardnu ​​atmosferu (ISA) kao nivo mora sa temperaturom od 15 °C, atmosferskim pritiskom od 101325 Pa i relativnom vlažnošću od 0%. Ovi parametri se koriste prilikom izračunavanja kretanja aviona.

Gasna industrija.

Gasna industrija Ruske Federacije, prilikom plaćanja potrošačima, koristi atmosferske uslove u skladu sa GOST 2939-63: temperatura 20 ° C (293,15 K); pritisak 760 mm Hg. Art. (101325 N/m²); vlažnost je 0. Dakle, masa kubnog metra gasa prema GOST 2939-63 je nešto manja nego u "hemijskim" normalnim uslovima.

Testovi

Za testiranje mašina, instrumenata i drugih tehničkih proizvoda, kao normalne vrednosti klimatskih faktora prilikom testiranja proizvoda uzimaju se sledeće (normalni klimatski uslovi ispitivanja):

Temperatura - plus 25°±10°S; Relativna vlažnost - 45-80%

Atmosferski pritisak 84-106 kPa (630-800 mmHg)

Verifikacija mjernih instrumenata

Nazivne vrednosti najčešćih normalnih uticajnih veličina su odabrane na sledeći način: Temperatura - 293 K (20 °C), atmosferski pritisak - 101,3 kPa (760 mm Hg).

Racioniranje

Smjernice u vezi sa uspostavljanjem standarda kvaliteta zraka ukazuju na to da se maksimalno dozvoljene koncentracije u atmosferskom zraku utvrđuju u normalnim uslovima u zatvorenom prostoru, tj. 20 C i 760 mm. rt. Art.