Φόρμουλα μοριακού όγκου. Ο όγκος ενός mol αερίου υπό κανονικές συνθήκες

P1V1=P2V2, ή ισοδύναμα, PV=const (νόμος Boyle-Mariotte). Σε σταθερή πίεση, ο λόγος όγκου προς θερμοκρασία παραμένει σταθερός: V/T=const (νόμος Gay-Lussac). Αν διορθώσουμε τον όγκο, τότε P/T=const (νόμος του Charles). Ο συνδυασμός αυτών των τριών νόμων δίνει έναν καθολικό νόμο που λέει ότι PV/T=const. Αυτή η εξίσωση καθιερώθηκε από τον Γάλλο φυσικό B. Clapeyron το 1834.

Η τιμή της σταθεράς καθορίζεται μόνο από την ποσότητα της ουσίας αέριο. DI. Ο Mendeleev το 1874 εξήγαγε μια εξίσωση για ένα mole. Άρα είναι η τιμή της καθολικής σταθεράς: R \u003d 8,314 J / (mol ∙ K). Άρα PV=RT. Στην περίπτωση αυθαίρετου αριθμού αέριονPV=νRT. Η ίδια η ποσότητα μιας ουσίας μπορεί να βρεθεί από μάζα σε μοριακή μάζα: ν=m/M.

Η μοριακή μάζα είναι αριθμητικά ίση με τη σχετική μοριακή μάζα. Το τελευταίο μπορεί να βρεθεί από τον περιοδικό πίνακα, υποδεικνύεται στο κελί του στοιχείου, κατά κανόνα, . Το μοριακό βάρος είναι ίσο με το άθροισμα των μοριακών βαρών των στοιχείων που το αποτελούν. Στην περίπτωση ατόμων διαφορετικού σθένους, απαιτείται για τον δείκτη. Στο στομέτρα, M(N2O)=14∙2+16=28+16=44 g/mol.

Κανονικές συνθήκες για αέρια στοΣυνηθίζεται να θεωρούμε P0 = 1 atm = 101,325 kPa, θερμοκρασία T0 = 273,15 K = 0°C. Τώρα μπορείτε να βρείτε τον όγκο ενός κρεατοελιά αέριο στοκανονικός συνθήκες: Vm=RT/P0=8.314∙273.15/101.325=22.413 l/mol. Αυτή η τιμή πίνακα είναι ο μοριακός όγκος.

Υπό κανονικό συνθήκεςαναλογία ποσότητας προς όγκο αέριοπρος μοριακό όγκο: ν=V/Vm. Για αυθαίρετα συνθήκεςείναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί απευθείας η εξίσωση Mendeleev-Clapeyron: ν=PV/RT.

Έτσι για να βρείτε τον όγκο αέριο στοκανονικός συνθήκες, χρειάζεστε την ποσότητα της ουσίας (αριθμός κρεατοελιών) αυτής αέριοπολλαπλασιάστε με τον μοριακό όγκο, ίσο με 22,4 l / mol. Με αντίστροφη λειτουργία, μπορείτε να βρείτε την ποσότητα της ουσίας από έναν δεδομένο όγκο.

Για να βρείτε τον όγκο ενός mol μιας ουσίας σε στερεή ή υγρή κατάσταση, βρείτε τη μοριακή της μάζα και διαιρέστε με την πυκνότητα. Ένα mole οποιουδήποτε αερίου υπό κανονικές συνθήκες έχει όγκο 22,4 λίτρα. Σε περίπτωση που αλλάξουν οι συνθήκες, υπολογίστε τον όγκο ενός mole χρησιμοποιώντας την εξίσωση Clapeyron-Mendeleev.

Θα χρειαστείτε

• περιοδικός πίνακας Mendeleev, πίνακας πυκνότητας ουσιών, μανόμετρο και θερμόμετρο.

Εντολή

Προσδιορισμός του όγκου ενός mol ή στερεού σώματος
Προσδιορίστε τον χημικό τύπο του στερεού ή του υγρού που μελετάται. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας τον περιοδικό πίνακα του Mendeleev, βρείτε τις ατομικές μάζες των στοιχείων που περιλαμβάνονται στον τύπο. Εάν ένα είναι στον τύπο πολλές φορές, πολλαπλασιάστε την ατομική του μάζα με αυτόν τον αριθμό. Προσθέστε τις ατομικές μάζες για να λάβετε το μοριακό βάρος που αποτελεί ένα στερεό ή υγρό. Θα είναι αριθμητικά ίση με τη μοριακή μάζα, μετρούμενη σε γραμμάρια ανά mole.

Σύμφωνα με τον πίνακα της πυκνότητας των ουσιών, βρείτε αυτή την τιμή για το υλικό του υπό μελέτη σώματος ή υγρού. Στη συνέχεια διαιρέστε τη μοριακή μάζα με την πυκνότητα της δεδομένης ουσίας, μετρούμενη σε g/cm³ V=M/ρ. Το αποτέλεσμα είναι ο όγκος ενός mole σε cm³. Εάν η ουσία παραμένει άγνωστη, θα είναι αδύνατο να προσδιοριστεί ο όγκος ενός mole της.

Μάθημα 1.

Θέμα: Ποσότητα ουσίας. ΕΛΙΑ δερματος

Η χημεία είναι η επιστήμη των ουσιών.Πώς μετράτε τις ουσίες; Σε ποιες μονάδες; Στα μόρια που αποτελούν τις ουσίες, αλλά αυτό είναι πολύ δύσκολο να γίνει. Σε γραμμάρια, κιλά ή χιλιοστόγραμμα, αλλά έτσι μετριέται η μάζα. Τι γίνεται όμως αν συνδυάσουμε τη μάζα που μετράται στη ζυγαριά και τον αριθμό των μορίων μιας ουσίας, είναι αυτό εφικτό;

α) Η-υδρογόνο

A n = 1a.u.m.

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

Ας πάρουμε 1 g υδρογόνου και ας υπολογίσουμε τον αριθμό των ατόμων υδρογόνου σε αυτή τη μάζα (προσφέρετε στους μαθητές να το κάνουν χρησιμοποιώντας μια αριθμομηχανή).

N n \u003d 1g / (1,66 * 10 -24) g \u003d 6,02 * 10 23

β) Ο-οξυγόνο

A o \u003d 16a.u.m \u003d 16 * 1,67 * 10 -24 g

N o \u003d 16g / (16 * 1,66 * 10 -24) g \u003d 6,02 * 10 23

γ) Γ-άνθρακας

A c \u003d 12a.u.m \u003d 12 * 1,67 * 10 -24 g

N c \u003d 12 g / (12 * 1,66 * 10 -24) g \u003d 6,02 * 10 23

Ας συμπεράνουμε: αν πάρουμε μια τέτοια μάζα μιας ουσίας που είναι ίση με την ατομική μάζα σε μέγεθος, αλλά λαμβάνεται σε γραμμάρια, τότε θα υπάρχουν πάντα (για οποιαδήποτε ουσία) 6,02 * 10 23 άτομα αυτής της ουσίας.

H 2 O - νερό

18 g / (18 * 1,66 * 10 -24) g \u003d 6,02 * 10 23 μόρια νερού κ.λπ.

N a \u003d 6,02 * 10 23 - Αριθμός ή σταθερά του Avogadro.

Mole - η ποσότητα μιας ουσίας που περιέχει 6,02 * 10 23 μόρια, άτομα ή ιόντα, δηλ. δομικές μονάδες.

Υπάρχει ένα mole μορίων, ένα mole ατόμων, ένα mole ιόντων.

n είναι ο αριθμός των γραμμομορίων, (ο αριθμός των κρεατοελιών αναφέρεται συχνά ως nu),
N είναι ο αριθμός των ατόμων ή μορίων,
N a = σταθερά του Avogadro.

Kmol \u003d 10 3 mol, mmol \u003d 10 -3 mol.

Δείξτε ένα πορτρέτο του Amedeo Avogadro σε μια εγκατάσταση πολυμέσων και μιλήστε σύντομα για αυτό ή δώστε εντολή στον μαθητή να ετοιμάσει μια σύντομη αναφορά για τη ζωή ενός επιστήμονα.

Μάθημα 2

Θέμα "Μοριακή μάζα ύλης"

Ποια είναι η μάζα 1 mol μιας ουσίας; (Συχνά οι μαθητές μπορούν να βγάλουν μόνοι τους το συμπέρασμα.)

Η μάζα ενός mol μιας ουσίας είναι ίση με το μοριακό της βάρος, αλλά εκφράζεται σε γραμμάρια. Η μάζα ενός mol μιας ουσίας ονομάζεται μοριακή μάζα και συμβολίζεται - M.

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΙ τυποι:

M - μοριακή μάζα,
n είναι ο αριθμός των κρεατοελιών,
m είναι η μάζα της ουσίας.

Η μάζα ενός mol μετριέται σε g/mol, η μάζα ενός kmol μετράται σε kg/kmol και η μάζα ενός mmol μετράται σε mg/mol.

Συμπληρώστε τον πίνακα (οι πίνακες κατανέμονται).

Ουσία	Αριθμός μορίων Ν=N a n	Μοριακή μάζα Μ= (υπολογισμένο σύμφωνα με το PSCE)	Αριθμός σπίλων n()=	Μάζα ύλης m = Mn
			5 mol
H 2 SO 4
	12 ,0 4*10 26

Μάθημα 3

Θέμα: Μοριακός όγκος αερίων

Ας λύσουμε το πρόβλημα. Προσδιορίστε τον όγκο του νερού, η μάζα του οποίου υπό κανονικές συνθήκες είναι 180 g.

Δεδομένος:

Εκείνοι. ο όγκος των υγρών και στερεών σωμάτων υπολογίζεται μέσω της πυκνότητας.

Αλλά, κατά τον υπολογισμό του όγκου των αερίων, δεν είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε την πυκνότητα. Γιατί;

Ο Ιταλός επιστήμονας Avogadro καθόρισε ότι ίσοι όγκοι διαφορετικών αερίων υπό τις ίδιες συνθήκες (πίεση, θερμοκρασία) περιέχουν τον ίδιο αριθμό μορίων - αυτή η δήλωση ονομάζεται νόμος του Avogadro.

Εκείνοι. εάν υπό ίσες συνθήκες V (H 2) \u003d V (O 2), τότε n (H 2) \u003d n (O 2) και αντίστροφα, εάν υπό ίσες συνθήκες n (H 2) \u003d n (O 2 ) τότε οι όγκοι αυτών των αερίων θα είναι οι ίδιοι. Και ένα mole μιας ουσίας περιέχει πάντα τον ίδιο αριθμό μορίων 6,02 * 10 23 .

συμπεραίνουμε - Υπό τις ίδιες συνθήκες, γραμμομόρια αερίων θα πρέπει να καταλαμβάνουν τον ίδιο όγκο.

Υπό κανονικές συνθήκες (t=0, P=101,3 kPa ή 760 mm Hg), τα mole οποιωνδήποτε αερίων καταλαμβάνουν τον ίδιο όγκο. Αυτός ο όγκος ονομάζεται μοριακός.

V m \u003d 22,4 l / mol

1 kmol καταλαμβάνει όγκο -22,4 m 3 / kmol, 1 mmol καταλαμβάνει όγκο -22,4 ml / mmol.

Παράδειγμα 1(Αποφασίστηκε στον πίνακα):

Παράδειγμα 2(Μπορείτε να ζητήσετε από τους μαθητές να λύσουν):

Δεδομένος:	Λύση:
m(H 2) \u003d 20 g V(H2)=?

Ζητήστε από τους μαθητές να συμπληρώσουν τον πίνακα.

Ουσία	Αριθμός μορίων N = n N α	Μάζα ύλης m = Mn	Αριθμός σπίλων n=	Μοριακή μάζα Μ= (μπορεί να καθοριστεί από το PSCE)	Ενταση ΗΧΟΥ V=V m n

Ο μοριακός όγκος ενός αερίου είναι ίσος με την αναλογία του όγκου του αερίου προς την ποσότητα της ουσίας αυτού του αερίου, δηλ.

V m = V(X) / n(X),

όπου V m - μοριακός όγκος αερίου - μια σταθερή τιμή για οποιοδήποτε αέριο υπό δεδομένες συνθήκες.

V(X) είναι ο όγκος του αερίου X.

n(X) είναι η ποσότητα της αέριας ουσίας X.

Ο μοριακός όγκος των αερίων υπό κανονικές συνθήκες (κανονική πίεση p n \u003d 101 325 Pa ≈ 101,3 kPa και θερμοκρασία T n \u003d 273,15 K ≈ 273 K) είναι V m \u003d 22,4 l / mol.

Νόμοι των ιδανικών αερίων

Σε υπολογισμούς που αφορούν αέρια, είναι συχνά απαραίτητο να μεταβείτε από αυτές τις συνθήκες σε κανονικές συνθήκες ή αντίστροφα. Σε αυτή την περίπτωση, είναι βολικό να χρησιμοποιήσετε τον τύπο που ακολουθεί από τον συνδυασμένο νόμο αερίων των Boyle-Mariotte και Gay-Lussac:

pV / T = p n V n / T n

Όπου p είναι η πίεση. V - όγκος; T είναι η θερμοκρασία στην κλίμακα Kelvin. ο δείκτης "n" υποδεικνύει κανονικές συνθήκες.

Κλάσμα όγκου

Η σύνθεση των μιγμάτων αερίων εκφράζεται συχνά χρησιμοποιώντας ένα κλάσμα όγκου - την αναλογία του όγκου ενός δεδομένου συστατικού προς τον συνολικό όγκο του συστήματος, δηλ.

φ(X) = V(X) / V

όπου φ(X) - κλάσμα όγκου του συστατικού X.

V(X) - όγκος συστατικού X;

V είναι ο όγκος του συστήματος.

Το κλάσμα όγκου είναι μια αδιάστατη ποσότητα, εκφράζεται σε κλάσματα μονάδας ή ως ποσοστό.

Παράδειγμα 1. Τι όγκο θα πάρει σε θερμοκρασία 20 ° C και πίεση 250 kPa αμμωνία βάρους 51 g;

1. Προσδιορίστε την ποσότητα της ουσίας αμμωνίας: n (NH 3) \u003d m (NH 3) / M (NH 3) \u003d 51/17 \u003d 3 mol. 2. Ο όγκος της αμμωνίας υπό κανονικές συνθήκες είναι: V (NH 3) \u003d V m n (NH 3) \u003d 22,4 3 \u003d 67,2 l. 3. Χρησιμοποιώντας τον τύπο (3), φέρνουμε τον όγκο της αμμωνίας σε αυτές τις συνθήκες (θερμοκρασία T = (273 + 20) K = 293 K): V (NH 3) \u003d p n V n (NH 3) / pT n \u003d 101,3 293 67,2 / 250 273 \u003d 29,2 l. Απάντηση: V (NH 3) \u003d 29,2 λίτρα.

Παράδειγμα 2. Προσδιορίστε τον όγκο που θα λάβει υπό κανονικές συνθήκες ένα μείγμα αερίων που περιέχει υδρογόνο, βάρους 1,4 g και άζωτο, βάρους 5,6 g.

1. Βρείτε την ποσότητα υδρογόνου και αζώτου: n (N 2) \u003d m (N 2) / M (N 2) \u003d 5,6 / 28 \u003d 0,2 mol n (H 2) \u003d m (H 2) / M (H 2) \u003d 1,4 / 2 \u003d 0,7 mol 2. Εφόσον υπό κανονικές συνθήκες τα αέρια αυτά δεν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, ο όγκος του μείγματος αερίων θα είναι ίσος με το άθροισμα των όγκων των αερίων, δηλ. V (μίγματα) \u003d V (N 2) + V (H 2) \u003d V m n (N 2) + V m n (H2) \u003d 22,4 0,2 + 22,4 0,7 \u003d 20,16 l. Απάντηση: V (μείγμα) \u003d 20,16 λίτρα.

Νόμος των Ογκομετρικών Σχέσεων

Πώς να λύσετε το πρόβλημα χρησιμοποιώντας τον "Νόμο των Ογκομετρικών Σχέσεων";

Νόμος των ογκομετρικών αναλογιών: Οι όγκοι των αερίων που εμπλέκονται σε μια αντίδραση σχετίζονται μεταξύ τους ως μικροί ακέραιοι αριθμοί ίσοι με τους συντελεστές της εξίσωσης αντίδρασης.

Οι συντελεστές στις εξισώσεις αντίδρασης δείχνουν τον αριθμό των όγκων των αντιδρώντων και σχηματιζόμενων αερίων ουσιών.

Παράδειγμα. Υπολογίστε τον όγκο του αέρα που απαιτείται για την καύση 112 λίτρων ακετυλίνης.

1. Συνθέτουμε την εξίσωση αντίδρασης:

2. Με βάση τον νόμο των ογκομετρικών αναλογιών υπολογίζουμε τον όγκο του οξυγόνου:

112/2 \u003d X / 5, από όπου X \u003d 112 5 / 2 \u003d 280l

3. Προσδιορίστε τον όγκο του αέρα:

V (αέρας) \u003d V (O 2) / φ (O 2)

V (αέρας) \u003d 280 / 0,2 \u003d 1400 l.

Τα αέρια είναι το απλούστερο αντικείμενο για έρευνα, επομένως οι ιδιότητες και οι αντιδράσεις τους μεταξύ αέριων ουσιών έχουν μελετηθεί πλήρως. Για να διευκολυνθεί η ανάλυση των κανόνων απόφασης εργασίες υπολογισμού,με βάση τις εξισώσεις των χημικών αντιδράσεων,είναι σκόπιμο να ληφθούν υπόψη αυτοί οι νόμοι στην αρχή της συστηματικής μελέτης της γενικής χημείας

Ο Γάλλος επιστήμονας J.L. Ο Gay-Lussac έφτιαξε το νόμο μαζικές σχέσεις:

Για παράδειγμα, 1 l χλώριο συνδέεται με 1 λίτρο υδρογόνου , σχηματίζοντας 2 λίτρα υδροχλωρίου ; 2 λίτρα οξείδιο του θείου (IV) συνδέω με 1 λίτρο οξυγόνου, σχηματίζοντας 1 λίτρο οξείδιο του θείου (VI).

Αυτός ο νόμος επέτρεψε στον Ιταλό επιστήμονα υποθέστε ότι τα μόρια των απλών αερίων ( υδρογόνο, οξυγόνο, άζωτο, χλώριο κ.λπ. ) αποτελείται από δύο πανομοιότυπα άτομα . Όταν το υδρογόνο ενώνεται με το χλώριο, τα μόριά τους διασπώνται σε άτομα και τα τελευταία σχηματίζουν μόρια υδροχλωρίου. Επειδή όμως δύο μόρια υδροχλωρίου σχηματίζονται από ένα μόριο υδρογόνου και ένα μόριο χλωρίου, ο όγκος του τελευταίου πρέπει να είναι ίσος με το άθροισμα των όγκων των αρχικών αερίων.
Έτσι, οι αναλογίες όγκου εξηγούνται εύκολα αν προχωρήσουμε στην έννοια της διατομικής φύσης των μορίων των απλών αερίων ( H2, Cl2, O2, N2, κ.λπ. )- Αυτό, με τη σειρά του, χρησιμεύει ως απόδειξη της διατομικής φύσης των μορίων αυτών των ουσιών.
Η μελέτη των ιδιοτήτων των αερίων επέτρεψε στον A. Avogadro να εκφράσει μια υπόθεση, η οποία επιβεβαιώθηκε αργότερα από πειραματικά δεδομένα, και επομένως έγινε γνωστός ως νόμος του Avogadro:

Από το νόμο του Avogadro προκύπτει ένα σημαντικό συνέπεια: Υπό τις ίδιες συνθήκες, 1 mole οποιουδήποτε αερίου καταλαμβάνει τον ίδιο όγκο.

Αυτός ο όγκος μπορεί να υπολογιστεί εάν η μάζα είναι γνωστή 1 λίτρο αέριο. Υπό κανονικό συνθήκες, (n.o.) δηλαδή θερμοκρασία 273 K (O°C) και πίεση 101 325 Pa (760 mmHg) , η μάζα 1 λίτρου υδρογόνου είναι 0,09 g, η μοριακή του μάζα είναι 1,008 2 = 2,016 g / mol. Τότε ο όγκος που καταλαμβάνει 1 mol υδρογόνου υπό κανονικές συνθήκες είναι ίσος με 22,4 λίτρα

Υπό τις ίδιες συνθήκες, η μάζα 1 λίτρο οξυγόνο 1,492 γρ ; τραπεζίτης 32 g/mol . Τότε ο όγκος του οξυγόνου στο (n.s.) είναι επίσης ίσος με 22,4 mol.

Συνεπώς:

Ο μοριακός όγκος ενός αερίου είναι ο λόγος του όγκου μιας ουσίας προς την ποσότητα αυτής της ουσίας:

όπου V Μ - μοριακός όγκος αερίου (διάστασηl/mol ) V είναι ο όγκος της ουσίας του συστήματος.n είναι η ποσότητα της ύλης στο σύστημα. Παράδειγμα ηχογράφησης:V Μ αέριο (Καλά.)\u003d 22,4 l / mol.

Με βάση το νόμο του Avogadro προσδιορίζονται οι μοριακές μάζες των αερίων ουσιών. Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα των μορίων αερίου, τόσο μεγαλύτερη είναι η μάζα του ίδιου όγκου αερίου. Ίσοι όγκοι αερίων υπό τις ίδιες συνθήκες περιέχουν τον ίδιο αριθμό μορίων, και ως εκ τούτου τα mol αερίων. Η αναλογία των μαζών ίσων όγκων αερίων είναι ίση με την αναλογία των μοριακών μαζών τους:

όπου Μ 1 - μάζα ορισμένου όγκου του πρώτου αερίου. Μ 2 είναι η μάζα του ίδιου όγκου του δεύτερου αερίου. Μ 1 και Μ 2 - μοριακές μάζες του πρώτου και του δεύτερου αερίου.

Συνήθως, η πυκνότητα ενός αερίου προσδιορίζεται σε σχέση με το ελαφρύτερο αέριο - υδρογόνο (δηλ. ρε Η2 ). Η μοριακή μάζα του υδρογόνου είναι 2 g/mol . Επομένως, παίρνουμε.

Το μοριακό βάρος μιας ουσίας σε αέρια κατάσταση είναι ίσο με το διπλάσιο της πυκνότητας υδρογόνου της.

Η πυκνότητα ενός αερίου συχνά καθορίζεται σε σχέση με τον αέρα. (ΡΕ σι ) . Αν και ο αέρας είναι ένα μείγμα αερίων, εξακολουθούν να μιλούν για τη μέση μοριακή του μάζα. Είναι ίσο με 29g/mol. Σε αυτή την περίπτωση, η μοριακή μάζα δίνεται από M = 29D σι .

Ο προσδιορισμός των μοριακών βαρών έδειξε ότι τα μόρια των απλών αερίων αποτελούνται από δύο άτομα (H2, F2, Cl2, O2 N2) , και τα μόρια των αδρανών αερίων - από ένα άτομο (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). Για τα ευγενή αέρια, το "μόριο" και το "άτομο" είναι ισοδύναμα.

Νόμος του Boyle - Mariotte: σε σταθερή θερμοκρασία, ο όγκος μιας δεδομένης ποσότητας αερίου είναι αντιστρόφως ανάλογος της πίεσης κάτω από την οποία βρίσκεται.Από εδώ pV = καταστ ,
όπου R - πίεση, V - όγκος αερίου.

Ο νόμος του Gay-Lussac: σε σταθερή πίεση και η μεταβολή του όγκου του αερίου είναι ευθέως ανάλογη της θερμοκρασίας, δηλ.
V/T = καταστ
όπου Τ - θερμοκρασία σε κλίμακα Προς την (Κέλβιν)

Ο συνδυασμένος νόμος των αερίων του Boyle - Mariotte και του Gay-Lussac:
pV/T = συνεχ.
Αυτός ο τύπος χρησιμοποιείται συνήθως για τον υπολογισμό του όγκου ενός αερίου υπό δεδομένες συνθήκες, εάν ο όγκος του είναι γνωστός υπό άλλες συνθήκες. Εάν γίνει μετάβαση από κανονικές συνθήκες (ή σε κανονικές συνθήκες), τότε αυτός ο τύπος γράφεται ως εξής:
pV/T = p 0 V 0 /Τ 0 ,
όπου R 0 , V 0 ,Τ 0 - πίεση, όγκος αερίου και θερμοκρασία υπό κανονικές συνθήκες ( R 0 = 101 325 Pa , Τ 0 = 273 Κ V 0 \u003d 22,4 l / mol) .

Εάν η μάζα και η ποσότητα του αερίου είναι γνωστά, αλλά είναι απαραίτητο να υπολογιστεί ο όγκος του, ή αντίστροφα, χρησιμοποιήστε Εξίσωση Mendeleev-Claiperon:

όπου n - ποσότητα αερίου ουσίας, mol. Μ — μάζα, g; Μ είναι η μοριακή μάζα του αερίου, g/yol ; R είναι η καθολική σταθερά αερίου. R \u003d 8,31 J / (mol * K)

Η μάζα 1 mole μιας ουσίας ονομάζεται μοριακή μάζα. Πώς λέγεται ο όγκος 1 mol μιας ουσίας; Προφανώς, ονομάζεται και μοριακός όγκος.

Ποιος είναι ο μοριακός όγκος του νερού; Όταν μετρήσαμε 1 mol νερού, δεν ζυγίσαμε 18 g νερού στη ζυγαριά - αυτό είναι άβολο. Χρησιμοποιήσαμε εργαλεία μέτρησης: κύλινδρο ή ποτήρι, γιατί ξέραμε ότι η πυκνότητα του νερού είναι 1 g/ml. Επομένως, ο μοριακός όγκος του νερού είναι 18 ml/mol. Για υγρά και στερεά, ο μοριακός όγκος εξαρτάται από την πυκνότητά τους (Εικ. 52, α). Ένα άλλο πράγμα για τα αέρια (Εικ. 52, β).

Ρύζι. 52.
Μοριακοί όγκοι (n.a.):
α - υγρά και στερεά. β - αέριες ουσίες

Αν πάρουμε 1 mol υδρογόνου H 2 (2 g), 1 mol οξυγόνου O 2 (32 g), 1 mol όζοντος O 3 (48 g), 1 mol διοξειδίου του άνθρακα CO 2 (44 g) και ακόμη 1 mol υδρατμών H 2 O (18 g) υπό τις ίδιες συνθήκες, για παράδειγμα, κανονικές (στη χημεία, συνηθίζεται να ονομάζουμε κανονικές συνθήκες (n.a.) θερμοκρασία 0 ° C και πίεση 760 mm Hg, ή 101,3 kPa), αποδεικνύεται ότι 1 mol οποιουδήποτε από τα αέρια θα καταλαμβάνει τον ίδιο όγκο, ίσο με 22,4 λίτρα, και περιέχει τον ίδιο αριθμό μορίων - 6 × 10 23.

Και αν πάρουμε 44,8 λίτρα αερίου, τότε πόση από την ουσία του θα ληφθεί; Φυσικά, 2 mol, αφού ο δεδομένος όγκος είναι διπλάσιος από τον μοριακό όγκο. Συνεπώς:

όπου V είναι ο όγκος του αερίου. Από εδώ

Μοριακός όγκος είναι μια φυσική ποσότητα ίση με την αναλογία του όγκου μιας ουσίας προς την ποσότητα μιας ουσίας.

Ο μοριακός όγκος των αερίων ουσιών εκφράζεται σε l/mol. Vm - 22,4 l/mol. Ο όγκος ενός kilomol ονομάζεται kilomolar και μετριέται σε m 3 / kmol (Vm = 22,4 m 3 / kmol). Συνεπώς, ο χιλιοστομοριακός όγκος είναι 22,4 ml/mmol.

Εργασία 1. Να βρείτε τη μάζα 33,6 m 3 αμμωνίας NH 3 (ν.α.).

Εργασία 2. Να βρείτε τη μάζα και τον όγκο (ν.δ.) που έχουν 18 × 10 20 μόρια υδρόθειου H 2 S.

Κατά την επίλυση του προβλήματος, ας δώσουμε προσοχή στον αριθμό των μορίων 18 × 10 20 . Δεδομένου ότι το 10 20 είναι 1000 φορές μικρότερο από το 10 23, προφανώς, οι υπολογισμοί πρέπει να γίνουν χρησιμοποιώντας mmol, ml/mmol και mg/mmol.

Λέξεις-κλειδιά και φράσεις

1. Μοριακός, χιλιογραμμομοριακός και χιλιομοριακός όγκος αερίων.
2. Ο μοριακός όγκος των αερίων (υπό κανονικές συνθήκες) είναι 22,4 l / mol.
3. Φυσιολογικές συνθήκες.

Εργασία με υπολογιστή

1. Ανατρέξτε στην ηλεκτρονική εφαρμογή. Μελετήστε την ύλη του μαθήματος και ολοκληρώστε τις προτεινόμενες εργασίες.
2. Αναζητήστε στο Διαδίκτυο διευθύνσεις email που μπορούν να χρησιμεύσουν ως πρόσθετες πηγές που αποκαλύπτουν το περιεχόμενο των λέξεων-κλειδιών και των φράσεων της παραγράφου. Προσφέρετε στον δάσκαλο τη βοήθειά σας για την προετοιμασία ενός νέου μαθήματος - κάντε μια αναφορά στις λέξεις κλειδιά και τις φράσεις-κλειδιά της επόμενης παραγράφου.

Ερωτήσεις και εργασίες

1. Να βρείτε τη μάζα και τον αριθμό των μορίων στο n. y. για: α) 11,2 λίτρα οξυγόνου. β) 5,6 m3 άζωτο; γ) 22,4 ml χλωρίου.
2. Βρείτε τον όγκο που, στο n. y. θα πάρει: α) 3 g υδρογόνου; β) 96 kg όζοντος. γ) 12 × 10 20 μόρια αζώτου.
3. Να βρείτε τις πυκνότητες (μάζα 1 λίτρου) αργού, χλωρίου, οξυγόνου και όζοντος στο n. y. Πόσα μόρια κάθε ουσίας θα περιέχονται σε 1 λίτρο υπό τις ίδιες συνθήκες;
4. Υπολογίστε τη μάζα των 5 l (α.α.): α) οξυγόνο; β) όζον. γ) διοξείδιο του άνθρακα CO 2.
5. Προσδιορίστε ποιο είναι βαρύτερο: α) 5 λίτρα διοξειδίου του θείου (SO 2) ή 5 λίτρα διοξειδίου του άνθρακα (CO 2). β) 2 λίτρα διοξειδίου του άνθρακα (CO 2) ή 3 λίτρα μονοξειδίου του άνθρακα (CO).