Molært volumen af ​​gasformige stoffer. Finde det molære volumen af ​​gasser

Det molære volumen af ​​en gas er lig med forholdet mellem gassens volumen og mængden af ​​stof i denne gas, dvs.

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

hvor V m er det molære volumen af ​​gas - en konstant værdi for enhver gas under givne forhold;

V(X) – volumen af ​​gas X;

n(X) – mængde af gasstof X.

Molært volumen af ​​gasser ved normale forhold (normalt tryk pH = 101.325 Pa ≈ 101,3 kPa og temperatur Tn = 273,15 K ≈ 273 K) er V m = 22,4 l/mol.

Ideelle gaslove

I beregninger, der involverer gasser, er det ofte nødvendigt at skifte fra disse forhold til normale eller omvendt. I dette tilfælde er det praktisk at bruge formlen fra Boyle-Mariottes og Gay-Lussacs kombinerede gaslov:

pV / T = p n V n / T n

hvor p er tryk; V - volumen; T - temperatur på Kelvin-skalaen; indekset "n" angiver normale forhold.

Volumenbrøk

Sammensætningen af ​​gasblandinger udtrykkes ofte ved hjælp af volumenfraktionen - forholdet mellem volumenet af en given komponent og systemets samlede volumen, dvs.

φ(X) = V(X) / V

hvor φ(X) er volumenfraktionen af ​​komponent X;

V(X) - volumen af ​​komponent X;

V er systemets volumen.

Volumenbrøk- en dimensionsløs mængde, den er udtrykt i brøkdele af en enhed eller i procent.

Eksempel 1. Hvilket volumen vil ammoniak, der vejer 51 g, optage ved en temperatur på 20°C og et tryk på 250 kPa?

	1. Bestem mængden af ​​ammoniakstof: n(NH3) = m(NH3)/M(NH3) = 51/17 = 3 mol. 2. Volumenet af ammoniak under normale forhold er: V(NH3) = Vmn(NH3) = 22,43 = 67,2 l. 3. Ved hjælp af formel (3) reducerer vi volumen af ​​ammoniak til disse betingelser (temperatur T = (273 + 20) K = 293 K): V(NH3) = pn Vn (NH3)/pTn = 101,3 293 67,2 / 250 273 = 29,2 l. Svar: V(NH 3) = 29,2 l.

Eksempel 2. Bestem det volumen, som en gasblanding indeholdende brint, der vejer 1,4 g, og nitrogen, der vejer 5,6 g, vil optage under normale forhold.

	1. Find mængderne af brint- og nitrogenstoffer: n(N2) = m(N2)/M(N2) = 5,6/28 = 0,2 mol n(H2) = m(H2)/M(H2) = 1,4/2 = 0,7 mol 2. Da disse gasser under normale forhold ikke interagerer med hinanden, vil volumen gasblanding vilje lig med summen mængder af gasser, dvs. V(blandinger) = V(N 2) + V(H 2) = V m n(N 2) + V m n(H2) = 22,4 0,2 + 22,4 0,7 = 20,16 l. Svar: V(blanding) = 20,16 l.

Lov om volumetriske relationer

Hvordan løser man et problem ved hjælp af "loven om volumetriske relationer"?

Lov om volumenforhold: Mængderne af gasser involveret i en reaktion er relateret til hinanden som små heltal svarende til koefficienterne i reaktionsligningen.

Koefficienterne i reaktionsligningerne viser antallet af volumener af reagerende og dannede gasformige stoffer.

Eksempel. Beregn mængden af ​​luft, der kræves for at forbrænde 112 liter acetylen.

1. Vi sammensætter reaktionsligningen:

2. Ud fra loven om volumetriske relationer beregner vi mængden af ​​oxygen:

112 / 2 = X / 5, hvorfra X = 112 5 / 2 = 280l

3. Bestem mængden af ​​luft:

V(luft) = V(O 2) / φ(O 2)

V(luft) = 280 / 0,2 = 1400 l.

Sammen med masse og volumen i kemiske beregninger ofte bruges en stofmængde, der er proportional med antallet af strukturelle enheder i stoffet. I hvert enkelt tilfælde skal det angives, hvilke strukturelle enheder (molekyler, atomer, ioner osv.) der menes. Mængdenheden for et stof er muldvarpen.

Mol er mængden af ​​stof, der indeholder lige så mange molekyler, atomer, ioner, elektroner eller andre strukturelle enheder, som der er atomer i 12 g af 12C-kulstofisotopen.

Antallet af strukturelle enheder indeholdt i 1 mol af et stof (Avogadros konstant) bestemmes med stor nøjagtighed; i praktiske beregninger tages det lig med 6,02 1024 mol -1.

Det er let at vise, at massen af ​​1 mol af et stof (molær masse), udtrykt i gram, er numerisk lig med den relative molekylær vægt af dette stof.

Den relative molekylvægt (eller kort sagt molekylvægten) af frit klor C1g er således 70,90. Derfor er den molære masse af molekylært klor 70,90 g/mol. Molmassen af ​​kloratomer er dog halvt så meget (45,45 g/mol), da 1 mol Cl-klormolekyler indeholder 2 mol kloratomer.

Ifølge Avogadros lov indeholder lige store volumener af enhver gas, der tages ved samme temperatur og samme tryk, det samme antal molekyler. Med andre ord optager det samme antal molekyler af enhver gas det samme volumen under de samme forhold. Samtidig indeholder 1 mol af enhver gas det samme antal molekyler. Følgelig optager 1 mol af enhver gas under de samme betingelser det samme volumen. Dette volumen kaldes gassens molære volumen og er under normale forhold (0°C, tryk 101, 425 kPa) lig med 22,4 liter.

For eksempel betyder udsagnet "luftens kuldioxidindhold er 0,04 % (vol.)", at ved et partialtryk af CO 2 svarende til lufttrykket og ved samme temperatur vil kuldioxiden i luften tage op 0,04% af det samlede volumen optaget af luft.

Test opgave

1. Sammenlign antallet af molekyler indeholdt i 1 g NH 4 og i 1 g N 2. I hvilket tilfælde og hvor mange gange er antallet af molekyler større?

2. Udtryk massen af ​​et svovldioxid-molekyle i gram.

4. Hvor mange molekyler er der i 5,00 ml klor under normale forhold?

4. Hvilket volumen er under normale forhold optaget af 27 10 21 gasmolekyler?

5. Udtryk massen af ​​et NO 2 molekyle i gram -

6. Hvad er forholdet mellem de rumfang, der optages af 1 mol O2 og 1 mol Oz (betingelserne er de samme)?

7. Lige masser af ilt, brint og metan tages under samme forhold. Find forholdet mellem mængderne af gasser, der tages.

8. På spørgsmålet om, hvor meget volumen 1 mol vand vil optage under normale forhold, var svaret: 22,4 liter. Er dette det rigtige svar?

9. Udtryk massen af ​​et HCl-molekyle i gram.

Hvor mange molekyler kuldioxid er der i 1 liter luft, hvis det volumetriske indhold af CO 2 er 0,04 % (normale forhold)?

10. Hvor mange mol er der indeholdt i 1 m 4 af enhver gas under normale forhold?

11. Udtryk i gram massen af ​​et molekyle H 2 O-

12. Hvor mange mol ilt er der i 1 liter luft, hvis rumfanget

14. Hvor mange mol nitrogen er der i 1 liter luft, hvis dets volumetriske indhold er 78 % (normale forhold)?

14. Lige masser af ilt, brint og nitrogen tages under samme forhold. Find forholdet mellem mængderne af gasser, der tages.

15. Sammenlign antallet af molekyler indeholdt i 1 g NO 2 og i 1 g N 2. I hvilket tilfælde og hvor mange gange er antallet af molekyler større?

16. Hvor mange molekyler er indeholdt i 2,00 ml brint under standardbetingelser?

17. Udtryk i gram massen af ​​et molekyle H 2 O-

18. Hvilket volumen er under normale forhold optaget af 17 10 21 gasmolekyler?

HASTIGHED AF KEMISKE REAKTIONER

Ved definition af begrebet fart kemisk reaktion det er nødvendigt at skelne mellem homogene og heterogene reaktioner. Hvis der sker en reaktion i et homogent system, for eksempel i en opløsning eller i en blanding af gasser, så sker den i hele systemets volumen. Hastighed af homogen reaktion er mængden af ​​et stof, der reagerer eller dannes som følge af en reaktion pr. tidsenhed pr. volumenenhed af systemet. Da forholdet mellem antallet af mol af et stof og det rumfang, det er fordelt i, er stoffets molære koncentration, kan hastigheden af ​​en homogen reaktion også defineres som ændring i koncentration pr. tidsenhed af et hvilket som helst af stofferne: startreagenset eller reaktionsproduktet. For at sikre, at beregningsresultatet altid er positivt, uanset om det er baseret på et reagens eller et produkt, bruges tegnet "±" i formlen:

Afhængigt af reaktionens art kan tiden udtrykkes ikke kun i sekunder, som krævet af SI-systemet, men også i minutter eller timer. Under reaktionen er størrelsen af ​​dens hastighed ikke konstant, men ændres løbende: den falder, efterhånden som koncentrationerne af udgangsstofferne falder. Ovenstående beregning giver gennemsnitsværdien af ​​reaktionshastigheden over et bestemt tidsinterval Δτ = τ 2 – τ 1. Sand (øjeblikkelig) hastighed er defineret som den grænse, som forholdet Δ har tendens til MED/ Δτ ved Δτ → 0, dvs. den sande hastighed er lig med den afledte af koncentrationen med hensyn til tid.

For en reaktion, hvis ligning indeholder støkiometriske koefficienter, der adskiller sig fra enhed, er hastighedsværdierne udtrykt i form af forskellige stoffer, er ikke de samme. For eksempel, for reaktionen A + 4B = D + 2E, er forbruget af stof A et mol, det af stof B er tre mol, og forsyningen af ​​stof E er to mol. Derfor υ (A) = ⅓ υ (B) = υ (D) =½ υ (E) eller υ (E). = ⅔ υ (IN) .

Hvis der opstår en reaktion mellem stoffer placeret i forskellige faser af et heterogent system, kan det kun ske i grænsefladen mellem disse faser. For eksempel sker interaktionen mellem en syreopløsning og et metalstykke kun på overfladen af ​​metallet. Hastighed af heterogen reaktion er mængden af ​​et stof, der reagerer eller dannes som et resultat af en reaktion pr. tidsenhed pr. grænsefladeoverflade:

.

Afhængigheden af ​​hastigheden af ​​en kemisk reaktion af koncentrationen af ​​reaktanter er udtrykt ved loven aktive masser: ved en konstant temperatur er hastigheden af ​​en kemisk reaktion direkte proportional med produktet af de molære koncentrationer af de reagerende stoffer forhøjet til potenser svarende til koefficienterne i formlerne for disse stoffer i reaktionsligningen. Så til reaktionen

2A + B → produkter

forholdet er gyldigt υ ~ · MED A 2 · MED B, og for overgang til ligestilling indføres en proportionalitetskoefficient k, hedder reaktionshastighedskonstant:

υ = k· MED A 2 · MED B = k·[A] 2 ·[B]

(molære koncentrationer i formler kan angives med bogstavet MED med det tilsvarende indeks og formlen for stoffet omgivet af firkantede parenteser). Den fysiske betydning af reaktionshastighedskonstanten er reaktionshastigheden ved koncentrationer af alle reaktanter lig med 1 mol/l. Dimensionen af ​​reaktionshastighedskonstanten afhænger af antallet af faktorer på højre side af ligningen og kan være c –1 ; s -1 -(l/mol); s –1 · (l 2 /mol 2) osv., det vil sige sådan, at reaktionshastigheden under alle omstændigheder i beregninger er udtrykt i mol · l –1 · s –1.

For heterogene reaktioner inkluderer ligningen for massevirkningsloven kun koncentrationerne af de stoffer, der er i gasfasen eller i opløsning. Koncentrationen af ​​et stof i den faste fase er en konstant værdi og er inkluderet i hastighedskonstanten, for eksempel for forbrændingsprocessen af ​​kul C + O 2 = CO 2, er loven om massevirkning skrevet:

υ = kI·konst··= k·,

Hvor k= kI konst.

I systemer, hvor et eller flere stoffer er gasser, afhænger reaktionshastigheden også af tryk. For eksempel, når brint interagerer med joddamp H 2 + I 2 = 2HI, vil hastigheden af ​​den kemiske reaktion blive bestemt af udtrykket:

υ = k··.

Hvis du øger trykket, for eksempel med 4 gange, vil det volumen, der er optaget af systemet, falde med samme mængde, og følgelig vil koncentrationerne af hvert af de reagerende stoffer stige med samme mængde. Reaktionshastigheden i dette tilfælde vil stige 9 gange

Reaktionshastighedens afhængighed af temperaturen beskrevet af van't Hoffs regel: for hver 10 graders temperaturstigning øges reaktionshastigheden 2-4 gange. Det betyder, at når temperaturen stiger aritmetisk progression hastigheden af ​​en kemisk reaktion stiger eksponentielt. Grundlaget i progressionsformlen er temperaturkoefficient for reaktionshastighedγ, der viser hvor mange gange hastigheden af ​​en given reaktion stiger (eller, som er det samme, hastighedskonstanten) med en stigning i temperaturen med 10 grader. Matematisk er Van't Hoffs regel udtrykt ved formlerne:

eller

hvor og er reaktionshastighederne henholdsvis ved initialen t 1 og sidste t 2 temperaturer. Van't Hoffs regel kan også udtrykkes ved følgende relationer:

; ; ; ,

hvor og er henholdsvis hastigheden og hastighedskonstanten for reaktionen ved temperatur t; og – de samme værdier ved temperatur t +10n; n– antal "ti graders" intervaller ( n =(t 2 –t 1)/10), hvormed temperaturen har ændret sig (kan være et heltal eller et brøktal, positivt eller negativt).

Test opgave

1. Find værdien af ​​hastighedskonstanten for reaktionen A + B -> AB, hvis ved koncentrationer af stoffer A og B lig med henholdsvis 0,05 og 0,01 mol/l, er reaktionshastigheden 5 10 -5 mol/(l) -min).

2. Hvor mange gange vil reaktionshastigheden 2A + B -> A2B ændre sig, hvis koncentrationen af ​​stof A øges med 2 gange, og koncentrationen af ​​stof B reduceres med 2 gange?

4. Hvor mange gange skal koncentrationen af ​​stoffet, B 2 i systemet 2A 2 (g) + B 2 (g) = 2A 2 B (g), øges, så når koncentrationen af ​​stof A falder med 4 gange , ændres hastigheden af ​​den direkte reaktion ikke ?

4. Nogen tid efter starten af ​​reaktionen 3A+B->2C+D var koncentrationerne af stoffer: [A] =0,04 mol/l; [B] = 0,01 mol/l; [C] = 0,008 mol/l. Hvad er startkoncentrationerne af stoffer A og B?

5. I systemet CO + C1 2 = COC1 2 blev koncentrationen øget fra 0,04 til 0,12 mol/l, og klorkoncentrationen blev øget fra 0,02 til 0,06 mol/l. Hvor mange gange steg hastigheden af ​​den fremadrettede reaktion?

6. Reaktionen mellem stofferne A og B er udtrykt ved ligningen: A + 2B → C. Begyndelseskoncentrationerne er: [A] 0 = 0,04 mol/l, [B] o = 0,05 mol/l. Reaktionshastighedskonstanten er 0,4. Find starthastighed reaktioner og reaktionshastigheden efter nogen tid, når koncentrationen af ​​stof A falder med 0,01 mol/l.

7. Hvordan vil reaktionshastigheden 2CO + O2 = 2CO2, der forekommer i en lukket beholder, ændre sig, hvis trykket fordobles?

8. Beregn, hvor mange gange reaktionshastigheden vil stige, hvis systemets temperatur øges fra 20 °C til 100 °C, idet værdien af ​​temperaturkoefficienten for reaktionshastigheden er lig med 4.

9. Hvordan vil reaktionshastigheden 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) ændre sig, hvis trykket i systemet øges med 4 gange;

10. Hvordan vil reaktionshastigheden 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) ændre sig, hvis systemets volumen reduceres med 4 gange?

11. Hvordan vil reaktionshastigheden 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) ændre sig, hvis koncentrationen af ​​NO øges med 4 gange?

12. Hvad er temperaturkoefficienten for reaktionshastigheden, hvis reaktionshastigheden ved en temperaturstigning på 40 grader

stiger med 15,6 gange?

14. . Find værdien af ​​hastighedskonstanten for reaktionen A + B -> AB, hvis ved koncentrationer af stofferne A og B lig med henholdsvis 0,07 og 0,09 mol/l, er reaktionshastigheden 2,7 10 -5 mol/(l-min. ).

14. Reaktionen mellem stofferne A og B er udtrykt ved ligningen: A + 2B → C. Begyndelseskoncentrationerne er: [A] 0 = 0,01 mol/l, [B] o = 0,04 mol/l. Reaktionshastighedskonstanten er 0,5. Find den indledende reaktionshastighed og reaktionshastigheden efter nogen tid, når koncentrationen af ​​stof A falder med 0,01 mol/l.

15. Hvordan vil reaktionshastigheden 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) ændre sig, hvis trykket i systemet fordobles;

16. I systemet CO + C1 2 = COC1 2 blev koncentrationen øget fra 0,05 til 0,1 mol/l, og klorkoncentrationen blev øget fra 0,04 til 0,06 mol/l. Hvor mange gange steg hastigheden af ​​den fremadrettede reaktion?

17. Beregn, hvor mange gange reaktionshastigheden vil stige, hvis systemets temperatur øges fra 20 °C til 80 °C, idet værdien af ​​temperaturkoefficienten for reaktionshastigheden er lig med 2.

18. Beregn, hvor mange gange reaktionshastigheden vil stige, hvis systemets temperatur øges fra 40 °C til 90 °C, idet værdien af ​​temperaturkoefficienten for reaktionshastigheden er lig med 4.

KEMISK BÆNDING. DANNING OG STRUKTUR AF MOLEKYLER

1. Hvilke typer kemiske bindinger kender du? Giv et eksempel på dannelsen af ​​en ionbinding ved hjælp af valensbindingsmetoden.

2. Hvilken kemisk binding kaldet kovalent? Hvad er karakteristisk for den kovalente type binding?

4. Hvilke egenskaber er karakteriseret ved en kovalent binding? Vis dette med konkrete eksempler.

4. Hvilken type kemisk binding er der i H2-molekyler; Cl2HC1?

5.Hvad er arten af ​​bindingerne i molekyler? NCI 4 CS 2, CO 2? Angiv for hver af dem forskydningsretningen for det fælles elektronpar.

6. Hvilken kemisk binding kaldes ionisk? Hvad er karakteristisk for den ioniske type binding?

7. Hvilken type binding er der i molekylerne NaCl, N 2, Cl 2?

8. Forestil dig alt mulige måder overlapning af s-orbital med p-orbital;. Angiv kommunikationsretningen i dette tilfælde.

9. Forklar donor-acceptor-mekanismen kovalent binding ved at bruge eksemplet med dannelsen af ​​phosphoniumion [PH 4 ]+.

10. I CO-molekyler, C0 2, er bindingen polær eller upolær? Forklare. Beskriv hydrogenbinding.

11. Hvorfor er nogle molekyler, der har polære bindinger, generelt upolære?

12.Kovalent eller ion type kommunikation er typisk for følgende forbindelser: Nal, S0 2, KF? Hvorfor ionbinding er det begrænsende tilfælde af kovalent?

14. Hvad er metalforbindelse? Hvordan adskiller det sig fra en kovalent binding? Hvilke egenskaber af metaller bestemmer det?

14. Hvad er arten af ​​bindingerne mellem atomer i molekyler; KHF 2, H 2 0, HNO ?

15. Hvordan kan vi forklare den høje bindingsstyrke mellem atomer i nitrogenmolekylet N2 og den væsentligt lavere styrke i fosformolekylet P4?

16 . Hvilken slags binding kaldes en hydrogenbinding? Hvorfor dannes molekyler af H2S og HC1, i modsætning til H2O og HF hydrogenbindinger ikke typisk?

17. Hvilken binding kaldes ionisk? Har en ionbinding egenskaberne mætning og retningsbestemt? Hvorfor er det et ekstremt tilfælde af kovalent binding?

18. Hvilken type binding er der i molekylerne NaCl, N 2, Cl 2?

Rumfanget af et gram-molekyle af en gas, ligesom massen af ​​et gram-molekyle, er en afledt måleenhed og udtrykkes som forholdet mellem volumen-enheder - liter eller milliliter til et mol. Derfor er dimensionen af ​​gram-molekylært volumen lig med l/mol eller ml/mol. Da volumenet af en gas afhænger af temperatur og tryk, varierer det gram-molekylære volumen af ​​en gas afhængigt af forholdene, men da gram-molekylerne af alle stoffer indeholder det samme antal molekyler, er gram-molekylerne af alle stoffer under de samme forhold optager samme volumen. Under normale forhold. = 22,4 l/mol eller 22.400 ml/mol. Omdannelse af en gass gram-molekylære volumen under normale forhold til volumen under givne produktionsbetingelser. beregnes efter ligningen: J-t-tr hvoraf det følger, at hvor Vo er gassens gram-molekylære volumen under normale forhold, er Umol det ønskede gram-molekylære volumen af ​​gassen. Eksempel. Beregn det gram-molekylære volumen af ​​gassen ved 720 mm Hg. Kunst. og 87°C. Løsning. De vigtigste beregninger vedrørte det gram-molekylære volumen af ​​en gas a) Konvertering af gasvolumen til antal mol og antal mol til volumen gas. Eksempel 1. Beregn hvor mange mol der er indeholdt i 500 liter gas under normale forhold. Løsning. Eksempel 2. Beregn rumfanget af 3 mol gas ved 27*C 780 mm Hg. Kunst. Løsning. Vi beregner gassens grammolekylære volumen under de specificerede betingelser: V - ™ ** RP st. - 22.A l/mol. 300 grader = 94 p. --273 vrad 780 mm Hg."ap.--24"° Beregn rumfanget af 3 mol GRAM MOLEKYLÆR VOLUMEN AF GAS V = 24,0 l/mol 3 mol = 72 l b) Omregning af gasmassen til dets volumen og volumen af ​​gas ved dens masse. I det første tilfælde skal du først beregne antallet af mol gas ud fra dens masse og derefter volumenet af gas fra det fundne antal mol. I det andet tilfælde skal du først beregne antallet af mol gas ud fra dets volumen, og derefter, ud fra det fundne antal mol, beregne massen af ​​gassen. Eksempel 1, Beregn hvor meget volumen (ved nul) 5,5 g kuldioxid CO* vil optage. |icoe ■= 44 g/mol V = 22,4 l/mol 0,125 mol 2,80 l Eksempel 2. Beregn massen af ​​800 ml (ved nul) kulilte CO. Løsning. |*co => 28 g/mol m « 28 g/lnm 0,036 did* =» 1,000 g Hvis massen af ​​en gas ikke er udtrykt i gram, men i kilogram eller tons, og dens rumfang ikke er udtrykt i liter eller milliliter , men i kubikmeter , så er en to-fold tilgang til disse beregninger mulig: enten opdeles de højere mål i lavere, eller også er beregningen kendt for ae med mol, og med kilogram-molekyler eller ton-molekyler, vha. følgende forhold: under normale forhold, 1 kilogram-molekyle-22.400 l/kmol, 1 ton molekyle - 22.400 m*/tmol. Dimensioner: kilogram-molekyle - kg/kmol, ton-molekyle - t/tmol. Eksempel 1. Beregn rumfanget af 8,2 tons ilt. Løsning. 1 ton-molekyle Oa » 32 t/tmol. Vi finder antallet af ton iltmolekyler indeholdt i 8,2 tons ilt: 32 t/tmol ** 0,1 Vi beregner volumen af ​​ilt: Uo, = 22.400 m*/tmol 0,1 t/mol = 2240 l" Eksempel 2. Beregn masse på 1000 -k* ammoniak (ved standardbetingelser). Løsning. Vi beregner antallet af ton-molekyler i den angivne mængde ammoniak: "-stag5JT-0,045 t/mol Vi beregner massen af ​​ammoniak: 1 ton-molekyle NH, 17 t/mol tyv, = 17 t/mol 0,045 t/ mol * 0,765 t Generelt princip for beregninger, vedrørende gasblandinger er, at beregninger vedrørende enkelte komponenter udføres separat, og derefter opsummeres resultaterne Eksempel 1. Beregn rumfanget af en gasblanding bestående af 140 g nitrogen og 30 g brint under normale forhold. Vi beregner antallet af mol nitrogen og brint i blandingen (nr. «= 28 e/mol; cn, = 2 g/mol): 140 £ 30 i 28 g/. mol W Total 20 mol GRAM MOLEKYLÆR VOLUMEN AF GAS Beregn volumenet af blandingen: Indeholdt i 22"4 AlnoAb 20 mol « 448 l Eksempel 2. Beregn massen af ​​114 blanding (ved standardbetingelser) af kulilte og. carbondioxid, hvis volumetriske sammensætning er udtrykt ved forholdet: /lso: /iso, = 8:3. Løsning. Ved vi finder rumfanget af hver gas ved metoden med proportional division, hvorefter vi beregner det tilsvarende antal mol: t/ II l» 8 Q »» 11 J 8 Q Kcoe 8 + 3 8 * Va>"a & + & * VCQM grfc -0"36 ^- grfc "" 0,134 zhas * Beregning af! massen af ​​hver af gasserne ud fra det fundne antal mol af hver af dem. 1 "co 28 g/mol jico moo " 28 e! mol 0,36 mol "Syd tso = 44 e/zham" - 0,134 "au> - 5,9 g Ved at tilføje de fundne masser af hver af komponenterne, finder vi massen af ​​blandingen: t^m = 10. g -f 5,9 g = 15,9 e Beregning af gassens molekylmasse pr. gram -molekylært volumen Vi diskuterede ovenfor metoden til at beregne molekylmassen af ​​en gas ved relativ massefylde Nu vil vi overveje metoden til at beregne molekylmassen af en gas efter gram-molekylært volumen Når vi beregner, antager vi, at massen og volumen af ​​en gas er direkte proportional med hinanden -molekylvolumen af ​​en gas er til dens gram-molekylære masse, som udtrykkes i matematisk form som følger: molekylær masse. Derfor _ Uiol t r? Lad os overveje beregningsmetoden ved hjælp af et specifikt eksempel. "Eksempel. Massen af ​​34$ ju gas ved 740 mm Hg, pi og 21 ° C er lig med 0,604 g. Beregn gassens molekylmasse. Løsning. For at løse skal du kende gram-molekylvolumenet af Derfor, før du fortsætter med beregningerne, skal du stoppe ved et bestemt gram-molekylært volumen af ​​gassen, som er lig med 22,4 l/mol af gas angivet i problemformuleringen skal reduceres til normale forhold. Men du kan tværtimod beregne det gram-molekylære volumen af ​​gas under de betingelser, der er angivet i opgaven. Med den første beregningsmetode opnås følgende design : 740 * mHg 340 ml - 273 grader ^ Q ^ 0 760 mm Hg 294 grader ™ 1 l/mol 0,604 v _ s i,pya -tn-8 = 44 g, M0Аb find: V - 22»4 A mol Nr. mm Hg -29A deg 0A77 l1ylv Uiol 273 vrad 740 mm Hg ~ R*0** I begge tilfælde beregner vi massen af ​​et grammolekyle, men da grammolekylet. er numerisk lig med molekylmassen, finder vi derved molekylmassen.

Massen af ​​1 mol af et stof kaldes molær. Hvad kaldes rumfanget af 1 mol af et stof? Dette kaldes naturligvis også molært volumen.

Hvad er lig med molært volumen vand? Da vi målte 1 mol vand, vejede vi ikke 18 g vand på vægten - det er ubelejligt. Vi brugte målebeholdere: en cylinder eller et bægerglas, da vi vidste, at vandtætheden er 1 g/ml. Derfor er det molære volumen af ​​vand 18 ml/mol. For væsker og faste stoffer afhænger molvolumenet af deres densitet (fig. 52, a). Det er en anden sag med gasser (fig. 52, b).

Ris. 52.
Molære volumener (n.s.):
a - væsker og faste stoffer; b - gasformige stoffer

Hvis du tager 1 mol hydrogen H2 (2 g), 1 mol oxygen O2 (32 g), 1 mol ozon O3 (48 g), 1 mol kuldioxid CO2 (44 g) og endda 1 mol vanddamp H2O (18 g) under de samme forhold, for eksempel normal (i kemi er det sædvanligt at kalde normale forhold (n.s.) en temperatur på 0 ° C og et tryk på 760 mm Hg, eller 101,3 kPa), så viser det sig at 1 mol af enhver af gasserne vil optage det samme volumen, svarende til 22,4 liter, og indeholde det samme antal molekyler - 6 × 10 23.

Og hvis du tager 44,8 liter gas, hvor meget af dets stof vil så blive taget? Selvfølgelig 2 mol, da det givne volumen er det dobbelte af molvolumenet. Derfor:

hvor V er volumenet af gas. Herfra

Molar volumen er fysisk mængde, lig med forholdet mellem et stofs volumen og mængden af ​​et stof.

Det molære rumfang af gasformige stoffer er udtrykt i l/mol. Vm - 22,4 l/mol. Rumfanget af en kilomol kaldes kilomolar og måles i m 3 /kmol (Vm = 22,4 m 3 /kmol). Følgelig er det millimolære volumen 22,4 ml/mmol.

Opgave 1. Find massen af ​​33,6 m 3 ammoniak NH 3 (n.s.).

Opgave 2. Find massen og rumfanget (n.v.) af 18 × 10 20 molekyler svovlbrinte H 2 S.

Når vi løser problemet, lad os være opmærksomme på antallet af molekyler 18 × 10 20. Da 10 20 er 1000 gange mindre end 10 23, bør beregninger naturligvis udføres med mmol, ml/mmol og mg/mmol.

Nøgleord og sætninger

1. Molære, millimolære og kilomolære volumener af gasser.
2. Det molære volumen af ​​gasser (under normale forhold) er 22,4 l/mol.
3. Normale forhold.

Arbejde med computer

1. Der henvises til den elektroniske ansøgning. Studer lektionsmaterialet og udfør de tildelte opgaver.
2. Find e-mail-adresser på internettet, der kan tjene som yderligere kilder, der afslører indholdet af søgeord og sætninger i afsnittet. Tilbyd din hjælp til læreren med at forberede en ny lektion - send en besked pr søgeord og sætninger i næste afsnit.

Spørgsmål og opgaver

1. Find massen og antallet af molekyler ved n. u. for: a) 11,2 liter oxygen; b) 5,6 m3 nitrogen; c) 22,4 ml klor.
2. Find det volumen, der ved n. u. vil tage: a) 3 g hydrogen; b) 96 kg ozon; c) 12 × 1020 nitrogenmolekyler.
3. Find massefylderne (masse 1 liter) af argon, klor, ilt og ozon ved stuetemperatur. u. Hvor mange molekyler af hvert stof vil være indeholdt i 1 liter under de samme forhold?
4. Beregn massen af ​​5 liter (n.s.): a) oxygen; b) ozon; c) kuldioxid CO 2.
5. Angiv, hvad der er tungere: a) 5 liter svovldioxid (SO 2) eller 5 liter kuldioxid (CO 2); b) 2 l kuldioxid (CO 2) eller 3 l carbonmonoxid(SÅ).

Før du løser problemer, bør du kende formlerne og reglerne for, hvordan du finder gasvolumenet. Vi bør huske Avogadros lov. Og selve gasvolumenet kan beregnes ved hjælp af flere formler ved at vælge den passende fra dem. Ved valg påkrævet formel, stor betydning har miljømæssige forhold, især temperatur og tryk.

Avogadros lov

Den siger, at ved samme tryk og samme temperatur vil de samme volumener af forskellige gasser indeholde det samme antal molekyler. Antallet af gasmolekyler indeholdt i en mol er Avogadros tal. Af denne lov følger det, at: 1 Kmol (kilomol) ideel gas, og enhver, ved samme tryk og temperatur (760 mm Hg og t = 0*C) optager altid et volumen = 22,4136 m3.

Sådan bestemmes gasvolumen

• Formlen V=n*Vm kan oftest findes i opgaver. Her er gasvolumenet i liter V, Vm er det molære volumen af ​​gas (l/mol), som under normale forhold = 22,4 l/mol, og n er mængden af ​​stof i mol. Når betingelserne ikke har mængden af ​​et stof, men der er en masse af stoffet, så går vi frem på denne måde: n=m/M. Her M – g/mol ( Molar masse stof), og stoffets masse i gram er m. I det periodiske system er det skrevet under hvert grundstof, som det er atommasse. Lad os lægge alle masserne sammen og få den ønskede.
• Så, hvordan man beregner mængden af ​​gas. Her er opgaven: saltsyre opløs 10 g aluminium. Spørgsmål: hvor meget brint kan frigives ved u.? Reaktionsligningen ser således ud: 2Al+6HCl(g)=2AlCl3+3H2. Allerede i begyndelsen finder vi den aluminium (mængde), der reagerede efter formlen: n(Al)=m(Al)/M(Al). Vi tager massen af ​​aluminium (molær) fra det periodiske system M(Al) = 27 g/mol. Lad os erstatte: n(Al)=10/27=0,37 mol. Fra kemisk ligning Tilsyneladende blev der dannet 3 mol brint, når 2 mol aluminium blev opløst. Det er nødvendigt at beregne, hvor meget brint der frigives fra 0,4 mol aluminium: n(H2)=3*0,37/2=0,56mol. Lad os erstatte dataene i formlen og finde volumen af ​​denne gas. V=n*Vm=0,56*22,4=12,54l.