Molar volum av gassformige stoffer. Finne det molare volumet av gasser

Molvolumet til en gass er lik forholdet mellom volumet av gassen og stoffmengden til denne gassen, dvs.

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

hvor V m er det molare volumet av gass - en konstant verdi for enhver gass under gitte forhold;

V(X) – volum av gass X;

n(X) – mengde gassstoff X.

Molar volum av gasser ved normale forhold (normalt trykk pH = 101 325 Pa ≈ 101,3 kPa og temperatur Tn = 273,15 K ≈ 273 K) er V m = 22,4 l/mol.

Ideelle gasslover

I beregninger som involverer gasser er det ofte nødvendig å bytte fra disse forholdene til normale forhold eller omvendt. I dette tilfellet er det praktisk å bruke formelen som følger fra den kombinerte gassloven til Boyle-Mariotte og Gay-Lussac:

pV / T = p n V n / T n

Hvor p er trykk; V - volum; T - temperatur på Kelvin-skalaen; indeksen "n" indikerer normale forhold.

Volumfraksjon

Sammensetningen av gassblandinger uttrykkes ofte ved bruk av volumfraksjonen - forholdet mellom volumet av en gitt komponent og systemets totale volum, dvs.

φ(X) = V(X) / V

hvor φ(X) er volumfraksjonen av komponent X;

V(X) - volum av komponent X;

V er volumet til systemet.

Volumfraksjon- en dimensjonsløs mengde, den uttrykkes i brøkdeler av en enhet eller i prosent.

Eksempel 1. Hvilket volum vil ammoniakk som veier 51 g oppta ved en temperatur på 20°C og et trykk på 250 kPa?

	1. Bestem mengden ammoniakkstoff: n(NH3) = m(NH3)/M(NH3) = 51/17 = 3 mol. 2. Volumet av ammoniakk under normale forhold er: V(NH3) = Vm n(NH3) = 22,4 3 = 67,2 l. 3. Ved å bruke formel (3) reduserer vi volumet av ammoniakk til disse forholdene (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 volumet som en gassblanding som inneholder hydrogen, som veier 1,4 g, og nitrogen, som veier 5,6 g, vil oppta under normale forhold.

	1. Finn mengdene hydrogen og nitrogenstoffer: n(N 2) = m(N 2) / M(N 2) = 5,6 / 28 = 0,2 mol n(H 2) = m(H 2) / M(H 2) = 1,4 / 2 = 0,7 mol 2. Siden disse gassene under normale forhold ikke samhandler med hverandre, vil volumet gassblanding vil lik summen volumer av 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.

Loven om volumetriske relasjoner

Hvordan løser jeg et problem ved å bruke "loven om volumetriske forhold"?

Lov om volumforhold: Volumene av gasser involvert i en reaksjon er relatert til hverandre som små heltall lik koeffisientene i reaksjonsligningen.

Koeffisientene i reaksjonsligningene viser antall volumer av reagerende og dannede gassformige stoffer.

Eksempel. Beregn volumet luft som kreves for å brenne 112 liter acetylen.

1. Vi komponerer reaksjonsligningen:

2. Basert på loven om volumetriske relasjoner, beregner vi volumet av oksygen:

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

3. Bestem volumet av luft:

V(luft) = V(O 2) / φ(O 2)

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

Sammen med masse og volum i kjemiske beregninger Ofte brukes en mengde stoff som er proporsjonal med antall strukturelle enheter i stoffet. I hvert tilfelle skal det angis hvilke strukturelle enheter (molekyler, atomer, ioner osv.) som menes. Mengdeenheten til et stoff er føflekken.

Mol er mengden stoff som inneholder like mange molekyler, atomer, ioner, elektroner eller andre strukturelle enheter som det er atomer i 12 g av 12C-karbonisotopen.

Antall strukturelle enheter i 1 mol av et stoff (Avogadros konstant) bestemmes med stor nøyaktighet; i praktiske beregninger er det tatt lik 6,02 1024 mol -1.

Det er lett å vise at massen til 1 mol av et stoff (molar masse), uttrykt i gram, er numerisk lik den relative molekylær vekt av dette stoffet.

Således er den relative molekylvekten (eller kort sagt molekylvekten) av fritt klor C1g 70,90. Derfor er den molare massen av molekylært klor 70,90 g/mol. Imidlertid er molmassen til kloratomer halvparten så mye (45,45 g/mol), siden 1 mol Cl-klormolekyler inneholder 2 mol kloratomer.

I følge Avogadros lov inneholder like volumer av alle gasser tatt ved samme temperatur og samme trykk samme antall molekyler. Med andre ord, det samme antall molekyler av en hvilken som helst gass opptar samme volum under de samme forholdene. Samtidig inneholder 1 mol av en hvilken som helst gass samme antall molekyler. Følgelig, under de samme forholdene, opptar 1 mol av en hvilken som helst gass samme volum. Dette volumet kalles det molare volumet til gassen og er under normale forhold (0°C, trykk 101, 425 kPa) lik 22,4 liter.

For eksempel betyr utsagnet "karbondioksidinnholdet i luften er 0,04 % (vol.)" at ved et partialtrykk av CO 2 lik lufttrykket og ved samme temperatur vil karbondioksidet i luften ta opp 0,04 % av det totale volumet okkupert av luft.

Testoppgave

1. Sammenlign antall molekyler som finnes i 1 g NH 4 og i 1 g N 2. I hvilket tilfelle og hvor mange ganger er antallet molekyler større?

2. Uttrykk massen til ett svoveldioksidmolekyl i gram.

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

4. Hvilket volum under normale forhold okkuperes av 27 10 21 gassmolekyler?

5. Uttrykk massen til ett NO 2-molekyl i gram -

6. Hva er forholdet mellom volumene okkupert av 1 mol O2 og 1 mol Oz (betingelsene er de samme)?

7. Like store mengder oksygen, hydrogen og metan tas under samme forhold. Finn forholdet mellom volumene av gasser tatt.

8. På spørsmålet om hvor mye volum 1 mol vann vil oppta under normale forhold, var svaret: 22,4 liter. Er dette riktig svar?

9. Uttrykk massen til ett HCl-molekyl i gram.

Hvor mange karbondioksidmolekyler er det i 1 liter luft hvis det volumetriske innholdet av CO 2 er 0,04 % (normale forhold)?

10. Hvor mange mol er det i 1 m 4 av en gass under normale forhold?

11. Uttrykk i gram massen til ett molekyl H 2 O-

12. Hvor mange mol oksygen er det i 1 liter luft, hvis volumet

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

14. Like store mengder oksygen, hydrogen og nitrogen tas under samme forhold. Finn forholdet mellom volumene av gasser tatt.

15. Sammenlign antall molekyler som finnes i 1 g NO 2 og i 1 g N 2. I hvilket tilfelle og hvor mange ganger er antallet molekyler større?

16. Hvor mange molekyler er det i 2,00 ml hydrogen under standardforhold?

17. Uttrykk i gram massen til ett molekyl H 2 O-

18. Hvilket volum under normale forhold okkuperes av 17 10 21 gassmolekyler?

HASTIGHETEN AV KJEMISKE REAKSJONER

Når du skal definere konseptet hastighet kjemisk reaksjon det er nødvendig å skille mellom homogene og heterogene reaksjoner. Hvis en reaksjon skjer i et homogent system, for eksempel i en løsning eller i en blanding av gasser, skjer den gjennom hele systemets volum. Hastighet for homogen reaksjon er mengden av et stoff som reagerer eller dannes som et resultat av en reaksjon per tidsenhet per volumenhet av systemet. Siden forholdet mellom antall mol av et stoff og volumet det er fordelt i er stoffets molare konsentrasjon, kan hastigheten på en homogen reaksjon også defineres som endring i konsentrasjon per tidsenhet av noen av stoffene: startreagenset eller reaksjonsproduktet. For å sikre at beregningsresultatet alltid er positivt, uavhengig av om det er basert på et reagens eller et produkt, brukes "±"-tegnet i formelen:

Avhengig av reaksjonens art, kan tiden uttrykkes ikke bare i sekunder, som kreves av SI-systemet, men også i minutter eller timer. Under reaksjonen er størrelsen på hastigheten ikke konstant, men endres kontinuerlig: den avtar når konsentrasjonene av utgangsstoffene reduseres. Beregningen ovenfor gir gjennomsnittsverdien av reaksjonshastigheten over et visst tidsintervall Δτ = τ 2 – τ 1. Sann (øyeblikkelig) hastighet er definert som grensen som forholdet Δ tenderer til MED/ Δτ ved Δτ → 0, dvs. den sanne hastigheten er lik den deriverte av konsentrasjonen med hensyn til tid.

For en reaksjon hvis ligning inneholder støkiometriske koeffisienter som avviker fra enhet, er hastighetsverdiene uttrykt i form av forskjellige stoffer, er ikke det samme. For eksempel, for reaksjonen A + 4B = D + 2E, er forbruket av stoff A en mol, forbruket av stoff B er tre mol, og tilførselen av stoff E er to mol. Derfor υ (A) = ⅓ υ (B) = υ (D) =½ υ (E) eller υ (E) . = ⅔ υ (IN) .

Hvis det oppstår en reaksjon mellom stoffer som befinner seg i forskjellige faser av et heterogent system, kan det bare skje i grensesnittet mellom disse fasene. For eksempel skjer samspillet mellom en sur løsning og et metallstykke bare på overflaten av metallet. Hastighet for heterogen reaksjon er mengden av et stoff som reagerer eller dannes som et resultat av en reaksjon per tidsenhet per grensesnittflate:

.

Avhengigheten av hastigheten til en kjemisk reaksjon på konsentrasjonen av reaktanter er uttrykt av loven aktive masser: ved konstant temperatur er hastigheten til en kjemisk reaksjon direkte proporsjonal med produktet av molare konsentrasjoner av de reagerende stoffene hevet til potenser lik koeffisientene i formlene til disse stoffene i reaksjonsligningen. Så for reaksjonen

2A + B → produkter

forholdet er gyldig υ ~ · MED A 2 · MED B, og for overgang til likestilling innføres en proporsjonalitetskoeffisient k, kalt reaksjonshastighetskonstant:

υ = k· MED A 2 · MED B = k·[A] 2 ·[B]

(molare konsentrasjoner i formler kan angis med bokstaven MED med den tilsvarende indeksen og formelen til stoffet i hakeparenteser). Den fysiske betydningen av reaksjonshastighetskonstanten er reaksjonshastigheten ved konsentrasjoner av alle reaktanter lik 1 mol/l. Dimensjonen til reaksjonshastighetskonstanten avhenger av antall faktorer på høyre side av ligningen og kan være c –1 ; s –1 ·(l/mol); s –1 · (l 2 /mol 2), etc., det vil si slik at reaksjonshastigheten i alle fall i beregninger uttrykkes i mol · l –1 · s –1.

For heterogene reaksjoner inkluderer ligningen for massevirkningsloven konsentrasjonene av bare de stoffene som er i gassfasen eller i løsning. Konsentrasjonen av et stoff i den faste fasen er en konstant verdi og er inkludert i hastighetskonstanten, for eksempel for forbrenningsprosessen av kull C + O 2 = CO 2, er loven om massevirkning skrevet:

υ = k jeg·konst··= k·,

Hvor k= k jeg konst.

I systemer hvor ett eller flere stoffer er gasser, avhenger reaksjonshastigheten også av trykk. For eksempel, når hydrogen interagerer med joddamp H 2 + I 2 = 2HI, vil hastigheten på den kjemiske reaksjonen bli bestemt av uttrykket:

υ = k··.

Hvis du øker trykket, for eksempel 4 ganger, vil volumet som er okkupert av systemet reduseres med samme mengde, og følgelig vil konsentrasjonene av hvert av de reagerende stoffene øke med samme mengde. Reaksjonshastigheten i dette tilfellet vil øke 9 ganger

Avhengighet av reaksjonshastighet på temperatur beskrevet av van't Hoffs regel: for hver 10 graders temperaturøkning øker reaksjonshastigheten med 2-4 ganger. Dette betyr at når temperaturen stiger inn aritmetisk progresjon hastigheten på en kjemisk reaksjon øker eksponentielt. Grunnlaget i progresjonsformelen er temperaturkoeffisient for reaksjonshastighetγ, som viser hvor mange ganger hastigheten til en gitt reaksjon øker (eller, som er det samme, hastighetskonstanten) med en økning i temperaturen med 10 grader. Matematisk er Van't Hoffs regel uttrykt med formlene:

eller

hvor og er reaksjonshastighetene, henholdsvis ved initialen t 1 og siste t 2 temperaturer. Van't Hoffs regel kan også uttrykkes ved følgende relasjoner:

; ; ; ,

hvor og er henholdsvis hastigheten og hastighetskonstanten for reaksjonen ved temperatur t; og – de samme verdiene ved temperatur t +10n; n– antall "ti graders" intervaller ( n =(t 2 –t 1)/10), som temperaturen har endret seg med (kan være et heltall eller et brøktall, positivt eller negativt).

Testoppgave

1. Finn verdien av hastighetskonstanten for reaksjonen A + B -> AB, hvis ved konsentrasjoner av stoffene A og B lik henholdsvis 0,05 og 0,01 mol/l, er reaksjonshastigheten 5 10 -5 mol/(l) -min).

2. Hvor mange ganger vil reaksjonshastigheten 2A + B -> A2B endres hvis konsentrasjonen av stoff A økes med 2 ganger, og konsentrasjonen av stoff B reduseres med 2 ganger?

4. Hvor mange ganger bør konsentrasjonen av stoffet, B 2 i systemet 2A 2 (g) + B 2 (g) = 2A 2 B (g), økes slik at når konsentrasjonen av stoff A synker med 4 ganger , endres ikke hastigheten på den direkte reaksjonen ?

4. En tid etter starten av reaksjonen 3A+B->2C+D var konsentrasjonene av stoffer: [A] =0,04 mol/l; [B] = 0,01 mol/l; [C] = 0,008 mol/l. Hva er startkonsentrasjonene av stoffene A og B?

5. I systemet CO + C1 2 = COC1 2 ble konsentrasjonen økt fra 0,04 til 0,12 mol/l, og klorkonsentrasjonen økt fra 0,02 til 0,06 mol/l. Hvor mange ganger økte hastigheten på fremreaksjonen?

6. Reaksjonen mellom stoffene A og B uttrykkes ved ligningen: A + 2B → C. Startkonsentrasjonene er: [A] 0 = 0,04 mol/l, [B] o = 0,05 mol/l. Reaksjonshastighetskonstanten er 0,4. Finne starthastighet reaksjoner og reaksjonshastigheten etter noe tid, når konsentrasjonen av stoff A synker med 0,01 mol/l.

7. Hvordan vil hastigheten på reaksjonen 2CO + O2 = 2CO2, som forekommer i et lukket kar, endres hvis trykket dobles?

8. Regn ut hvor mange ganger reaksjonshastigheten vil øke hvis temperaturen i systemet økes fra 20 °C til 100 °C, ta verdien av temperaturkoeffisienten til reaksjonshastigheten lik 4.

9. Hvordan vil reaksjonshastigheten 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) endres hvis trykket i systemet økes med 4 ganger;

10. Hvordan vil reaksjonshastigheten 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) endres hvis volumet til systemet reduseres med 4 ganger?

11. Hvordan vil hastigheten på reaksjonen 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) endres hvis konsentrasjonen av NO økes med 4 ganger?

12. Hva er temperaturkoeffisienten til reaksjonshastigheten hvis, med en temperaturøkning på 40 grader, reaksjonshastigheten

øker med 15,6 ganger?

14. . Finn verdien av hastighetskonstanten for reaksjonen A + B -> AB, hvis ved konsentrasjoner av stoffene A og B lik henholdsvis 0,07 og 0,09 mol/l, er reaksjonshastigheten 2,7 10 -5 mol/(l-min. ).

14. Reaksjonen mellom stoffene A og B uttrykkes ved ligningen: A + 2B → C. Startkonsentrasjonene er: [A] 0 = 0,01 mol/l, [B] o = 0,04 mol/l. Reaksjonshastighetskonstanten er 0,5. Finn startreaksjonshastigheten og reaksjonshastigheten etter en tid, når konsentrasjonen av stoff A synker med 0,01 mol/l.

15. Hvordan vil reaksjonshastigheten 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) endres hvis trykket i systemet dobles;

16. I systemet CO + C1 2 = COC1 2 ble konsentrasjonen økt fra 0,05 til 0,1 mol/l, og klorkonsentrasjonen økt fra 0,04 til 0,06 mol/l. Hvor mange ganger økte hastigheten på fremreaksjonen?

17. Regn ut hvor mange ganger reaksjonshastigheten vil øke hvis temperaturen i systemet økes fra 20 °C til 80 °C, ta verdien av temperaturkoeffisienten til reaksjonshastigheten lik 2.

18. Regn ut hvor mange ganger reaksjonshastigheten vil øke hvis temperaturen i systemet økes fra 40 °C til 90 °C, ta verdien av temperaturkoeffisienten til reaksjonshastigheten lik 4.

KJEMISK FORBINDELSE. DANNING OG STRUKTUR AV MOLEKYLER

1. Hvilke typer kjemiske bindinger kjenner du til? Gi et eksempel på dannelsen av en ionebinding ved bruk av valensbindingsmetoden.

2. Hvilken kjemisk forbindelse kalt kovalent? Hva er karakteristisk for den kovalente typen binding?

4. Hvilke egenskaper kjennetegnes av en kovalent binding? Vis dette med konkrete eksempler.

4. Hvilken type kjemisk binding er i H2-molekyler; Cl 2 HC1?

5.Hva er arten av bindingene i molekyler? NCI 4 CS 2, CO 2? Angi for hver av dem forskyvningsretningen til det vanlige elektronparet.

6. Hvilken kjemisk binding kalles ionisk? Hva er karakteristisk for den ioniske typen binding?

7. Hvilken type binding er det i NaCl, N 2, Cl 2 molekylene?

8. Se for deg alt mulige måter overlapping av s-orbital med p-orbital;. Angi kommunikasjonsretningen i dette tilfellet.

9. Forklar donor-akseptor-mekanismen kovalent binding ved å bruke eksempelet på dannelsen av fosfoniumion [PH 4 ]+.

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

11. Hvorfor er noen molekyler som har polare bindinger generelt upolare?

12.Kovalent eller ion type kommunikasjon er typisk for følgende tilkoblinger: Nal, S0 2, KF? Hvorfor ionisk binding er det begrensende tilfellet kovalent?

14. Hva er metallforbindelse? Hvordan er det forskjellig fra en kovalent binding? Hvilke egenskaper av metaller bestemmer det?

14. Hva er arten av bindingene mellom atomer i molekyler; KHF 2, H 2 0, HNO ?

15. Hvordan kan vi forklare den høye bindingsstyrken mellom atomer i nitrogenmolekylet N2 og den betydelig lavere styrken i fosformolekylet P4?

16 . Hva slags binding kalles en hydrogenbinding? Hvorfor dannes molekyler av H2S og HC1, i motsetning til H2O og HF hydrogenbindinger ikke typisk?

17. Hvilken binding kalles ionisk? Har en ionisk binding egenskapene til metning og retning? Hvorfor er det et ekstremt tilfelle av kovalent binding?

18. Hvilken type binding er det i molekylene NaCl, N 2, Cl 2?

Volumet til et gram-molekyl av en gass, akkurat som massen til et gram-molekyl, er en avledet måleenhet og uttrykkes som forholdet mellom volumenheter - liter eller milliliter til et mol. Derfor er dimensjonen til gram-molekylært volum lik l/mol eller ml/mol. Siden volumet av en gass avhenger av temperatur og trykk, varierer gram-molekylvolumet til en gass avhengig av forholdene, men siden gram-molekylene til alle stoffer inneholder like mange molekyler, vil gram-molekylene til alle stoffer under de samme forholdene opptar samme volum. Under normale forhold. = 22,4 l/mol, eller 22 400 ml/mol. Konvertering av gram-molekylvolumet til en gass under normale forhold til volumet under gitte produksjonsbetingelser. beregnes etter ligningen: J-t-tr hvorfra det følger at der Vo er grammolekylvolumet til gassen under normale forhold, er Umol ønsket grammolekylvolum av gassen. Eksempel. Beregn gram-molekylvolumet til gassen ved 720 mmHg. Kunst. og 87°C. Løsning. De viktigste beregningene knyttet til gram-molekylært volum av en gass a) Konvertering av volumet av gass til antall mol og antall mol til volumet av gass. Eksempel 1. Regn ut hvor mange mol det er i 500 liter gass under normale forhold. Løsning. Eksempel 2. Beregn volumet av 3 mol gass ved 27*C 780 mm Hg. Kunst. Løsning. Vi beregner gram-molekylvolumet til gassen under de spesifiserte forholdene: V - ™ ** RP st. - 22.A l/mol. 300 grader = 94 p. --273 vrad 780 mm Hg."ap.--24"° Beregn volumet av 3 mol GRAM MOLEKYLVOLUM AV GASS V = 24,0 l/mol 3 mol = 72 l b) Konvertering av gassmassen til volum og volum av gass etter masse. I det første tilfellet, beregne først antall mol gass fra massen, og deretter volumet av gass fra det funnet antall mol. I det andre tilfellet beregner du først antall mol gass fra volumet, og deretter, fra det funnet antall mol, beregner du massen til gassen. Eksempel 1, Regn ut hvor mye volum (ved null) 5,5 g karbondioksid CO* vil oppta. |icoe ■= 44 g/mol V = 22,4 l/mol 0,125 mol 2,80 l Eksempel 2. Regn ut massen av 800 ml (ved null) karbonmonoksid CO. Løsning. |*co => 28 g/mol m « 28 g/lnm 0,036 did* =» 1,000 g Hvis massen til en gass ikke uttrykkes i gram, men i kilogram eller tonn, og volumet ikke uttrykkes i liter eller milliliter , men i kubikkmeter , så er en todelt tilnærming til disse beregningene mulig: enten brytes de høyere målene ned til lavere, eller så er beregningen kjent for ae med mol, og med kilogram-molekyler eller tonn-molekyler, vha. følgende forhold: under normale forhold, 1 kilogram-molekyl-22.400 l/kmol, 1 tonn molekyl - 22.400 m*/tmol. Dimensjoner: kilogram-molekyl - kg/kmol, tonn-molekyl - t/tmol. Eksempel 1. Regn ut volumet av 8,2 tonn oksygen. Løsning. 1 tonn-molekyl Oa » 32 t/tmol. Vi finner antall tonn oksygenmolekyler i 8,2 tonn oksygen: 32 t/tmol ** 0,1 Vi regner ut volumet av oksygen: Uo, = 22 400 m*/tmol 0,1 t/mol = 2240 l" Eksempel 2. Regn ut masse på 1000 -k* ammoniakk (ved standardbetingelser). Løsning. Vi beregner antall tonn-molekyler i spesifisert mengde ammoniakk: "-stag5JT-0,045 t/mol Vi beregner massen av ammoniakk: 1 tonn-molekyl NH, 17 t/mol tyv, = 17 t/mol 0,045 t/ mol * 0,765 t Generelt prinsipp for beregninger, knyttet til gassblandinger er at beregninger knyttet til enkeltkomponenter utføres separat, og deretter summeres resultatene Eksempel 1. Regn ut volumet av en gassblanding bestående av 140 g nitrogen og 30 g hydrogen under normale forhold. Vi beregner antall mol nitrogen og hydrogen i blandingen (nr. «= 28 e/mol; cn, = 2 g/mol): 140 £ 30 i 28 g/. mol W Totalt 20 mol GRAM MOLEKYLÆR VUM GASS Beregn volumet av blandingen : Inneholdt i 22"4 AlnoAb 20 mol « 448 l Eksempel 2. Beregn massen av 114 blanding (ved standardbetingelser) av karbonmonoksid og. karbondioksid, hvis volumetriske sammensetning er uttrykt ved forholdet: /lso: /iso, = 8:3. Løsning. Av den angitte sammensetningen vi finner volumene til hver gass ved metoden for proporsjonal deling, hvoretter vi beregner det tilsvarende antall mol: t/ II l» 8 Q »» 11 J 8 Q Kcoe 8 + 3 8 * Va>"a & + & * VCQM grfc -0"36 ^- grfc "" 0,134 zhas* Beregner! massen av hver av gassene fra det funnet antall mol av hver av dem. 1 "co 28 g/mol jico moo " 28 e! mol 0,36 mol "South tso = 44 e/zham" - 0,134 "au> - 5,9 g Ved å legge til de funnet massene til hver av komponentene, finner vi massen til blandingen: t^m = 10 g -f 5,9 g = 15,9 e Beregning av molekylmassen til gassen per gram -molekylvolum Vi diskuterte ovenfor metoden for å beregne molekylmassen til en gass ved relativ tetthet Nå skal vi vurdere metoden for å beregne molekylmassen til en gass etter gram-molekylært volum Når vi regner ut, antar vi at massen og volumet til en gass er direkte proporsjonale med hverandre -molekylvolum av en gass er til dens gram-molekylmasse, som uttrykkes i matematisk form som følger: molekylmasse. Derav _ Uiol t r? La oss vurdere beregningsmetoden ved å bruke et spesifikt eksempel. "Eksempel. Massen av 34$ ju gass ved 740 mm Hg, pi og 21 ° C er lik 0,604 g. Beregn molekylmassen til gassen. Løsning. For å løse, må du vite gram-molekylvolumet til Derfor, før du fortsetter med beregningene, må du stoppe ved et visst gram-molekylært volum av gassen, som er lik 22,4 l/mol av gass som er angitt i problemformuleringen, skal reduseres til normale forhold. Men du kan tvert imot beregne det grammolekylære volumet av gass under forholdene spesifisert i oppgaven. Med den første beregningsmetoden oppnås følgende design : 740 * mHg 340 ml - 273 grader ^ Q ^ 0 760 mm Hg 294 grader ™ 1 l/mol 0,604 v _ s i,pya -tp-8 = 44 g, M0Аb finn: V - 22 "4 A! mol Nr. mm Hg -29A grader 0A77 l1ylv. Uiol 273 vrad 740 mm Hg ~ R*0** I begge tilfeller beregner vi massen til et grammolekyl, men siden grammolekylet er numerisk lik molekylmassen, finner vi dermed molekylmassen.

Massen til 1 mol av et stoff kalles molar. Hva kalles volumet av 1 mol av et stoff? Tydeligvis kalles dette også molarvolum.

Hva er lik molar volum vann? Da vi målte 1 mol vann, veide vi ikke 18 g vann på vekten - dette er upraktisk. Vi brukte måleredskaper: en sylinder eller et beger, siden vi visste at vanntettheten er 1 g/ml. Derfor er det molare volumet av vann 18 ml/mol. For væsker og faste stoffer avhenger molarvolumet av deres tetthet (fig. 52, a). Det er en annen sak for gasser (fig. 52, b).

Ris. 52.
Molare volumer (n.s.):
a - væsker og faste stoffer; b - gassformige stoffer

Hvis du tar 1 mol hydrogen H2 (2 g), 1 mol oksygen O2 (32 g), 1 mol ozon O3 (48 g), 1 mol karbondioksid CO2 (44 g) og til og med 1 mol vanndamp H2 O (18 g) under de samme forholdene, for eksempel normal (i kjemi er det vanlig å kalle normale forhold (n.s.) en temperatur på 0 ° C og et trykk på 760 mm Hg, eller 101,3 kPa), så viser det seg at 1 mol av hvilken som helst av gassene vil oppta samme volum, lik 22,4 liter, og inneholde samme antall molekyler - 6 × 10 23.

Og hvis du tar 44,8 liter gass, hvor mye av stoffet vil da bli tatt? Selvfølgelig 2 mol, siden det gitte volumet er to ganger molvolumet. Derfor:

hvor V er volumet av gass. Herfra

Molar volum er fysisk mengde, lik forholdet mellom volumet av et stoff og mengden av et stoff.

Det molare volumet av gassformige stoffer uttrykkes i l/mol. Vm - 22,4 l/mol. Volumet av en kilomol kalles kilomolar og måles i m 3 /kmol (Vm = 22,4 m 3 /kmol). Følgelig er millimolarvolumet 22,4 ml/mmol.

Oppgave 1. Finn massen til 33,6 m 3 ammoniakk NH 3 (n.s.).

Oppgave 2. Finn massen og volumet (n.v.) til 18 × 10 20 molekyler hydrogensulfid H 2 S.

Når du løser problemet, la oss ta hensyn til antall molekyler 18 × 10 20. Siden 10 20 er 1000 ganger mindre enn 10 23, bør det selvsagt utføres beregninger med mmol, ml/mmol og mg/mmol.

Stikkord og fraser

1. Molare, millimolare og kilomolare volumer av gasser.
2. Det molare volumet av gasser (under normale forhold) er 22,4 l/mol.
3. Normale forhold.

Arbeid med datamaskin

1. Se den elektroniske søknaden. Studer leksjonsmaterialet og fullfør de tildelte oppgavene.
2. Finn e-postadresser på Internett som kan tjene som tilleggskilder som avslører innholdet i søkeord og fraser i avsnittet. Tilby din hjelp til læreren med å forberede en ny leksjon - send en melding innen søkeord og setninger i neste avsnitt.

Spørsmål og oppgaver

1. Finn massen og antall molekyler ved n. u. for: a) 11,2 liter oksygen; b) 5,6 m3 nitrogen; c) 22,4 ml klor.
2. Finn volumet som ved n. u. vil ta: a) 3 g hydrogen; b) 96 kg ozon; c) 12 × 10 20 nitrogenmolekyler.
3. Finn tetthetene (masse 1 liter) av argon, klor, oksygen og ozon ved romtemperatur. u. Hvor mange molekyler av hvert stoff vil være i 1 liter under de samme forholdene?
4. Beregn massen til 5 liter (n.s.): a) oksygen; b) ozon; c) karbondioksid CO 2.
5. Angi hva som er tyngre: a) 5 liter svoveldioksid (SO 2) eller 5 liter karbondioksid (CO 2); b) 2 l karbondioksid (CO 2) eller 3 l karbonmonoksid(SÅ).

Før du løser problemer, bør du kjenne formlene og reglene for hvordan du finner volumet av gass. Vi bør huske Avogadros lov. Og selve gassvolumet kan beregnes ved hjelp av flere formler, og velg den passende fra dem. Når du velger nødvendig formel, veldig viktig har miljøforhold, spesielt temperatur og trykk.

Avogadros lov

Den sier at ved samme trykk og samme temperatur vil de samme volumene av forskjellige gasser inneholde like mange molekyler. Antall gassmolekyler i en mol er Avogadros tall. Av denne loven følger det at: 1 Kmol (kilomol) ideell gass, og enhver, ved samme trykk og temperatur (760 mm Hg og t = 0*C) opptar alltid ett volum = 22,4136 m3.

Hvordan bestemme gassvolum

• Formelen V=n*Vm kan oftest finnes i oppgaver. Her er volumet av gass i liter V, Vm er det molare volumet av gass (l/mol), som under normale forhold = 22,4 l/mol, og n er mengden stoff i mol. Når forholdene ikke har mengden av et stoff, men det er en masse av stoffet, så går vi frem på denne måten: n=m/M. Her M – g/mol ( molar masse substans), og massen til stoffet i gram er m. I det periodiske systemet er det skrevet under hvert element, som det er atommasse. La oss legge sammen alle massene og få den ønskede.
• Så, hvordan beregne volumet av gass. Her er oppgaven: saltsyre løs opp 10 g aluminium. Spørsmål: hvor mye hydrogen kan frigjøres ved u.? Reaksjonsligningen ser slik ut: 2Al+6HCl(g)=2AlCl3+3H2. Helt i begynnelsen finner vi aluminiumet (mengden) som reagerte etter formelen: n(Al)=m(Al)/M(Al). Vi tar massen av aluminium (molar) fra det periodiske systemet M(Al) = 27 g/mol. La oss erstatte: n(Al)=10/27=0,37 mol. Fra kjemisk ligning Tilsynelatende ble det dannet 3 mol hydrogen når 2 mol aluminium ble oppløst. Det er nødvendig å beregne hvor mye hydrogen som frigjøres fra 0,4 mol aluminium: n(H2)=3*0,37/2=0,56mol. La oss erstatte dataene i formelen og finne volumet av denne gassen. V=n*Vm=0,56*22,4=12,54l.