जहाँ m द्रव्यमान है, M दाढ़ द्रव्यमान है, V आयतन है।

4. अवोगाद्रो का नियम। 1811 में इतालवी भौतिक विज्ञानी अवोगाद्रो द्वारा स्थापित। समान ताप और समान दाब पर ली गई गैसों के समान आयतन में अणुओं की संख्या समान होती है।

इस प्रकार, हम किसी पदार्थ की मात्रा की अवधारणा तैयार कर सकते हैं: पदार्थ के 1 मोल में 6.02 * 10 23 (जिसे अवोगैड्रो स्थिरांक कहा जाता है) के बराबर कई कण होते हैं।

इस कानून का परिणाम यह है कि किसी भी गैस का 1 मोल सामान्य परिस्थितियों में (P 0 \u003d 101.3 kPa और T 0 \u003d 298 K) 22.4 लीटर के बराबर मात्रा में होता है।

5. बॉयल-मैरियट कानून

स्थिर तापमान पर, गैस की दी गई मात्रा का आयतन उस दबाव के व्युत्क्रमानुपाती होता है जिसके तहत वह है:

6. गे-लुसाक का नियम

स्थिर दबाव पर, गैस के आयतन में परिवर्तन तापमान के सीधे आनुपातिक होता है:

वी/टी = स्थिरांक।

7. गैस की मात्रा, दबाव और तापमान के बीच संबंध व्यक्त किया जा सकता है बॉयल-मैरियट और गे-लुसाक का संयुक्त नियम,जिसका उपयोग गैस की मात्रा को एक स्थिति से दूसरी स्थिति में लाने के लिए किया जाता है:

पी 0, वी 0, टी 0 - सामान्य परिस्थितियों में मात्रा दबाव और तापमान: पी 0 = 760 मिमी एचजी। कला। या 101.3 केपीए; टी 0 \u003d 273 के (0 0 सी)

8. आण्विक के मूल्य का स्वतंत्र मूल्यांकन जनता एम तथाकथित का उपयोग करके किया जा सकता है एक आदर्श गैस के लिए राज्य के समीकरण या क्लैपेरॉन-मेंडेलीव समीकरण :

पीवी = (एम / एम) * आरटी = वीआरटी।(1.1)

कहाँ पे आर -एक बंद प्रणाली में गैस का दबाव, वी- प्रणाली की मात्रा, टी -गैस का द्रव्यमान टी -निरपेक्ष तापमान, आर-सार्वभौमिक गैस स्थिरांक।

ध्यान दें कि स्थिरांक का मान आरएनसी पर गैस के एक मोल की विशेषता वाले मानों को समीकरण (1.1) में प्रतिस्थापित करके प्राप्त किया जा सकता है:

आर = (पी वी) / (टी) \u003d (101.325kPa 22.4एल) / (1 मोल 273K) \u003d 8.31J / mol.K)

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1गैस की मात्रा को सामान्य स्थिति में लाना।

50 0 C पर 0.4×10 -3 m 3 गैस और 0.954×10 5 Pa के दबाव पर कौन सा आयतन (n.o.) ग्रहण करेगा?

फेसला।गैस की मात्रा को सामान्य स्थिति में लाने के लिए, सामान्य सूत्र का उपयोग करें जो बॉयल-मैरियोट और गे-लुसाक के नियमों को जोड़ता है:

पीवी/टी = पी 0 वी 0 / टी 0।

गैस का आयतन (n.o.) है, जहाँ T 0 = 273 K; पी 0 \u003d 1.013 × 10 5 पा; टी = 273 + 50 = 323 के;

मी 3 \u003d 0.32 × 10 -3 मीटर 3।

जब (सं.) गैस का आयतन 0.32×10 -3 m 3 के बराबर हो।

उदाहरण 2किसी गैस के आणविक भार से उसके आपेक्षिक घनत्व की गणना।

हाइड्रोजन और वायु से एथेन C2H6 के घनत्व की गणना करें।

फेसला।यह अवोगाद्रो के नियम से निम्नानुसार है कि एक गैस का दूसरे पर सापेक्ष घनत्व आणविक द्रव्यमान के अनुपात के बराबर होता है ( एम हो) इन गैसों के, अर्थात्। डी = एम 1 / एम 2. यदि एक एम 1С2Н6 = 30, एम 2 H2 = 2, वायु का औसत आणविक भार 29 है, तो हाइड्रोजन के सापेक्ष ईथेन का आपेक्षिक घनत्व है डी एच2 = 30/2 =15.

हवा में ईथेन का आपेक्षिक घनत्व: डी एयर= 30/29 = 1.03, यानी। ईथेन हाइड्रोजन से 15 गुना भारी और हवा से 1.03 गुना भारी है।

उदाहरण 3सापेक्ष घनत्व द्वारा गैसों के मिश्रण के औसत आणविक भार का निर्धारण।

हाइड्रोजन के संबंध में इन गैसों के सापेक्ष घनत्व के मूल्यों का उपयोग करके 80% मीथेन और 20% ऑक्सीजन (आयतन द्वारा) से युक्त गैसों के मिश्रण के औसत आणविक भार की गणना करें।

फेसला।अक्सर गणना मिश्रण नियम के अनुसार की जाती है, जो यह है कि दो-घटक गैस मिश्रण में गैसों की मात्रा का अनुपात मिश्रण के घनत्व और इस मिश्रण को बनाने वाली गैसों के घनत्व के बीच के अंतर के व्युत्क्रमानुपाती होता है। . आइए हम हाइड्रोजन के संबंध में गैस मिश्रण के सापेक्ष घनत्व को के माध्यम से निरूपित करें डीएच2. यह मीथेन के घनत्व से अधिक होगा, लेकिन ऑक्सीजन के घनत्व से कम होगा:

80डीएच2 - 640 = 320 - 20 डीएच2; डीएच2 = 9.6।

गैसों के इस मिश्रण का हाइड्रोजन घनत्व 9.6 है। गैस मिश्रण का औसत आणविक भार एमएच2 = 2 डीएच2 = 9.6×2 = 19.2।

उदाहरण 4गैस के दाढ़ द्रव्यमान की गणना।

13 0 C पर गैस का 0.327 × 10 -3 m 3 का द्रव्यमान और 1.040 × 10 5 Pa का दबाव 0.828 × 10 -3 किग्रा है। गैस के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करें।

फेसला।आप मेंडेलीव-क्लैपेरॉन समीकरण का उपयोग करके गैस के दाढ़ द्रव्यमान की गणना कर सकते हैं:

कहाँ पे एमगैस का द्रव्यमान है; एमगैस का दाढ़ द्रव्यमान है; आर- दाढ़ (सार्वभौमिक) गैस स्थिरांक, जिसका मान माप की स्वीकृत इकाइयों द्वारा निर्धारित किया जाता है।

यदि दबाव पा में मापा जाता है, और मात्रा एम 3 में, तो आर\u003d 8.3144 × 10 3 जे / (किमोल × के)।

किसी पदार्थ के 1 मोल का द्रव्यमान मोलर द्रव्यमान कहलाता है। किसी पदार्थ के 1 मोल का आयतन क्या कहलाता है? जाहिर है, इसे मोलर वॉल्यूम भी कहा जाता है।

जल का मोलर आयतन कितना होता है? जब हमने 1 मोल पानी मापा, तो हमने तराजू पर 18 ग्राम पानी नहीं तौला - यह असुविधाजनक है। हमने मापने के बर्तनों का इस्तेमाल किया: एक सिलेंडर या बीकर, क्योंकि हम जानते थे कि पानी का घनत्व 1 ग्राम/मिली है। अत: जल का मोलर आयतन 18 मिली/मोल है। तरल और ठोस के लिए, दाढ़ की मात्रा उनके घनत्व पर निर्भर करती है (चित्र 52, ए)। गैसों के लिए एक और चीज (चित्र। 52, बी)।

चावल। 52.
मोलर वॉल्यूम (n.a.):
ए - तरल पदार्थ और ठोस; बी - गैसीय पदार्थ

यदि हम 1 mol हाइड्रोजन H 2 (2 g), 1 mol ऑक्सीजन O 2 (32 g), 1 mol ओजोन O 3 (48 g), 1 mol कार्बन डाइऑक्साइड CO 2 (44 g) और 1 मोल लेते हैं। समान परिस्थितियों में जल वाष्प एच 2 ओ (18 ग्राम) का मोल, उदाहरण के लिए, सामान्य (रसायन विज्ञान में, यह सामान्य परिस्थितियों (एन.ए.) को 0 डिग्री सेल्सियस का तापमान और 760 मिमी एचजी, या 101.3 के दबाव को कॉल करने के लिए प्रथागत है। kPa), यह पता चला है कि किसी भी गैस का 1 मोल 22.4 लीटर के बराबर मात्रा में होगा, और इसमें अणुओं की संख्या समान होगी - 6 × 10 23।

और अगर हम 44.8 लीटर गैस लेंगे तो उसका कितना पदार्थ लिया जाएगा? बेशक, 2 mol, क्योंकि दिया गया आयतन दाढ़ के आयतन का दोगुना है। इसलिये:

जहाँ V गैस का आयतन है। यहां से

मोलर आयतन एक भौतिक मात्रा है जो किसी पदार्थ के आयतन और पदार्थ की मात्रा के अनुपात के बराबर होती है।

गैसीय पदार्थों का मोलर आयतन l/mol में व्यक्त किया जाता है। वीएम - 22.4 एल/मोल। एक किलोमोल के आयतन को किलोमोलर कहा जाता है और इसे एम 3 / किमी (वीएम = 22.4 मीटर 3 / किमी) में मापा जाता है। तदनुसार, मिलीमोलर मात्रा 22.4 मिली/मिमीॉल है।

कार्य 1. अमोनिया NH 3 (n.a.) के 33.6 मीटर 3 का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए।

कार्य 2. हाइड्रोजन सल्फाइड एच 2 एस के 18 × 10 20 अणुओं का द्रव्यमान और आयतन (एनएस) ज्ञात करें।

समस्या को हल करते समय, आइए 18 × 10 20 अणुओं की संख्या पर ध्यान दें। चूँकि 10 20, 10 23 से 1000 गुना छोटा है, जाहिर है, गणना mmol, ml/mmol और mg/mmol का उपयोग करके की जानी चाहिए।

कीवर्ड और वाक्यांश

1. गैसों के मोलर, मिलिमोलर और किलोमोलर वॉल्यूम।
2. गैसों की दाढ़ की मात्रा (सामान्य परिस्थितियों में) 22.4 l / mol है।
3. सामान्य स्थितियां।

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प्रश्न और कार्य

1. n पर अणुओं का द्रव्यमान और संख्या ज्ञात कीजिए। वाई के लिए: क) 11.2 लीटर ऑक्सीजन; बी) 5.6 मीटर 3 नाइट्रोजन; ग) 22.4 मिली क्लोरीन।
2. वह आयतन ज्ञात कीजिए जो n पर है। वाई ले जाएगा: ए) 3 ग्राम हाइड्रोजन; बी) 96 किलो ओजोन; ग) 12 × 10 20 नाइट्रोजन के अणु।
3. n पर आर्गन, क्लोरीन, ऑक्सीजन और ओजोन का घनत्व (1 लीटर का द्रव्यमान) ज्ञात कीजिए। वाई समान परिस्थितियों में प्रत्येक पदार्थ के कितने अणु 1 लीटर में समाहित होंगे?
4. 5 एल (एन.ए.) के द्रव्यमान की गणना करें: ए) ऑक्सीजन; बी) ओजोन; सी) कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2।
5. निर्दिष्ट करें कि कौन सा भारी है: a) 5 लीटर सल्फर डाइऑक्साइड (SO 2) या 5 लीटर कार्बन डाइऑक्साइड (CO 2); बी) 2 लीटर कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) या 3 लीटर कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ)।

स्थिर तापमान पर एक आदर्श गैस के दबाव और आयतन के बीच संबंध को अंजीर में दिखाया गया है। एक।

गैस के नमूने का दबाव और आयतन व्युत्क्रमानुपाती होता है, अर्थात उनके उत्पाद स्थिर होते हैं: pV = const। समस्याओं को हल करने के लिए इस संबंध को अधिक सुविधाजनक रूप में लिखा जा सकता है:

p1 वी 1 =पी 2 वी 2(बॉयल-मैरियट कानून)।

कल्पना कीजिए कि 50 लीटर गैस (वी 1 ), 2 एटीएम (पी 1) के दबाव में, 25 एल (वी 2) की मात्रा में संकुचित, तो इसका नया दबाव बराबर होगा:

तापमान पर आदर्श गैसों के गुणों की निर्भरता गे-लुसाक कानून द्वारा निर्धारित की जाती है: गैस का आयतन उसके निरपेक्ष तापमान (स्थिर द्रव्यमान पर) के सीधे आनुपातिक होता है: वी = केटी,कहाँ पे क-आनुपातिकता कारक)। यह संबंध आमतौर पर समस्याओं को हल करने के लिए अधिक सुविधाजनक रूप में लिखा जाता है:

उदाहरण के लिए, यदि 300K के तापमान पर 100 लीटर गैस को बिना दबाव बदले 400K तक गर्म किया जाता है, तो उच्च तापमान पर गैस का नया आयतन बराबर होगा

संयुक्त गैस कानून की रिकॉर्डिंग पीवी / टी ==कॉन्स को मेंडेलीव-क्लैपेरॉन समीकरण में परिवर्तित किया जा सकता है:

कहाँ पे आर-सार्वत्रिक गैस नियतांक a गैस के मोलों की संख्या है।

मेंडेलीव-क्लैपेरॉन समीकरण विभिन्न प्रकार की गणनाओं की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, आप 3 एटीएम के दबाव और 400K के तापमान पर 70 लीटर की मात्रा में गैस के मोल की संख्या निर्धारित कर सकते हैं:

संयुक्त गैस कानून के परिणामों में से एक: एक ही तापमान और दबाव पर विभिन्न गैसों के बराबर मात्रा में अणुओं की संख्या समान होती है। यह अवोगाद्रो का नियम है।

बदले में, एक महत्वपूर्ण परिणाम अवोगाद्रो के नियम से भी मिलता है: विभिन्न गैसों के दो समान मात्राओं के द्रव्यमान (बेशक, एक ही दबाव और तापमान पर) उनके आणविक भार के रूप में संबंधित होते हैं:

एम 1 /एम 2 = एम 1 /एम 2 (एम 1 और एम 2 दो गैसों के द्रव्यमान हैं);

एम1 मैं हूँ 2 सापेक्ष घनत्व है।

अवोगाद्रो का नियम केवल आदर्श गैसों पर लागू होता है। सामान्य परिस्थितियों में, गैसों को संपीड़ित करना मुश्किल होता है (हाइड्रोजन, हीलियम, नाइट्रोजन, नियॉन, आर्गन) को आदर्श माना जा सकता है। कार्बन मोनोऑक्साइड (IV), अमोनिया, सल्फर ऑक्साइड (IV) के लिए, आदर्शता से विचलन पहले से ही सामान्य परिस्थितियों में देखा जाता है और बढ़ते दबाव और घटते तापमान के साथ बढ़ता है।

उदाहरण 1. सामान्य परिस्थितियों में 1 लीटर की मात्रा के साथ कार्बन डाइऑक्साइड का द्रव्यमान 1.977 ग्राम है। इस गैस के एक मोल (n.a.) पर वास्तविक मात्रा क्या है? उत्तर स्पष्ट कीजिए।

फेसला।दाढ़ द्रव्यमान M (CO 2) \u003d 44 g / mol, फिर तिल का आयतन 44 / 1.977 \u003d 22.12 (l) है। यह मान आदर्श गैसों (22.4 l) के लिए स्वीकृत मान से कम है। आयतन में कमी सीओ 2 अणुओं के बीच बातचीत में वृद्धि के साथ जुड़ी हुई है, यानी आदर्शता से विचलन।

उदाहरण 2. 10 सेमी 3 की मात्रा के साथ एक सीलबंद शीशी में स्थित 0.01 ग्राम वजन वाली गैसीय क्लोरीन को 0 से 273 o C तक गर्म किया जाता है। 0 o C और 273 o C पर क्लोरीन का प्रारंभिक दबाव क्या है?

फेसला। एम आर (सीएल 2)=70.9; इसलिए 0.01 ग्राम क्लोरीन 1.4 10 -4 mol से मेल खाती है। ampoule की मात्रा 0.01 l है। मेंडेलीव-क्लैपेरॉन समीकरण का उपयोग करना पीवी = वीआरटी,क्लोरीन का प्रारंभिक दबाव पाएं (पी 1 ) 0 ओ सी पर:

इसी तरह हम क्लोरीन का दबाव पाते हैं (पी 2) 273 ओ सी: पी 2 \u003d 0.62 एटीएम पर।

उदाहरण 3. 15 o C के तापमान और 790 मिमी Hg के दबाव पर 10 ग्राम कार्बन मोनोऑक्साइड (II) द्वारा कब्जा कर लिया गया आयतन क्या है। कला।?

फेसला।

कार्य

1 . 0.5 mol ऑक्सीजन किस मात्रा में (N.S. पर) व्याप्त है?
2 . 18-10 23 अणुओं (n.a. पर) वाले हाइड्रोजन द्वारा किस मात्रा पर कब्जा किया जाता है?
3 . यदि इस गैस का हाइड्रोजन घनत्व 32 है तो सल्फर ऑक्साइड (IV) का दाढ़ द्रव्यमान क्या होगा?
4 . 2 एटीएम के दबाव और 100 o C के तापमान पर 68 ग्राम अमोनिया किस आयतन पर कब्जा कर लेता है?
5 . 1.5 लीटर की क्षमता वाले एक बंद बर्तन में 27 o C के तापमान पर अतिरिक्त ऑक्सीजन के साथ हाइड्रोजन सल्फाइड का मिश्रण और 623.2 मिमी Hg का दबाव होता है। कला। बर्तन में पदार्थों की कुल मात्रा ज्ञात कीजिए।
6 . एक बड़े कमरे में, तापमान को "गैस" थर्मामीटर से मापा जा सकता है। इस प्रयोजन के लिए, 80 मिली की आंतरिक मात्रा वाली एक ग्लास ट्यूब को 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 101.325 kPa के दबाव पर नाइट्रोजन से भरा गया था। उसके बाद, ट्यूब को धीरे-धीरे और सावधानी से कमरे से बाहर एक गर्म कमरे में ले जाया गया। थर्मल विस्तार के कारण, गैस ट्यूब से निकल गई और तरल के ऊपर जमा हो गई, जिसका वाष्प दबाव नगण्य है। ट्यूब से निकलने वाली गैस की कुल मात्रा (20 डिग्री सेल्सियस और 101.325 केपीए पर मापी गई) 3.5 मिली है। कांच की नली को भरने में नाइट्रोजन के कितने मोल लगे और गर्म कमरे का तापमान कितना है?
7 . एक रसायनज्ञ जिसने 19वीं शताब्दी के मध्य में एक नए तत्व X के परमाणु द्रव्यमान को निर्धारित किया, उसने निम्नलिखित विधि का उपयोग किया: उसने तत्व X (A, B, C और D) वाले चार यौगिक प्राप्त किए, और तत्व का द्रव्यमान अंश निर्धारित किया ( %) उनमें से प्रत्येक में। एक बर्तन में जिसमें से पहले हवा निकाल दी गई थी, उसने प्रत्येक यौगिक को 250 o C पर गैसीय अवस्था में स्थानांतरित कर दिया, और पदार्थ का वाष्प दबाव 1.013 10 5 Pa पर सेट कर दिया। गैसीय पदार्थ का द्रव्यमान खाली और भरे हुए बर्तनों के द्रव्यमान के बीच के अंतर से निर्धारित किया गया था। इसी तरह की प्रक्रिया नाइट्रोजन के साथ की गई थी। परिणाम इस तरह की एक तालिका थी:

गैस	कुल वजन, जी	पदार्थ में x तत्व का द्रव्यमान अंश (),%
एन 2	0,652	-
लेकिन	0,849	97,3
बी	2,398	68,9
पर	4,851	85,1
जी	3,583	92,2

तत्व X का संभावित परमाणु द्रव्यमान ज्ञात कीजिए।

8 . 1826 में, फ्रांसीसी रसायनज्ञ डुमास ने कई पदार्थों पर लागू वाष्प घनत्व को निर्धारित करने के लिए एक विधि का प्रस्ताव रखा। इस पद्धति का उपयोग करके, अवोगाद्रो की परिकल्पना का उपयोग करके यौगिकों के आणविक भार को खोजना संभव था कि समान मात्रा में अणु समान दबाव और तापमान पर समान मात्रा में गैसों और वाष्पों में निहित होते हैं। हालांकि, डुमास पद्धति के अनुसार किए गए कुछ पदार्थों के साथ प्रयोग, अवोगाद्रो की परिकल्पना का खंडन करते हैं और इस विधि द्वारा आणविक भार को निर्धारित करने की संभावना पर सवाल उठाते हैं। इनमें से एक प्रयोग का विवरण यहां दिया गया है (चित्र 2)।

ए।एक बर्तन के गले में एज्ञात आयतन में, अमोनिया b का एक भारित भाग रखा गया और ओवन में गरम किया गया मेंइस तापमान तक को ,जिस पर सारा अमोनिया वाष्पित हो गया। परिणामस्वरूप वाष्प ने पोत से हवा को विस्थापित कर दिया, उनमें से कुछ कोहरे के रूप में बाहर खड़े थे। गर्म किया गया कोपोत, जिसमें दबाव वायुमंडलीय दबाव के बराबर था, कसना r के साथ सील कर दिया गया था, फिर ठंडा किया गया और तौला गया।

फिर बर्तन को खोला गया, संघनित अमोनिया से धोया गया, सुखाया गया और फिर से तौला गया। अंतर से, अमोनिया का द्रव्यमान m निर्धारित किया गया था।

यह द्रव्यमान, जब गरम किया जाता है कोदबाव था आर,वायुमंडलीय के बराबर, आयतन वाले बर्तन में वीबर्तन a के लिए, कमरे के तापमान पर हाइड्रोजन के ज्ञात द्रव्यमान का दबाव और आयतन पूर्व निर्धारित था। अमोनिया के आणविक भार और हाइड्रोजन के आणविक भार का अनुपात सूत्र द्वारा निर्धारित किया गया था

मूल्य मिल गया एम / एम (एच 2) \u003d 13.4. सूत्र NH 4 Cl से परिकलित अनुपात 26.8 था।

बी।प्रयोग दोहराया गया था, लेकिन एक झरझरा एस्बेस्टस स्टॉपर के साथ पोत की गर्दन को बंद कर दिया गया था। डी,गैसों और वाष्पों के लिए पारगम्य। उसी समय, हमें रिश्ता मिला एम/ एम (एच 2) \u003d 14.2।

में।हमने प्रयोग b को दोहराया, लेकिन अमोनिया के प्रारंभिक नमूने को 3 गुना बढ़ा दिया। अनुपात एम/एम (एच 2) = 16.5 के बराबर हो गया।
वर्णित प्रयोग के परिणामों की व्याख्या करें और सिद्ध करें कि इस मामले में अवोगाद्रो के नियम का पालन किया गया था।

1. किसी भी गैस के एक मोल का आयतन (n.a.) 22.4 लीटर होता है; 0.5 mol O 2 22.40.5 \u003d 11.2 (l) की मात्रा में है।
2. 6.02-10 23 (अवोगाद्रो की संख्या) के बराबर हाइड्रोजन अणुओं की संख्या n पर। वाई 22.4 एल (1 मोल) की मात्रा पर कब्जा कर लेता है; तब

3. सल्फर (IV) ऑक्साइड का मोलर द्रव्यमान: M(SO 2) = 322 = 64 (g/mol)।
4. एन पर। वाई NH3 का 1 मोल, 17 ग्राम के बराबर, 22.4 लीटर की मात्रा लेता है, 68 ग्राम मात्रा में रहता है एक्समैं ,

गैस राज्य के समीकरण से पी ओ वी ओ / टी ओ = पी 1 वी 1 / टी 1 हम पाते हैं

एच 2 एस और ओ 2 का मिश्रण।

6 . ट्यूब को नाइट्रोजन से भरते समय

ट्यूब में (प्रारंभिक परिस्थितियों में) वी 1: 80-3.5 = 76.5 (एमएल) बने रहे। तापमान में वृद्धि के साथ, नाइट्रोजन, जिसने 20 डिग्री सेल्सियस पर 76.5 मिली (वी 1) की मात्रा पर कब्जा कर लिया, वी 2 = 80 मिली की मात्रा पर कब्जा करना शुरू कर दिया। फिर, 1 /Т 2 = = V 1 /V 2 के अनुसार हमारे पास है

मान लीजिए कि 250 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पदार्थ ए, बी, सी, डी आदर्श गैसें हैं। तब अवोगाद्रो के नियम के अनुसार

पदार्थ A, B, C और D (g/mol) के 1 mol में तत्व X का द्रव्यमान:

एम (ए)। 0.973 = 35.45; एम(बी) । 0.689 = 70.91; एम (बी)। 0.851 = 177.17; एम (जी)। 0.922= 141.78

चूंकि पदार्थ के अणु में तत्व X के परमाणुओं की पूर्णांक संख्या होनी चाहिए, इसलिए प्राप्त मूल्यों का सबसे बड़ा सामान्य भाजक खोजना आवश्यक है। यह 35.44 g / mol है, और इस संख्या को तत्व X का संभावित परमाणु द्रव्यमान माना जा सकता है।

8. कोई भी आधुनिक रसायनज्ञ आसानी से प्रयोग के परिणामों की व्याख्या कर सकता है। यह सर्वविदित है कि अमोनिया का उच्च बनाने की क्रिया - अमोनियम क्लोराइड - इस नमक के थर्मल अपघटन की एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया है:

NH4Cl		NH3	+ एचसीएल।
53,5		17	36,5

गैस चरण में अमोनिया और हाइड्रोजन क्लोराइड होते हैं, उनका औसत सापेक्ष आणविक भार एम टू

एस्बेस्टस प्लग की उपस्थिति में परिणाम में परिवर्तन कम स्पष्ट है। हालांकि, पिछली शताब्दी के मध्य में, यह झरझरा ("उबाऊ") विभाजनों के साथ प्रयोग था जिससे पता चला कि अमोनिया वाष्प में दो गैसें थीं। हल्का अमोनिया छिद्रों से अधिक तेज़ी से गुजरता है और गंध या गीले संकेतक पेपर के साथ स्पॉट करना आसान होता है।

झरझरा विभाजन के माध्यम से गैसों की सापेक्ष पारगम्यता का आकलन करने के लिए एक कठोर अभिव्यक्ति गैसों के आणविक-गतिज सिद्धांत द्वारा दी गई है। गैस के अणुओं की औसत गति
, जहां R गैस स्थिरांक है; टी -निरपेक्ष तापमान; एम -अणु भार। इस सूत्र के अनुसार, अमोनिया को हाइड्रोजन क्लोराइड की तुलना में तेजी से फैलाना चाहिए:

नतीजतन, जब एक एस्बेस्टस स्टॉपर को फ्लास्क की गर्दन में पेश किया जाता है, तो फ्लास्क में गैस के पास कुछ हद तक भारी एचसी 1 के साथ खुद को समृद्ध करने का समय होगा, जब दबाव वायुमंडलीय दबाव के बराबर हो जाता है। इस स्थिति में गैस का आपेक्षिक घनत्व बढ़ जाता है। NH 4 C1 के द्रव्यमान में वृद्धि के साथ, वायुमंडलीय दबाव के बराबर दबाव बाद में स्थापित किया जाएगा (एस्बेस्टस प्लग फ्लास्क से वाष्प के तेजी से रिसाव को रोकता है), फ्लास्क में गैस में पिछले की तुलना में अधिक हाइड्रोजन क्लोराइड होगा। मामला; गैस का घनत्व बढ़ जाएगा।

एक गैस के ग्राम-अणु का आयतन, साथ ही एक ग्राम-अणु का द्रव्यमान, माप की एक व्युत्पन्न इकाई है और इसे आयतन की इकाइयों के अनुपात के रूप में व्यक्त किया जाता है - लीटर या मिलीलीटर एक मोल। अतः ग्राम-आणविक आयतन का आयाम l/mol या ml/mol है। चूंकि गैस का आयतन तापमान और दबाव पर निर्भर करता है, गैस की ग्राम-आणविक मात्रा परिस्थितियों के आधार पर भिन्न होती है, लेकिन चूंकि सभी पदार्थों के ग्राम-अणुओं में अणुओं की संख्या समान होती है, इसलिए सभी पदार्थों के ग्राम-अणुओं के तहत समान स्थितियाँ समान मात्रा पर कब्जा करती हैं। सामान्य परिस्थितियों में। = 22.4 लीटर/मोल, या 22400 मिली/मोल। उत्पादन की दी गई शर्तों के तहत सामान्य परिस्थितियों में प्रति मात्रा के तहत गैस की ग्राम-आणविक मात्रा की पुनर्गणना। समीकरण के अनुसार गणना की जाती है: J- t-tr जिससे यह निम्नानुसार है कि जहां Vo सामान्य परिस्थितियों में गैस की ग्राम-आणविक मात्रा है, Umol गैस की वांछित ग्राम-आणविक मात्रा है। उदाहरण। 720 मिमी एचजी पर गैस के ग्राम-आणविक मात्रा की गणना करें। कला। और 87 डिग्री सेल्सियस। फेसला। गैस के ग्राम-आणविक आयतन से संबंधित सबसे महत्वपूर्ण गणनाएँ a) गैस के आयतन को मोल की संख्या और गैस के प्रति आयतन में मोल की संख्या में परिवर्तित करना। उदाहरण 1. गणना कीजिए कि सामान्य परिस्थितियों में 500 लीटर गैस में कितने मोल होते हैं। फेसला। उदाहरण 2. 27 * C 780 mm Hg पर 3 mol गैस के आयतन की गणना करें। कला। फेसला। हम निर्दिष्ट शर्तों के तहत गैस की ग्राम-आणविक मात्रा की गणना करते हैं: वी - ™ ** आरपी सेंट। - 22.ए एल / मोल। 300 डिग्री \u003d 94 पी। -273 वीआरडी 780 मिमी एचजी "एपी।--24" ° गैस वी के 3 मोल ग्राम आणविक मात्रा की मात्रा की गणना करें \u003d 24.0 एल / मोल 3 मोल \u003d 72 एल बी) द्रव्यमान का रूपांतरण गैस का आयतन और उसके द्रव्यमान के अनुसार गैस का आयतन। पहले मामले में, गैस के मोल की संख्या की गणना पहले उसके द्रव्यमान से की जाती है, और फिर गैस की मात्रा की गणना मोल्स की मिली संख्या से की जाती है। दूसरे मामले में, गैस के मोल की संख्या की गणना पहले इसके आयतन से की जाती है, और फिर, मोल की संख्या से, गैस के द्रव्यमान की गणना की जाती है। उदाहरण 1, 5.5 ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड CO * विलयन का आयतन (N.C. पर) परिकलित कीजिए। |icoe = 44 g/mol V = 22.4 l/mol 0.125 mol 2.80 l उदाहरण 2. 800 ml (n.a. पर) कार्बन मोनोऑक्साइड CO के द्रव्यमान की गणना करें। फेसला। | * w => 28 g / mol m " 28 g / lnm 0.036 किया * \u003d" 1.000 g यदि गैस का द्रव्यमान ग्राम में नहीं, बल्कि किलोग्राम या टन में व्यक्त किया जाता है, और इसकी मात्रा लीटर में नहीं व्यक्त की जाती है या मिलीलीटर, लेकिन घन मीटर में, फिर इन गणनाओं के लिए एक दोहरा दृष्टिकोण संभव है: या तो उच्च उपायों को निचले लोगों में विभाजित करें, या मोल के साथ एई की गणना ज्ञात है, और किलोग्राम-अणुओं या टन-अणुओं के साथ, निम्नलिखित अनुपातों का उपयोग करते हुए: सामान्य परिस्थितियों में, 1 किलोग्राम-अणु-22,400 l/kmol, 1 टन-अणु - 22,400 m*/tmol। इकाइयाँ: किलोग्राम-अणु - किग्रा/kmol, टन-अणु - t/tmol। उदाहरण 1. 8.2 टन ऑक्सीजन की मात्रा की गणना करें। फेसला। 1 टन-अणु ओए »32 t/tmol। हम 8.2 टन ऑक्सीजन में निहित ऑक्सीजन के टन-अणुओं की संख्या पाते हैं: 32 t/tmol ** 0.1 1000 -k * अमोनिया (n.a. पर) के द्रव्यमान की गणना करें। फेसला। हम अमोनिया की निर्दिष्ट मात्रा में टन-अणुओं की संख्या की गणना करते हैं: "-stay5JT-0.045 t/mol अमोनिया के द्रव्यमान की गणना करें: 1 टन-अणु NH, 17 t/mol tyv, \u003d 17 t/mol 0.045 t/ mol * 0.765 t गैस मिश्रण से संबंधित गणना का सामान्य सिद्धांत यह है कि अलग-अलग घटकों से संबंधित गणना अलग-अलग की जाती है, और फिर परिणामों को सारांशित किया जाता है। उदाहरण 1. गणना करें कि 140 ग्राम नाइट्रोजन से युक्त गैस मिश्रण किस मात्रा में है और 30 ई हाइड्रोजन सामान्य परिस्थितियों में कब्जा कर लेगा। समाधान मिश्रण में निहित नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के मोल की संख्या की गणना करें (संख्या "= 28 u/mol; cn, = 2 g/mol): 140 £ 30 28 g/ mol W कुल 20 mol. गैस की ग्राम आणविक मात्रा मिश्रण की मात्रा की गणना करें: 22 "4 AlnoAb 20 mol" 448 l में Ueden उदाहरण 2. कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड के 114 मिश्रण (n.a. पर) के द्रव्यमान की गणना करें, जिसका आयतन संघटन अनुपात द्वारा व्यक्त किया जाता है: /lso: /iso, = 8:3। फेसला। संकेतित रचना के अनुसार, हम आनुपातिक विभाजन की विधि द्वारा प्रत्येक गैस की मात्रा पाते हैं, जिसके बाद हम मोल्स की संबंधित संख्या की गणना करते हैं: t / II l "8 Q" "11 J 8 Q Ksoe 8 + 3 8 * Va > "a & + & * VCQM grfc - 0 "36 ^- grfc "" 0.134 jas * प्रत्येक गैस के द्रव्यमान की गणना उनमें से प्रत्येक के मोल की संख्या से की जाती है। 1 "co 28 g / mol; jico. \u003d 44 g / mol moo" 28 e! mol 0.36 mol "साउथ tco। \u003d 44 e / zham" - 0.134 "au> - 5.9 g प्रत्येक घटक के पाए गए द्रव्यमान को जोड़कर, हम द्रव्यमान का पता लगाते हैं मिश्रण: ग्राम-आणविक मात्रा द्वारा गैस ऊपर सापेक्ष घनत्व द्वारा गैस के आणविक भार की गणना करने की विधि पर विचार किया गया था। अब हम ग्राम-आणविक मात्रा द्वारा गैस के आणविक भार की गणना करने की विधि पर विचार करेंगे। गणना में, यह यह माना जाता है कि गैस का द्रव्यमान और आयतन एक दूसरे के सीधे आनुपातिक हैं। यह इस प्रकार है कि "गैस का आयतन और उसका द्रव्यमान एक दूसरे से संबंधित होते हैं क्योंकि गैस का ग्राम-आणविक आयतन उसके ग्राम-आणविक द्रव्यमान के लिए होता है। , जो गणित में कौन सा रूप इस प्रकार व्यक्त किया गया है: V_ Ushts / i (x जहाँ Un * "- ग्राम-आणविक आयतन, p - ग्राम-आणविक भार। इसलिए _ हुइओल टी पी? आइए एक विशिष्ट उदाहरण पर गणना तकनीक पर विचार करें। "उदाहरण। 740 मिमी एचजी, स्पि और 21 डिग्री सेल्सियस पर 34 $ जू गैस का द्रव्यमान 0.604 ग्राम है। गैस के आणविक भार की गणना करें। फेसला। हल करने के लिए, आपको गैस की ग्राम-आणविक मात्रा जानने की जरूरत है। इसलिए, गणना के लिए आगे बढ़ने से पहले, गैस के कुछ विशिष्ट ग्राम-आणविक मात्रा पर ध्यान देना आवश्यक है। आप गैस के मानक ग्राम-आणविक आयतन का उपयोग कर सकते हैं, जो 22.4 l / mol के बराबर है। फिर समस्या की स्थिति में निर्दिष्ट गैस की मात्रा को सामान्य स्थिति में लाया जाना चाहिए। लेकिन इसके विपरीत, समस्या में निर्दिष्ट शर्तों के तहत गैस के ग्राम-आणविक मात्रा की गणना करना संभव है। गणना की पहली विधि के साथ, निम्नलिखित डिज़ाइन प्राप्त किया जाता है: 740 * mrt.st पर .. 340 मिली - 273 डिग्री ^ क्यू ^ 0 760 मिमी एचजी। कला। 294 डिग्री ™ 1 एल.1 - 22.4 एल / मोल 0.604 इन _ एस, यप्या। -एम -8 \u003d 44 ग्राम, एम0एबी दूसरी विधि में, हम पाते हैं: वी - 22»4 ए! मोल नं। मिमी एचजी। st.-29A डिग्री 0A77 l1ylv। यूआईओएल 273 वीआरडी 740 एमएमएचजी कला। ~ R * 0 ** दोनों स्थितियों में, हम ग्राम अणु के द्रव्यमान की गणना करते हैं, लेकिन चूंकि ग्राम अणु संख्यात्मक रूप से आणविक द्रव्यमान के बराबर होता है, इसलिए हम आणविक द्रव्यमान पाते हैं।

2.1. सापेक्ष गैस घनत्व dगैसों के घनत्व (ρ 1 और ρ 2) के अनुपात के बराबर (एक ही दबाव और तापमान पर):

डी \u003d 1: ρ 2 एम 1: एम 2 (2.1)

जहां एम 1 और एम 2 गैसों के आणविक भार हैं।

सापेक्ष गैस घनत्व:

हवा के सापेक्ष: डी एम/29
हाइड्रोजन के संबंध में: d M/2

जहां , 29 और 2 दी गई गैस, वायु और हाइड्रोजन के संगत आणविक भार हैं।

2.2. वजन मात्रा ए (जी में) दिए गए वॉल्यूम वी में गैस (डीएम 3 में):

• ए \u003d एम * 1.293 * पी * 273 * वी / 28.98 (273 + टी) * 760 \u003d 0.01605 * पी * एम * वी / 273 + टी (2.2)

जहां एम गैस का आणविक भार है, पी गैस का दबाव है, मिमी एचजी, टी गैस का तापमान है, 0 सी।

सामान्य परिस्थितियों में जी प्रति 1 डीएम 3 में गैस की मात्रा

जहाँ d वायु के सापेक्ष गैस का आपेक्षिक घनत्व है।

2.3.आयतन V गैस के दिए गए भार मात्रा a द्वारा कब्जा कर लिया गया है :

वी \u003d ए * 22.4 * 760 * (273 + टी) / एम * पी (2.4)

2.5. गैस मिश्रण

वी 1, वी 2 ... वी एन और आणविक भार एम 1, एम 2 ... एम एन मात्रा वाले एन आकार के घटकों के मिश्रण का द्रव्यमान (जी में) बराबर है

जहाँ 22.4 गैसीय अवस्था में 273 K और 101.32 kPa (0 ° C और 760 मिमी Hg) पर किसी पदार्थ के 1 मोल का आयतन है।

चूंकि मिश्रण V \u003d V 1 + V 2 + ... + V n का आयतन है, तो इसका 1 डीएम 3 द्रव्यमान है:

गैस मिश्रण का औसत आणविक भार M (इसके गुणों की योजकता के साथ) बराबर है:

गैस मिश्रण के घटकों की सांद्रता को अक्सर आयतन के प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। आयतन सांद्रता (V 1 /V·100) संख्यात्मक रूप से घटक के आंशिक दबाव के अंश (р 1 /р·100) और इसकी दाढ़ सांद्रता (M 1 /M·100) के साथ मेल खाती है।

व्यक्तिगत घटकों के अनुपात मैं गैस मिश्रण में बराबर हैं,%

बड़ा मोटा

जहाँ q i मिश्रण में i-वें घटक का द्रव्यमान अंश है।

समान परिस्थितियों में विभिन्न गैसों के समान आयतन में अणुओं की संख्या समान होती है, इसलिए

पी 1: पी 2: ... = वी 1: वी 2: ... = एम 1: एम 2: ...

जहाँ M मोल्स की संख्या है।

घटक के मोल्स की संख्या:

यदि गैस समान परिस्थितियों में है(पी, टी) और अन्य शर्तों (पी´, टी´) के तहत इसकी मात्रा या द्रव्यमान निर्धारित करना आवश्यक है, फिर निम्नलिखित सूत्रों का उपयोग किया जाता है:

मात्रा रूपांतरण के लिए

बड़े पैमाने पर रूपांतरण के लिए

T पर = स्थिरांक आंशिक दाबपी हमें एक गैस मिश्रण में संतृप्त भाप, कुल दबाव की परवाह किए बिना, स्थिर है। 101.32 kPa और T K पर, 1 मोल गैस या वाष्प 22.4 (T / 273) dm 3 का आयतन घेरता है। यदि इस तापमान पर वाष्प का दबाव P है, तो 1 mol का आयतन है:

इस प्रकार, तापमान T और दबाव P पर 1m 3 जोड़ी आणविक भार M का द्रव्यमान हमारे बराबर है, g / m 3 में

मिश्रण के 1 मीटर 3 में संतृप्त भाप की द्रव्यमान सामग्री को जानकर, हम इसके दबाव की गणना कर सकते हैं:

शुष्क गैस की मात्रा की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

जहाँ P बैठा है, T तापमान T पर संतृप्त जल वाष्प का दबाव है।

शुष्क V (T, P) के आयतन को सुखाकर लाना। और गीला वी (टी, पी) वीएल। सामान्य परिस्थितियों में गैसें (no.) (273 K और 101.32 kPa) सूत्रों के अनुसार उत्पन्न होती हैं:

सूत्र

पी और टी पर गीली गैस की मात्रा को अन्य पी´, टी´ में पुनर्गणना करने के लिए उपयोग किया जाता है, बशर्ते कि जल वाष्प का संतुलन दबाव भी तापमान के साथ बदलता है। विभिन्न परिस्थितियों में गैस की मात्रा की पुनर्गणना के लिए भाव समान हैं:

यदि किसी ताप पर संतृप्त वाष्प का जलवाष्प दाब P सैट हो। , लेकिन G n.o.s. की गणना करना आवश्यक है। - इसकी सामग्री 1 मीटर 3 गैस में n.o. पर है, फिर समीकरण (1.2) का उपयोग किया जाता है, लेकिन इस मामले में T संतृप्ति तापमान नहीं है, बल्कि 273 K के बराबर है।

इससे यह इस प्रकार है:

जी एन.ओ.एस. = 4.396 10 -7 श्रीमान बैठे। .

संतृप्त जल वाष्प का दबाव, यदि इसकी सामग्री 1 मीटर 3 में n.o पर जानी जाती है। सूत्र के अनुसार गणना की जाती है।