Dimana m adalah massa, M adalah massa molar, V adalah volume.

4. Hukum Avogadro. Didirikan oleh fisikawan Italia Avogadro pada tahun 1811. Setiap gas dengan volume yang sama, yang diambil pada suhu dan tekanan yang sama, mengandung jumlah molekul yang sama.

Dengan demikian, kita dapat merumuskan konsep jumlah suatu zat: 1 mol zat mengandung jumlah partikel yang sama dengan 6,02 * 10 23 (disebut konstanta Avogadro)

Akibat dari hukum ini adalah 1 mol gas apa pun menempati dalam kondisi normal (P 0 \u003d 101,3 kPa dan T 0 \u003d 298 K) volume yang sama dengan 22,4 liter.

5. Hukum Boyle-Mariotte

Pada suhu konstan, volume sejumlah tertentu gas berbanding terbalik dengan tekanan di mana itu adalah:

6. Hukum Gay-Lussac

Pada tekanan tetap, perubahan volume gas berbanding lurus dengan suhu:

V/T = konstanta.

7. Hubungan antara volume gas, tekanan dan suhu dapat dinyatakan hukum gabungan Boyle-Mariotte dan Gay-Lussac, yang digunakan untuk membawa volume gas dari satu kondisi ke kondisi lain:

P 0 , V 0 ,T 0 - tekanan volume dan suhu dalam kondisi normal: P 0 =760 mm Hg. Seni. atau 101,3 kPa; T 0 \u003d 273 K (0 0 C)

8. Penilaian independen terhadap nilai molekul massa M dapat dilakukan dengan menggunakan apa yang disebut persamaan keadaan untuk gas ideal atau persamaan Clapeyron-Mendeleev :

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

di mana R - tekanan gas dalam sistem tertutup, V- volume sistem, t - massa gas T - suhu mutlak, R- konstanta gas universal.

Perhatikan bahwa nilai konstanta R dapat diperoleh dengan mensubstitusi nilai-nilai yang mencirikan satu mol gas pada N.C. ke dalam persamaan (1.1):

r = (p V) / (T) \u003d (101,325kPa 22,4 l) / (1 mol 273K) \u003d 8.31J / mol.K)

Contoh pemecahan masalah

Contoh 1 Membawa volume gas ke kondisi normal.

Berapa volume (n.o.) yang akan menempati 0,4×10 -3 m 3 gas pada 50 0 C dan tekanan 0,954×10 5 Pa?

Keputusan. Untuk membawa volume gas ke kondisi normal, gunakan rumus umum yang menggabungkan hukum Boyle-Mariotte dan Gay-Lussac:

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

Volume gas (n.o.) adalah , di mana T 0 = 273 K; p 0 \u003d 1,013 × 10 5 Pa; T = 273 + 50 = 323 K;

m 3 \u003d 0,32 × 10 -3 m 3.

Ketika (n.o.) gas menempati volume yang sama dengan 0,32×10 -3 m 3 .

Contoh 2 Perhitungan densitas relatif gas dari berat molekulnya.

Hitung massa jenis etana C 2 H 6 dari hidrogen dan udara.

Keputusan. Ini mengikuti dari hukum Avogadro bahwa kerapatan relatif satu gas di atas yang lain sama dengan rasio massa molekul ( M h) dari gas-gas ini, yaitu D = M 1 / M 2. Jika sebuah M 1 2Н6 = 30, M 2 H2 = 2, berat molekul rata-rata udara adalah 29, maka kerapatan relatif etana terhadap hidrogen adalah D H2 = 30/2 =15.

Kepadatan relatif etana di udara: D udara= 30/29 = 1,03, mis. etana 15 kali lebih berat dari hidrogen dan 1,03 kali lebih berat dari udara.

Contoh 3 Penentuan berat molekul rata-rata campuran gas dengan kepadatan relatif.

Hitung berat molekul rata-rata campuran gas yang terdiri dari 80% metana dan 20% oksigen (berdasarkan volume) menggunakan nilai kerapatan relatif gas-gas ini terhadap hidrogen.

Keputusan. Seringkali perhitungan dibuat menurut aturan pencampuran, yaitu bahwa rasio volume gas dalam campuran gas dua komponen berbanding terbalik dengan perbedaan antara kerapatan campuran dan kerapatan gas yang membentuk campuran ini. . Mari kita tunjukkan kerapatan relatif campuran gas terhadap hidrogen melalui D H2. itu akan lebih besar dari kepadatan metana, tetapi kurang dari kepadatan oksigen:

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

Densitas hidrogen dari campuran gas ini adalah 9,6. berat molekul rata-rata campuran gas M H2 = 2 D H2 = 9,6×2 = 19,2.

Contoh 4 Perhitungan massa molar gas.

Massa 0,327 × 10 -3 m 3 gas pada 13 0 C dan tekanan 1,040 × 10 5 Pa adalah 0,828 × 10 -3 kg. Hitung massa molar gas tersebut.

Keputusan. Anda dapat menghitung massa molar gas menggunakan persamaan Mendeleev-Clapeyron:

di mana m adalah massa gas; M adalah massa molar gas; R- konstanta gas molar (universal), yang nilainya ditentukan oleh unit pengukuran yang diterima.

Jika tekanan diukur dalam Pa, dan volume dalam m3, maka R\u003d 8,3144 × 10 3 J / (kmol × K).

Massa 1 mol zat disebut massa molar. Volume 1 mol zat disebut? Jelas, itu juga disebut volume molar.

Berapakah volume mol air? Ketika kami mengukur 1 mol air, kami tidak menimbang 18 g air pada timbangan - ini tidak nyaman. Kami menggunakan alat ukur: silinder atau gelas kimia, karena kami tahu bahwa massa jenis air adalah 1 g/ml. Jadi, volume molar air adalah 18 ml/mol. Untuk cairan dan padatan, volume molar bergantung pada kerapatannya (Gbr. 52, a). Hal lain untuk gas (Gbr. 52, b).

Beras. 52.
Volume molar (n.a.):
a - cairan dan padatan; b - zat gas

Jika kita mengambil 1 mol hidrogen H 2 (2 g), 1 mol oksigen O 2 (32 g), 1 mol ozon O 3 (48 g), 1 mol karbon dioksida CO 2 (44 g) dan bahkan 1 mol uap air H 2 O (18 g) di bawah kondisi yang sama, misalnya, normal (dalam kimia, biasanya disebut kondisi normal (n.a.) suhu 0 ° C dan tekanan 760 mm Hg, atau 101,3 kPa), ternyata 1 mol gas mana pun akan menempati volume yang sama, sama dengan 22,4 liter, dan mengandung jumlah molekul yang sama - 6 × 10 23.

Dan jika kita mengambil 44,8 liter gas, maka berapa banyak zat yang akan diambil? Tentu saja, 2 mol, karena volume yang diberikan adalah dua kali volume molar. Karena itu:

di mana V adalah volume gas. Dari sini

Volume molar adalah besaran fisika yang sama dengan perbandingan volume suatu zat dengan jumlah suatu zat.

Volume molar zat gas dinyatakan dalam l/mol. Vm - 22,4 l/mol. Volume satu kilomol disebut kilomolar dan diukur dalam m 3 / kmol (Vm = 22,4 m 3 / kmol). Dengan demikian, volume milimolar adalah 22,4 ml/mmol.

Tugas 1. Temukan massa 33,6 m 3 amonia NH 3 (n.a.).

Tugas 2. Temukan massa dan volume (n.s.) yang dimiliki oleh 18 × 10 20 molekul hidrogen sulfida H 2 S.

Saat memecahkan masalah, perhatikan jumlah molekul 18 × 10 20 . Karena 10 20 adalah 1000 kali lebih kecil dari 10 23 , tentu saja, perhitungan harus dilakukan menggunakan mmol, ml/mmol dan mg/mmol.

Kata kunci dan frase

1. Volume molar, milimolar, dan kilomolar gas.
2. Volume molar gas (dalam kondisi normal) adalah 22,4 l / mol.
3. Kondisi normal.

Bekerja dengan komputer

1. Lihat aplikasi elektronik. Pelajari materi pelajaran dan selesaikan tugas yang disarankan.
2. Cari di Internet untuk alamat email yang dapat berfungsi sebagai sumber tambahan yang mengungkapkan konten kata kunci dan frasa paragraf. Tawarkan bantuan Anda kepada guru dalam mempersiapkan pelajaran baru - buatlah laporan tentang kata-kata dan frasa kunci dari paragraf berikutnya.

Pertanyaan dan tugas

1. Tentukan massa dan jumlah molekul di n. y. untuk: a) 11,2 liter oksigen; b) 5,6 m 3 nitrogen; c) 22,4 ml klorin.
2. Tentukan volume yang, pada n. y. akan membutuhkan: a) 3 g hidrogen; b) 96 kg ozon; c) 12 × 10 20 molekul nitrogen.
3. Tentukan massa jenis (massa 1 liter) argon, klor, oksigen, dan ozon di n. y. Berapa banyak molekul masing-masing zat akan terkandung dalam 1 liter dalam kondisi yang sama?
4. Hitung massa 5 l (n.a.): a) oksigen; b) ozon; c.karbon dioksida CO2
5. Tentukan mana yang lebih berat: a) 5 liter sulfur dioksida (SO 2) atau 5 liter karbon dioksida (CO 2); b) 2 liter karbon dioksida (CO 2) atau 3 liter karbon monoksida (CO).

Hubungan antara tekanan dan volume gas ideal pada suhu konstan ditunjukkan pada gambar. satu.

Tekanan dan volume sampel gas berbanding terbalik, yaitu produknya konstan: pV = const. Hubungan ini dapat ditulis dalam bentuk yang lebih nyaman untuk menyelesaikan masalah:

p1 V 1 =p 2 V2(Hukum Boyle-Mariotte).

Bayangkan 50 liter gas (V 1 ), di bawah tekanan 2 atm (p 1), dikompresi hingga volume 25 l (V 2), maka tekanan barunya akan sama dengan:

Ketergantungan sifat-sifat gas ideal pada suhu ditentukan oleh hukum Gay-Lussac: volume gas berbanding lurus dengan suhu absolutnya (pada massa konstan: V = kT, di mana k- faktor proporsionalitas). Hubungan ini biasanya ditulis dalam bentuk yang lebih nyaman untuk memecahkan masalah:

Misalnya, jika 100 liter gas pada suhu 300K dipanaskan hingga 400K tanpa mengubah tekanan, maka pada suhu yang lebih tinggi volume gas baru akan sama dengan

Merekam hukum gas gabungan pV/T== const dapat dikonversi ke persamaan Mendeleev-Clapeyron:

di mana R- konstanta gas universal, a adalah jumlah mol gas.

Persamaan Mendeleev-Clapeyron memungkinkan berbagai macam perhitungan. Misalnya, Anda dapat menentukan jumlah mol gas pada tekanan 3 atm dan suhu 400K, menempati volume 70 liter:

Salah satu konsekuensi dari hukum gabungan gas: volume yang sama dari gas yang berbeda pada suhu dan tekanan yang sama mengandung jumlah molekul yang sama. Ini adalah hukum Avogadro.

Pada gilirannya, konsekuensi penting juga mengikuti dari hukum Avogadro: massa dua volume identik dari gas yang berbeda (tentu saja, pada tekanan dan suhu yang sama) terkait sebagai berat molekulnya:

m 1 /m 2 = M 1 /M 2 (m 1 dan m 2 adalah massa dua gas);

M1 AKU 2 adalah densitas relatif.

Hukum Avogadro hanya berlaku untuk gas ideal. Dalam kondisi normal, gas yang sulit dikompresi (hidrogen, helium, nitrogen, neon, argon) dapat dianggap ideal. Untuk karbon monoksida (IV), amonia, oksida belerang (IV), penyimpangan dari idealitas sudah diamati dalam kondisi normal dan meningkat dengan meningkatnya tekanan dan penurunan suhu.

Contoh 1. Karbon dioksida dengan volume 1 liter dalam kondisi normal memiliki massa 1,977 g. Berapa volume nyata yang ditempati oleh mol gas ini (pada n.a.)? Jelaskan jawabannya.

Keputusan. Massa molar M (CO 2) \u003d 44 g / mol, maka volume molnya adalah 44 / 1,977 \u003d 22,12 (l). Nilai ini kurang dari yang diterima untuk gas ideal (22,4 l). Penurunan volume dikaitkan dengan peningkatan interaksi antara molekul CO2, yaitu penyimpangan dari idealitas.

Contoh 2. Gas klorin seberat 0,01 g, ditempatkan dalam ampul tertutup dengan volume 10 cm 3, dipanaskan dari 0 hingga 273 o C. Berapa tekanan awal klorin pada 0 o C dan 273 o C?

Keputusan. M r (Cl 2)=70,9; maka 0,01 g klorin sama dengan 1,4 10 -4 mol. Volume ampul adalah 0,01 l. Menggunakan persamaan Mendeleev-Clapeyron pV=vRT, tentukan tekanan awal klorin (p 1 ) pada 0 o C:

sama kita menemukan tekanan klorin (p 2) pada 273 o C: p 2 \u003d 0,62 atm.

Contoh 3. Berapa volume yang ditempati oleh 10 g karbon monoksida (II) pada suhu 15 o C dan tekanan 790 mm Hg. Seni.?

Keputusan.

tugas

1 . Berapa volume (pada N.S.) yang ditempati oleh 0,5 mol oksigen?
2 . Berapa volume yang ditempati oleh hidrogen yang mengandung 18-10 23 molekul (pada n.a.)?
3 . Berapa massa molar sulfur oksida (IV) jika kerapatan hidrogen gas ini adalah 32?
4 . Berapa volume yang ditempati oleh 68 g amonia pada tekanan 2 atm dan suhu 100 o C?
5 . Di dalam bejana tertutup dengan kapasitas 1,5 liter adalah campuran hidrogen sulfida dengan oksigen berlebih pada suhu 27 o C dan tekanan 623,2 mm Hg. Seni. Temukan jumlah total zat di dalam wadah.
6 . Di ruangan besar, suhu dapat diukur dengan termometer "gas". Untuk tujuan ini, tabung gelas yang memiliki volume internal 80 ml diisi dengan nitrogen pada suhu 20°C dan tekanan 101,325 kPa. Setelah itu, tabung perlahan dan hati-hati dibawa keluar ruangan ke ruangan yang lebih hangat. Karena ekspansi termal, gas keluar dari tabung dan dikumpulkan di atas cairan, yang tekanan uapnya dapat diabaikan. Volume total gas yang keluar dari tabung (diukur pada 20°C dan 101,325 kPa) adalah 3,5 ml. Berapa mol nitrogen yang diperlukan untuk mengisi tabung gelas, dan berapa suhu ruangan yang lebih hangat?
7 . Seorang ahli kimia yang menentukan massa atom unsur X baru pada pertengahan abad ke-19 menggunakan metode berikut: ia memperoleh empat senyawa yang mengandung unsur X (A, B, C dan D), dan menentukan fraksi massa unsur ( %) di masing-masing. Dalam bejana yang sebelumnya telah dievakuasi udara, ia menempatkan setiap senyawa, dipindahkan ke keadaan gas pada 250 o C, dan mengatur tekanan uap zat menjadi 1,013 10 5 Pa. Massa zat gas ditentukan dari perbedaan antara massa bejana kosong dan bejana penuh. Prosedur serupa dilakukan dengan nitrogen. Hasilnya adalah tabel seperti ini:

Gas	Berat total, g	Fraksi massa () unsur x dalam zat,%
N 2	0,652	-
TETAPI	0,849	97,3
B	2,398	68,9
PADA	4,851	85,1
G	3,583	92,2

Tentukan kemungkinan massa atom unsur X.

8 . Pada tahun 1826, ahli kimia Prancis Dumas mengusulkan metode untuk menentukan kerapatan uap, yang berlaku untuk banyak zat. Dengan menggunakan metode ini, adalah mungkin untuk menemukan berat molekul senyawa, menggunakan hipotesis Avogadro bahwa jumlah molekul yang sama terkandung dalam volume gas dan uap yang sama pada tekanan dan suhu yang sama. Namun, percobaan dengan beberapa zat, yang dibuat menurut metode Dumas, bertentangan dengan hipotesis Avogadro dan mempertanyakan kemungkinan penentuan berat molekul dengan metode ini. Berikut adalah deskripsi dari salah satu eksperimen ini (Gbr. 2).

sebuah. Di leher kapal sebuah dari volume yang diketahui, bagian yang ditimbang dari amonia b ditempatkan dan dipanaskan dalam oven di sampai suhu ini ke , di mana semua amonia menguap. Uap yang dihasilkan memindahkan udara dari kapal, beberapa di antaranya menonjol dalam bentuk kabut. memanas ke bejana, yang tekanannya sama dengan tekanan atmosfer, disegel sepanjang penyempitan r, kemudian didinginkan dan ditimbang.

Kemudian bejana dibuka, dicuci dari amoniak yang kental, dikeringkan dan ditimbang kembali. Dengan perbedaan, massa m amonia ditentukan.

Massa ini, bila dipanaskan sampai ke memiliki tekanan R, sama dengan atmosfer, dalam bejana dengan volume v. Untuk bejana a, tekanan dan volume massa hidrogen yang diketahui pada suhu kamar telah ditentukan sebelumnya. Rasio berat molekul amonia dengan berat molekul hidrogen ditentukan oleh rumus:

Punya nilai? M / M (H 2) \u003d 13.4. Rasio yang dihitung dari rumus NH 4 Cl adalah 26,8.

b. Percobaan diulangi, tetapi leher bejana ditutup dengan sumbat asbes berpori. d, permeabel terhadap gas dan uap. Pada saat yang sama, kami mendapatkan hubungan M/ M (H 2) \u003d 14.2.

di. Kami mengulangi percobaan b, tetapi meningkatkan sampel awal amonia sebanyak 3 kali. Rasio menjadi sama dengan M/M (H 2) = 16,5.
Jelaskan hasil percobaan yang dijelaskan dan buktikan bahwa hukum Avogadro diamati dalam kasus ini.

1. Satu mol gas apa pun menempati volume (pada n.a.) 22,4 liter; 0,5 mol O 2 menempati volume 22.40.5 \u003d 11,2 (l).
2. Jumlah molekul hidrogen sama dengan 6,02-10 23 (bilangan Avogadro), pada n. y. menempati volume 22,4 l (1 mol); kemudian

3. Massa molar belerang(IV) oksida: M(SO2) = 322 = 64 (g/mol).
4. di n. y. 1 mol NH3, sama dengan 17 g, menempati volume 22,4 liter, 68 g menempati volume X aku ,

Dari persamaan keadaan gas p o V o /T o = p 1 V 1 /T 1 kita temukan

campuran H2S dan O2.

6 . Saat mengisi tabung dengan nitrogen

Dalam tabung tetap (dalam kondisi awal) V 1: 80-3,5 = 76,5 (ml). Dengan peningkatan suhu, nitrogen, yang menempati volume 76,5 ml (V 1) pada 20 o C, mulai menempati volume V 2 = 80 ml. Maka, menurut 1 /Т 2 = = V 1 /V 2 kita peroleh

Misalkan pada suhu 250 ° C, zat A, B, C, D adalah gas ideal. Maka menurut hukum Avogadro

Massa unsur X dalam 1 mol zat A, B, C dan D (g/mol):

M(A) . 0,973 = 35,45; M(B) . 0,689 = 70,91; M (B). 0,851 = 177,17; M(G) . 0,922= 141,78

Karena harus ada bilangan bulat atom unsur X dalam molekul zat, maka perlu untuk menemukan pembagi persekutuan terbesar dari nilai yang diperoleh. Ini adalah 35,44 g / mol, dan jumlah ini dapat dianggap sebagai kemungkinan massa atom unsur X.

8. Setiap ahli kimia modern dapat dengan mudah menjelaskan hasil percobaan. Telah diketahui dengan baik bahwa sublimasi amonia - amonium klorida - adalah proses dekomposisi termal yang dapat dibalik dari garam ini:

NH4Cl		NH3	+ HCl.
53,5		17	36,5

Dalam fase gas adalah amonia dan hidrogen klorida, berat molekul relatif rata-ratanya M t

Yang kurang jelas adalah perubahan hasil dengan adanya colokan asbes. Namun, di pertengahan abad terakhir, justru eksperimen dengan partisi berpori ("membosankan") yang menunjukkan bahwa uap amonia mengandung dua gas. Amonia yang lebih ringan melewati pori-pori lebih cepat dan mudah dikenali, baik dengan bau atau dengan kertas indikator basah.

Ekspresi ketat untuk memperkirakan permeabilitas relatif gas melalui partisi berpori diberikan oleh teori molekul-kinetik gas. Kecepatan rata-rata molekul gas
, di mana R adalah konstanta gas; T - suhu mutlak; M - masa molar. Menurut rumus ini, amonia harus berdifusi lebih cepat daripada hidrogen klorida:

Akibatnya, ketika sumbat asbes dimasukkan ke dalam leher labu, gas di dalam labu akan memiliki waktu untuk memperkaya dirinya sendiri dengan HC1 berat selama waktu itu tekanannya sama dengan tekanan atmosfer. Kepadatan relatif gas meningkat dalam kasus ini. Dengan peningkatan massa NH 4 C1, tekanan yang sama dengan tekanan atmosfer akan terbentuk kemudian (sumbat asbes mencegah kebocoran uap yang cepat dari labu), gas dalam labu akan mengandung lebih banyak hidrogen klorida daripada sebelumnya. kasus; densitas gas akan meningkat.

Volume gram-molekul gas, serta massa gram-molekul, adalah satuan pengukuran turunan dan dinyatakan sebagai rasio satuan volume - liter atau mililiter terhadap mol. Oleh karena itu, dimensi volume gram-molekul adalah l / mol atau ml / mol. Karena volume gas bergantung pada suhu dan tekanan, volume gram-molekul gas bervariasi tergantung pada kondisinya, tetapi karena gram-molekul semua zat mengandung jumlah molekul yang sama, gram-molekul semua zat di bawah kondisi yang sama menempati volume yang sama. dalam kondisi normal. = 22,4 l/mol, atau 22400 ml/mol. Perhitungan ulang volume gram-molekul gas dalam kondisi normal per volume dalam kondisi produksi tertentu. dihitung menurut persamaan: J-t-tr dari mana Vo adalah volume gram-molekuler gas dalam kondisi normal, Umol adalah volume gram-molekuler gas yang diinginkan. Contoh. Hitung volume gram-molekuler gas pada 720 mm Hg. Seni. dan 87°C. Keputusan. Perhitungan paling penting yang berkaitan dengan volume gram-molekul gas a) Konversi volume gas ke jumlah mol dan jumlah mol per volume gas. Contoh 1. Hitung berapa mol yang terkandung dalam 500 liter gas dalam kondisi normal. Keputusan. Contoh 2. Hitung volume 3 mol gas pada 27 * C 780 mm Hg. Seni. Keputusan. Kami menghitung volume gram-molekul gas di bawah kondisi yang ditentukan: V - ™ ** RP st. - 22.A l / mol. 300 deg \u003d 94 hal -273 vrad 780 mm Hg "ap.--24" ° Hitung volume 3 mol GRAM VOLUME MOLEKUL GAS V \u003d 24,0 l / mol 3 mol \u003d 72 l b) Konversi massa gas ke volumenya dan volume gas per massanya. Dalam kasus pertama, jumlah mol gas pertama-tama dihitung dari massanya, dan kemudian volume gas dihitung dari jumlah mol yang ditemukan. Dalam kasus kedua, jumlah mol gas pertama-tama dihitung dari volumenya, dan kemudian, dari jumlah mol yang ditemukan, massa gas. Contoh 1, Hitung volume (pada N.C.) dari 5,5 g karbon dioksida CO * Larutan. |icoe = 44 g/mol V = 22,4 l/mol 0,125 mol 2,80 l Contoh 2. Hitung massa 800 ml (pada n.a.) karbon monoksida CO. Keputusan. | * w => 28 g / mol m " 28 g / lnm 0,036 did * \u003d" 1.000 g Jika massa gas dinyatakan bukan dalam gram, tetapi dalam kilogram atau ton, dan volumenya dinyatakan bukan dalam liter atau mililiter, tetapi dalam meter kubik , maka pendekatan dua kali lipat untuk perhitungan ini dimungkinkan: baik membagi ukuran yang lebih tinggi menjadi yang lebih rendah, atau perhitungan ae dengan mol diketahui, dan dengan kilogram-molekul atau ton-molekul, menggunakan rasio berikut: dalam kondisi normal, 1 kilogram-molekul-22.400 l / kmol , 1 ton-molekul - 22.400 m*/tmol. Satuan: kilogram-molekul - kg/kmol, ton-molekul - t/tmol. Contoh 1. Hitung volume 8,2 ton oksigen. Keputusan. 1 ton-molekul Oa » 32 t/tmol. Kami menemukan jumlah ton-molekul oksigen yang terkandung dalam 8,2 ton oksigen: 32 t/tmol ** 0,1 Hitung massa 1000 -k * amonia (pada n.a.). Keputusan. Kami menghitung jumlah ton-molekul dalam jumlah amonia yang ditentukan: "-stay5JT-0,045 t/mol Hitung massa amonia: 1 ton-molekul NH, 17 t/mol tyv, \u003d 17 t/mol 0,045 t/ mol * 0,765 t Prinsip umum perhitungan yang berkaitan dengan campuran gas adalah bahwa perhitungan yang berkaitan dengan masing-masing komponen dilakukan secara terpisah, lalu hasilnya dijumlahkan. Contoh 1. Hitung volume campuran gas yang terdiri dari 140 g nitrogen dan 30 e hidrogen akan menempati dalam kondisi normal Solusi Hitung jumlah mol nitrogen dan hidrogen yang terkandung dalam campuran (No. "= 28 u/mol; cn, = 2 g/mol): 140 £ 30 dalam 28 g/ mol W Total 20 mol GRAM MOLEKULER VOLUME GAS Hitung volume campuran : Ueden dalam 22 "4 AlnoAb 20 mol " 448 l Contoh 2. Hitung massa 114 campuran (pada n.a.) karbon monoksida dan karbon dioksida, komposisi volume yang dinyatakan dengan perbandingan : /lso : /iso, = 8:3. Keputusan. Menurut komposisi yang ditunjukkan, kami menemukan volume masing-masing gas dengan metode pembagian proporsional, setelah itu kami menghitung jumlah mol yang sesuai: t / II l "8 Q" "11 J 8 Q Ksoe 8 + 3 8 * Va > "a & + & * VCQM grfc - 0 "36 ^- grfc "" 0,134 jas * Menghitung massa masing-masing gas dari jumlah mol yang ditemukan masing-masing 1 "co 28 g / mol; jico. \u003d 44 g / mol moo" 28 e! mol 0,36 mol "South tco. \u003d 44 e / zham" - 0,134 "au> - 5,9 g Dengan menambahkan massa yang ditemukan dari masing-masing komponen, kami menemukan massa campuran: gas dengan volume gram-molekul Di atas dianggap metode menghitung berat molekul gas dengan kepadatan relatif.Sekarang kita akan mempertimbangkan metode menghitung berat molekul gas dengan volume gram-molekul.Dalam perhitungan, itu diasumsikan bahwa massa dan volume gas berbanding lurus satu sama lain. Dengan demikian, "volume gas dan massanya berhubungan satu sama lain karena volume gram-molekul gas adalah massa gram-molekulnya , yang dalam matematika yang bentuknya dinyatakan sebagai berikut: V_ Ushts / i (x di mana Un * "- volume gram-molekul, p - berat gram-molekul. Oleh karena itu _ Huiol t p? Mari kita pertimbangkan teknik perhitungan pada contoh spesifik. “Contoh. Massa 34$ju gas pada 740 mm Hg, spi dan 21°C adalah 0,604 g. Hitung berat molekul gas tersebut. Keputusan. Untuk menyelesaikannya, Anda perlu mengetahui volume gram-molekul gas. Oleh karena itu, sebelum melanjutkan ke perhitungan, perlu untuk memikirkan beberapa volume gram-molekul tertentu dari gas. Anda dapat menggunakan volume gram-molekul standar gas, yang sama dengan 22,4 l / mol. Kemudian volume gas yang ditentukan dalam kondisi masalah harus dibawa ke kondisi normal. Tetapi adalah mungkin, sebaliknya, untuk menghitung volume gram-molekuler gas di bawah kondisi yang ditentukan dalam masalah. Dengan metode perhitungan pertama, diperoleh desain berikut: pada 740 * mrt.st .. 340 ml - 273 deg ^ Q ^ 0 760 mm Hg. Seni. 294 deg ™ 1 l.1 - 22,4 l / mol 0,604 in _ s, ypya. -m-8 \u003d 44 g, M0Ab Dalam metode kedua, kami menemukan: V - 22»4 A!mol No. mm Hg. st.-29A derajat 0A77 l1ylv. Uiol 273 vrad 740 mmHg Seni. ~ R * 0 ** Dalam kedua kasus, kami menghitung massa molekul gram, tetapi karena molekul gram secara numerik sama dengan berat molekul, kami dengan demikian menemukan berat molekul.

2.1. Kerapatan gas relatif d sama dengan rasio kepadatan ( 1 dan 2) gas (pada tekanan dan suhu yang sama):

d \u003d 1: 2 M 1: M 2 (2.1)

di mana M 1 dan M 2 adalah berat molekul gas.

Kepadatan gas relatif:

relatif terhadap udara: d M/29
sehubungan dengan hidrogen: d M/2

di mana , 29 dan 2 adalah berat molekul yang sesuai dari gas, udara, dan hidrogen yang diberikan.

2.2. Kuantitas berat (dalam g) gas dalam volume tertentu V (dalam dm 3):

• a \u003d M * 1,293 * p * 273 * V / 28,98 (273 + t) * 760 \u003d 0,01605 * p * M * V / 273 + t (2.2)

di mana M adalah berat molekul gas, p adalah tekanan gas, mm Hg, t adalah suhu gas, 0 C.

Jumlah gas dalam g per 1 dm 3 dalam kondisi normal

di mana d adalah kerapatan relatif gas relatif terhadap udara.

2.3.Volume V ditempati oleh sejumlah berat tertentu gas :

V \u003d a * 22,4 * 760 * (273 + t) / M * p (2,4)

2.5. campuran gas

Massa (dalam g) campuran komponen berbentuk n yang memiliki volume V 1, V 2 ... V n dan berat molekul M 1, M 2 ... M n sama dengan

Dimana 22,4 adalah volume 1 mol zat dalam keadaan gas pada 273 K dan 101,32 kPa (0 ° C dan 760 mm Hg)

Karena volume campuran V \u003d V 1 + V 2 + ... + V n, maka 1 dm 3 memiliki massa:

Berat molekul rata-rata M dari campuran gas (dengan sifat aditif) sama dengan:

Konsentrasi komponen campuran gas paling sering dinyatakan sebagai persentase volume. Konsentrasi volume (V 1 /V·100) secara numerik bertepatan dengan fraksi tekanan parsial komponen (р 1 /р·100) dan dengan konsentrasi molarnya (M 1 /M·100).

Proporsi masing-masing komponen i dalam campuran gas adalah sama, %

besar sekali produktif

di mana q i adalah kandungan massa komponen ke-i dalam campuran.

Volume yang sama dari gas yang berbeda dalam kondisi yang sama mengandung jumlah molekul yang sama, jadi

p 1: p 2: ... = V 1: V 2: ... = M 1: M 2: ...

dimana M adalah jumlah mol.

Jumlah mol komponen:

Jika gas dalam kondisi yang sama(P, T) dan perlu untuk menentukan volume atau massanya dalam kondisi lain (P´, T´), maka rumus berikut digunakan:

untuk konversi volume

untuk konversi massal

Pada T = konstan tekanan parsial P us uap jenuh dalam campuran gas, terlepas dari tekanan total, adalah konstan. Pada 101,32 kPa dan T K, 1 mol gas atau uap menempati volume 22,4 (T / 273) dm 3. Jika tekanan uap pada suhu ini adalah P us, maka volume 1 mol adalah:

Jadi, massa 1m 3 pasang berat molekul M pada suhu T dan tekanan P sama dengan kita, dalam g / m 3

Mengetahui kandungan massa uap jenuh dalam 1 m 3 campuran, kita dapat menghitung tekanannya:

Volume gas kering dihitung dengan rumus:

di mana P sat., T adalah tekanan uap air jenuh pada suhu T.

Membawa volume kering V (T, P) kering. dan basah V (T, P) vl. gas ke kondisi normal (n.o.) (273 K dan 101,32 kPa) diproduksi sesuai dengan rumus:

Rumus

digunakan untuk menghitung ulang volume gas basah pada P dan T ke P´ lainnya, T´, asalkan tekanan kesetimbangan uap air juga berubah dengan suhu. Ekspresi untuk menghitung ulang volume gas dalam kondisi yang berbeda serupa:

Jika tekanan uap air dari uap jenuh pada suhu berapa pun adalah P sat. , tetapi perlu untuk menghitung G n.o.s. - kandungannya dalam 1 m 3 gas pada n.o., maka persamaan (1.2) digunakan, tetapi dalam hal ini T bukan suhu jenuh, tetapi sama dengan 273 K.

Dari sini berikut bahwa:

G n.o.s. = 4,396 10 -7 Mr sat. .

Tekanan uap air jenuh, jika kandungannya diketahui dalam 1 m 3 pada n.o. dihitung dengan rumus.