Unde m este masa, M este masa molară, V este volumul.

4. Legea lui Avogadro.Înființată de fizicianul italian Avogadro în 1811. Aceleași volume ale oricăror gaze, luate la aceeași temperatură și aceeași presiune, conțin același număr de molecule.

Astfel, conceptul de cantitate de substanță poate fi formulat: 1 mol dintr-o substanță conține un număr de particule egal cu 6,02 * 10 23 (numit constanta Avogadro)

Consecința acestei legi este că 1 mol de orice gaz ocupă în condiții normale (P 0 \u003d 101,3 kPa și T 0 \u003d 298 K) un volum egal cu 22,4 litri.

5. Legea Boyle-Mariotte

La temperatură constantă, volumul unei cantități date de gaz este invers proporțional cu presiunea sub care se află:

6. Legea lui Gay-Lussac

La presiune constantă, modificarea volumului unui gaz este direct proporțională cu temperatura:

V/T = const.

7. Relația dintre volumul gazului, presiune și temperatură poate fi exprimată legea combinată a lui Boyle-Mariotte și Gay-Lussac, care este folosit pentru a aduce volumele de gaz de la o stare la alta:

P 0 , V 0 ,T 0 - presiunea volumetrica si temperatura in conditii normale: P 0 =760 mm Hg. Artă. sau 101,3 kPa; T 0 \u003d 273 K (0 0 C)

8. Evaluarea independentă a valorii moleculare mase M se poate face folosind așa-numitul ecuații de stare pentru un gaz ideal sau ecuațiile Clapeyron-Mendeleev :

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

Unde R - presiunea gazului într-un sistem închis, V- volumul sistemului, t - masa de gaz T - temperatura absoluta, R- constanta universală a gazului.

Rețineți că valoarea constantei R se poate obține prin înlocuirea valorilor care caracterizează un mol de gaz la N.C. în ecuația (1.1):

r = (p V) / (T) \u003d (101,325 kPa 22,4 l) / (1 mol 273K) \u003d 8,31J / mol.K)

Exemple de rezolvare a problemelor

Exemplul 1 Aducerea volumului de gaz la condiții normale.

Ce volum (n.o.) va ocupa 0,4×10 -3 m 3 de gaz la 50 0 C şi o presiune de 0,954×10 5 Pa?

Decizie. Pentru a aduce volumul de gaz la condiții normale, utilizați formula generală care combină legile lui Boyle-Mariotte și Gay-Lussac:

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

Volumul gazului (n.o.) este , unde 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.

Când (n.o.) gazul ocupă un volum egal cu 0,32×10 -3 m 3 .

Exemplul 2 Calculul densității relative a unui gaz din greutatea sa moleculară.

Calculați densitatea etanului C 2 H 6 din hidrogen și aer.

Decizie. Din legea lui Avogadro rezultă că densitatea relativă a unui gaz față de altul este egală cu raportul maselor moleculare ( M h) din aceste gaze, i.e. D=M1/M2. În cazul în care un M 1С2Н6 = 30, M 2 H2 = 2, greutatea moleculară medie a aerului este 29, apoi densitatea relativă a etanului în raport cu hidrogenul este D H2 = 30/2 =15.

Densitatea relativă a etanului în aer: D aer= 30/29 = 1,03, adică etanul este de 15 ori mai greu decât hidrogenul și de 1,03 ori mai greu decât aerul.

Exemplul 3 Determinarea masei moleculare medii a unui amestec de gaze prin densitatea relativa.

Calculați greutatea moleculară medie a unui amestec de gaze format din 80% metan și 20% oxigen (în volum) folosind valorile densității relative a acestor gaze în raport cu hidrogenul.

Decizie. Adesea calculele se fac conform regulii de amestecare, care este că raportul dintre volumele de gaze dintr-un amestec de gaze cu două componente este invers proporțional cu diferențele dintre densitatea amestecului și densitățile gazelor care formează acest amestec. . Să notăm densitatea relativă a amestecului de gaze în raport cu hidrogenul prin D H2. va fi mai mare decât densitatea metanului, dar mai mică decât densitatea oxigenului:

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

Densitatea hidrogenului acestui amestec de gaze este de 9,6. greutatea moleculară medie a amestecului de gaze M H2 = 2 D H2 = 9,6×2 = 19,2.

Exemplul 4 Calculul masei molare a unui gaz.

Masa de 0,327 × 10 -3 m 3 de gaz la 13 0 C și o presiune de 1,040 × 10 5 Pa este de 0,828 × 10 -3 kg. Calculați masa molară a gazului.

Decizie. Puteți calcula masa molară a unui gaz folosind ecuația Mendeleev-Clapeyron:

Unde m este masa gazului; M este masa molară a gazului; R- constantă de gaz molară (universală), a cărei valoare este determinată de unitățile de măsură acceptate.

Dacă presiunea este măsurată în Pa, iar volumul în m 3, atunci R\u003d 8,3144 × 10 3 J / (kmol × K).

Masa a 1 mol dintr-o substanță se numește masă molară. Cum se numește volumul unui mol dintr-o substanță? Evident, se mai numește și volum molar.

Care este volumul molar al apei? Când am măsurat 1 mol de apă, nu am cântărit 18 g de apă pe cântar - acest lucru este incomod. Am folosit ustensile de măsurat: un cilindru sau un pahar, pentru că știam că densitatea apei este de 1 g/ml. Prin urmare, volumul molar al apei este de 18 ml/mol. Pentru lichide și solide, volumul molar depinde de densitatea acestora (Fig. 52, a). Un alt lucru pentru gaze (Fig. 52, b).

Orez. 52.
Volumele molare (n.a.):
a - lichide și solide; b - substante gazoase

Dacă luăm 1 mol de hidrogen H 2 (2 g), 1 mol de oxigen O 2 (32 g), 1 mol de ozon O 3 (48 g), 1 mol de dioxid de carbon CO 2 (44 g) și chiar 1 mol de vapori de apă H 2 O (18 g) în aceleași condiții, de exemplu, normal (în chimie, se obișnuiește să se numească condiții normale (n.a.) o temperatură de 0 ° C și o presiune de 760 mm Hg, sau 101,3 kPa), se dovedește că 1 mol din oricare dintre gaze va ocupa același volum, egal cu 22,4 litri și va conține același număr de molecule - 6 × 10 23.

Și dacă luăm 44,8 litri de gaz, atunci cât de mult din substanța sa va fi luată? Desigur, 2 mol, deoarece volumul dat este de două ori volumul molar. Prin urmare:

unde V este volumul de gaz. De aici

Volumul molar este o mărime fizică egală cu raportul dintre volumul unei substanțe și cantitatea unei substanțe.

Volumul molar al substanțelor gazoase se exprimă în l/mol. Vm - 22,4 l/mol. Volumul unui kilomol se numește kilomolar și se măsoară în m 3 / kmol (Vm = 22,4 m 3 / kmol). În consecință, volumul milimolar este de 22,4 ml/mmol.

Sarcina 1. Aflați masa de 33,6 m 3 de amoniac NH 3 (n.a.).

Sarcina 2. Aflați masa și volumul (n.s.) pe care le au 18 × 10 20 molecule de hidrogen sulfurat H 2 S.

Când rezolvăm problema, să fim atenți la numărul de molecule 18 × 10 20 . Deoarece 10 20 este de 1000 de ori mai mic decât 10 23 , evident, calculele ar trebui făcute folosind mmol, ml/mmol și mg/mmol.

Cuvinte cheie și expresii

1. Volumele molare, milimolare și kilomolare ale gazelor.
2. Volumul molar al gazelor (în condiții normale) este de 22,4 l/mol.
3. Condiții normale.

Lucrați cu computerul

1. Consultați aplicația electronică. Studiați materialul lecției și finalizați sarcinile propuse.
2. Căutați pe Internet adrese de e-mail care pot servi ca surse suplimentare care dezvăluie conținutul cuvintelor cheie și al frazelor din paragraf. Oferă profesorului ajutorul tău în pregătirea unei noi lecții - întocmește un raport asupra cuvintelor și expresiilor cheie din următorul paragraf.

Întrebări și sarcini

1. Aflați masa și numărul de molecule la n. y. pentru: a) 11,2 litri de oxigen; b) 5,6 m3 azot; c) 22,4 ml de clor.
2. Aflați volumul care, la n. y. va lua: a) 3 g hidrogen; b) 96 kg ozon; c) 12 × 10 20 molecule de azot.
3. Aflați densitățile (masa de 1 litru) de argon, clor, oxigen și ozon la n. y. Câte molecule din fiecare substanță vor fi conținute într-un litru în aceleași condiții?
4. Calculați masa de 5 l (n.a.): a) oxigen; b) ozon; c) dioxid de carbon CO 2.
5. Precizaţi care este mai greu: a) 5 litri de dioxid de sulf (SO 2) sau 5 litri de dioxid de carbon (CO 2); b) 2 litri de dioxid de carbon (CO 2) sau 3 litri de monoxid de carbon (CO).

Relația dintre presiunea și volumul unui gaz ideal la temperatură constantă este prezentată în fig. unu.

Presiunea și volumul unei probe de gaz sunt invers proporționale, adică produsele lor sunt constante: pV = const. Această relație poate fi scrisă într-o formă mai convenabilă pentru rezolvarea problemelor:

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

Imaginați-vă că 50 de litri de gaz (V 1 ), sub o presiune de 2 atm (p 1), comprimată la un volum de 25 l (V 2), atunci noua sa presiune va fi egală cu:

Dependența proprietăților gazelor ideale de temperatură este determinată de legea Gay-Lussac: volumul unui gaz este direct proporțional cu temperatura lui absolută (la o masă constantă: V = kT, Unde k- factor de proporționalitate). Această relație este de obicei scrisă într-o formă mai convenabilă pentru rezolvarea problemelor:

De exemplu, dacă 100 de litri de gaz la o temperatură de 300K sunt încălzite la 400K fără a modifica presiunea, atunci la o temperatură mai mare noul volum de gaz va fi egal cu

Înregistrarea legii gazelor combinate pV/T== const poate fi convertit în ecuația Mendeleev-Clapeyron:

Unde R- constanta universală a gazului, a este numărul de moli de gaz.

Ecuația Mendeleev-Clapeyron permite o mare varietate de calcule. De exemplu, puteți determina numărul de moli de gaz la o presiune de 3 atm și o temperatură de 400K, ocupând un volum de 70 de litri:

Una dintre consecințele legii gazelor combinate: volume egale de gaze diferite la aceeași temperatură și presiune conțin același număr de molecule. Aceasta este legea lui Avogadro.

La rândul său, din legea lui Avogadro rezultă și o consecință importantă: masele a două volume identice de gaze diferite (desigur, la aceeași presiune și temperatură) sunt legate de greutățile lor moleculare:

m 1 /m 2 =M 1 /M 2 (m 1 iar m 2 sunt masele a două gaze);

M1 SUNT 2 este densitatea relativă.

Legea lui Avogadro se aplică doar gazelor ideale. În condiții normale, gazele greu de comprimat (hidrogen, heliu, azot, neon, argon) pot fi considerate ideale. Pentru monoxidul de carbon (IV), amoniacul, oxidul de sulf (IV), abaterile de la idealitate sunt deja observate în condiții normale și cresc odată cu creșterea presiunii și scăderea temperaturii.

Exemplul 1. Dioxidul de carbon cu un volum de 1 litru în condiții normale are o masă de 1,977 g. Care este volumul real ocupat de un mol din acest gaz (la n.a.)? Explicați răspunsul.

Decizie. Masa molară M (CO 2) \u003d 44 g / mol, apoi volumul molului este 44 / 1,977 \u003d 22,12 (l). Această valoare este mai mică decât cea acceptată pentru gazele ideale (22,4 l). Scăderea volumului este asociată cu o creștere a interacțiunii dintre moleculele de CO2, adică o abatere de la idealitate.

Exemplul 2. Clorul gazos de 0,01 g, aflat într-o fiolă etanșată cu volumul de 10 cm 3, se încălzește de la 0 la 273 o C. Care este presiunea inițială a clorului la 0 o C și la 273 o C?

Decizie. M r (Cl 2)=70,9; deci 0,01 g de clor corespunde la 1,4 10 -4 mol. Volumul fiolei este de 0,01 l. Folosind ecuația Mendeleev-Clapeyron pV=vRT, găsiți presiunea inițială a clorului (pag 1 ) la 0 o C:

în mod similar găsim presiunea clorului (p 2) la 273 o C: p 2 \u003d 0,62 atm.

Exemplul 3. Care este volumul care este ocupat de 10 g de monoxid de carbon (II) la o temperatură de 15 o C și o presiune de 790 mm Hg. Artă.?

Decizie.

Sarcini

1 . Ce volum (la N.S.) ocupă 0,5 mol de oxigen?
2 . Ce volum ocupă hidrogenul care conține 18-10 23 de molecule (la n.a.)?
3 . Care este masa molară a oxidului de sulf (IV) dacă densitatea hidrogenului acestui gaz este 32?
4 . Ce volum ocupă 68 g de amoniac la o presiune de 2 atm și la o temperatură de 100 o C?
5 . Într-un vas închis cu o capacitate de 1,5 litri se află un amestec de hidrogen sulfurat cu exces de oxigen la o temperatură de 27 o C și o presiune de 623,2 mm Hg. Artă. Aflați cantitatea totală de substanțe din vas.
6 . Într-o încăpere mare, temperatura poate fi măsurată cu un termometru „gaz”. În acest scop, un tub de sticlă având un volum intern de 80 ml a fost umplut cu azot la o temperatură de 20°C şi o presiune de 101,325 kPa. După aceea, tubul a fost scos încet și cu grijă din cameră într-o cameră mai caldă. Din cauza expansiunii termice, gazul a scăpat din tub și a fost colectat deasupra lichidului, a cărui presiune de vapori este neglijabilă. Volumul total de gaz care iese din tub (măsurat la 20°C și 101,325 kPa) este de 3,5 ml. Câți moli de azot au fost necesari pentru a umple tubul de sticlă și care este temperatura camerei mai calde?
7 . Un chimist care a determinat masa atomică a unui nou element X la mijlocul secolului al XIX-lea a folosit următoarea metodă: a obținut patru compuși care conțin elementul X (A, B, C și D) și a determinat fracția de masă a elementului ( %) în fiecare dintre ele. Într-un vas din care aerul fusese evacuat anterior, el a plasat fiecare compus, transferat în stare gazoasă la 250 o C și a stabilit presiunea de vapori a substanței la 1,013 10 5 Pa. Masa substanței gazoase a fost determinată din diferența dintre masele vaselor goale și pline. O procedură similară a fost efectuată cu azot. Rezultatul a fost un tabel ca acesta:

Gaz	Greutate totală, g	Fracția de masă () a elementului x din substanță,%
N 2	0,652	-
DAR	0,849	97,3
B	2,398	68,9
LA	4,851	85,1
G	3,583	92,2

Determinați masa atomică probabilă a elementului X.

8 . În 1826, chimistul francez Dumas a propus o metodă de determinare a densității vaporilor, aplicabilă multor substanțe. Folosind această metodă, a fost posibilă găsirea greutăților moleculare ale compușilor, folosind ipoteza lui Avogadro că cantități egale de molecule sunt conținute în volume egale de gaze și vapori la presiune și temperatură egale. Experimentele cu unele substanțe, realizate după metoda Dumas, au contrazis însă ipoteza lui Avogadro și au pus sub semnul întrebării însăși posibilitatea determinării greutății moleculare prin această metodă. Iată o descriere a unuia dintre aceste experimente (Fig. 2).

A. La gâtul unui vas A de un volum cunoscut, o porție cântărită de amoniac b a fost plasată și încălzită într-un cuptor în până la această temperatură la , la care s-a evaporat tot amoniacul. Vaporii rezultați au deplasat aerul din vas, unii dintre ei ieșind în evidență sub formă de ceață. incalzit la vasul, a cărui presiune era egală cu presiunea atmosferică, a fost sigilat de-a lungul constricției r, apoi răcit și cântărit.

Apoi vasul a fost deschis, spălat din amoniacul condensat, uscat și cântărit din nou. Prin diferență s-a determinat masa m de amoniac.

Această masă, atunci când este încălzită la la avea presiune R, egal cu cel atmosferic, într-un vas cu un volum v. Pentru vasul a, presiunea și volumul unei mase cunoscute de hidrogen la temperatura camerei au fost predeterminate. Raportul dintre greutatea moleculară a amoniacului și greutatea moleculară a hidrogenului a fost determinat prin formula

Am primit valoarea M / M (H 2) \u003d 13.4. Raportul calculat din formula NH4CI a fost 26,8.

b. Experimentul a fost repetat, dar gâtul vasului a fost închis cu un dop de azbest poros. d, permeabil la gaze si vapori. În același timp, am obținut relația M/ M (H 2) \u003d 14,2.

în. Am repetat experimentul b, dar am mărit proba inițială de amoniac de 3 ori. Raportul a devenit egal cu M/M (H2) = 16,5.
Explicați rezultatele experimentului descris și demonstrați că legea lui Avogadro a fost respectată în acest caz.

1. Un mol de orice gaz ocupă un volum (la n.a.) de 22,4 litri; 0,5 mol O 2 ocupă un volum de 22,40,5 \u003d 11,2 (l).
2. Numărul de molecule de hidrogen egal cu 6,02-10 23 (numărul lui Avogadro), la n. y. ocupă un volum de 22,4 l (1 mol); apoi

3. Masa molară a oxidului de sulf(IV): M(SO 2) = 322 = 64 (g/mol).
4. La n. y. 1 mol de NH3, egal cu 17 g, ocupă un volum de 22,4 litri, 68 g ocupă un volum X l ,

Din ecuația stării gazului p o V o /T o = p 1 V 1 /T 1 găsim

amestecuri de H2S şi O2.

6 . La umplerea tubului cu azot

În tub a rămas (în condiții inițiale) V 1: 80-3,5 = 76,5 (ml). Odată cu creșterea temperaturii, azotul, care a ocupat un volum de 76,5 ml (V 1) la 20 o C, a început să ocupe un volum de V 2 = 80 ml. Atunci, conform Т 1 /Т 2 = = V 1 /V 2 avem

Să presupunem că la o temperatură de 250 ° C, substanțele A, B, C, D sunt gaze ideale. Apoi conform legii lui Avogadro

Masa elementului X în 1 mol de substanță A, B, C și 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

Deoarece trebuie să existe un număr întreg de atomi ai elementului X în molecula substanței, este necesar să se găsească cel mai mare divizor comun al valorilor obținute. Este de 35,44 g/mol, iar acest număr poate fi considerat masa atomică probabilă a elementului X.

8. Orice chimist modern poate explica cu ușurință rezultatele experimentului. Este bine cunoscut faptul că sublimarea amoniacului - clorură de amoniu - este un proces reversibil de descompunere termică a acestei săruri:

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

În faza gazoasă sunt amoniacul și acidul clorhidric, greutatea moleculară relativă medie a acestora M t

Mai puțin clară este modificarea rezultatului în prezența unui dop de azbest. Cu toate acestea, la mijlocul secolului trecut, tocmai experimentele cu pereții poroase („foraj”) au arătat că vaporii de amoniac conțin două gaze. Amoniacul mai ușor trece prin pori mai repede și este ușor de observat, fie prin miros, fie cu hârtie indicatoare umedă.

O expresie riguroasă pentru estimarea permeabilității relative a gazelor prin partiții poroase este dată de teoria cinetică moleculară a gazelor. Viteza medie a moleculelor de gaz
, unde R este constanta gazului; T - temperatura absolută; M - Masă molară. Conform acestei formule, amoniacul ar trebui să difuzeze mai repede decât clorura de hidrogen:

În consecință, atunci când un dop de azbest este introdus în gâtul balonului, gazul din balon va avea timp să se îmbogățească oarecum cu HC1 greu în timpul în care presiunea se egalizează cu presiunea atmosferică. Densitatea relativă a gazului crește în acest caz. Odată cu creșterea masei de NH 4 C1 se va stabili ulterior o presiune egală cu presiunea atmosferică (dopucul de azbest previne scurgerea rapidă a vaporilor din balon), gazul din balon va conține mai multă acid clorhidric decât în ​​precedentul caz; densitatea gazului va crește.

Volumul unei molecule gram a unui gaz, precum și masa unei molecule gram, este o unitate de măsură derivată și este exprimată ca raportul unităților de volum - litri sau mililitri la un mol. Prin urmare, dimensiunea volumului gram-molecular este l / mol sau ml / mol. Deoarece volumul unui gaz depinde de temperatură și presiune, volumul gram-molecular al unui gaz variază în funcție de condiții, dar deoarece moleculele gram ale tuturor substanțelor conțin același număr de molecule, moleculele gram ale tuturor substanțelor sub aceleași condiții ocupă același volum. in conditii normale. = 22,4 l/mol, sau 22400 ml/mol. Recalcularea volumului gram-molecular de gaz în condiții normale pe volum în condiții date de producție. se calculează după ecuația: J- t-tr din care rezultă că unde Vo este volumul gram-molecular al gazului în condiții normale, Umol este volumul gram-molecular al gazului dorit. Exemplu. Calculați volumul gram-molecular al gazului la 720 mm Hg. Artă. și 87°C. Decizie. Cele mai importante calcule legate de volumul gram-molecular al unui gaz a) Conversia volumului de gaz în numărul de moli și numărul de moli pe volum de gaz. Exemplul 1. Calculați câți moli sunt conținute în 500 de litri de gaz în condiții normale. Decizie. Exemplul 2. Calculați volumul a 3 moli de gaz la 27 * C 780 mm Hg. Artă. Decizie. Se calculează volumul gram-molecular de gaz în condițiile specificate: V - ™ ** RP st. - 22.A l/mol. 300 deg \u003d 94 p. -273 vrad 780 mm Hg "ap.--24" ° Calculați volumul de 3 mol GRAM VOLUM MOLECULAR DE GAZ V \u003d 24,0 l / mol 3 mol \u003d 72 l b) Conversia masei de gaz la volumul său și volumul unui gaz pe masa sa. În primul caz, numărul de moli de gaz este mai întâi calculat din masa sa, iar apoi volumul de gaz este calculat din numărul de moli găsit. În al doilea caz, numărul de moli de gaz este mai întâi calculat din volumul său, iar apoi, din numărul de moli găsit, masa gazului. Exemplul 1, Calculați volumul (la N.C.) a 5,5 g soluție de dioxid de carbon CO *. |icoe ■= 44 g/mol V = 22,4 l/mol 0,125 mol 2,80 l Exemplul 2. Calculaţi masa a 800 ml (la n.a.) monoxid de carbon CO. Decizie. | * w => 28 g / mol m " 28 g / lnm 0,036 did * \u003d" 1,000 g Dacă masa gazului este exprimată nu în grame, ci în kilograme sau tone, iar volumul său nu este exprimat în litri sau mililitri, dar în metri cubi , atunci este posibilă o abordare dublă a acestor calcule: fie împărțiți măsurile superioare în altele inferioare, fie se cunoaște calculul ae cu moli și cu kilogram-molecule sau tonă-molecule, folosind următoarele rapoarte : în condiţii normale, 1 kilogram-moleculă-22 400 l / kmol , 1 tonă-moleculă - 22.400 m*/tmol. Unități: kilogram-moleculă - kg/kmol, tonă-moleculă - t/tmol. Exemplul 1. Calculați volumul a 8,2 tone de oxigen. Decizie. 1 tonă-moleculă Oa » 32 t/tmol. Găsim numărul de tone-molecule de oxigen conținute în 8,2 tone de oxigen: 32 t/tmol ** 0,1 Calculați masa de 1000 -k * amoniac (la n.a.). Decizie. Calculăm numărul de tone-molecule din cantitatea specificată de amoniac: „-stay5JT-0,045 t/mol Calculați masa de amoniac: 1 tonă-moleculă NH, 17 t/mol tyv, \u003d 17 t/mol 0,045 t/ mol * 0,765 t Principiul general de calcul, referitor la amestecurile de gaze, este acela că calculele aferente componentelor individuale se efectuează separat, iar apoi se însumează rezultatele.Exemplu 1. Calculați ce volum este un amestec gazos format din 140 g azot și 30 e de hidrogen vor ocupa in conditii normale.Solutie Calculati numarul de moli de azot si hidrogen continuti in amestec (Nr. "= 28 u/mol; cn, = 2 g/mol): 140 £ 30 in 28 g/ mol W Total 20 mol. GRAM VOLUM MOLECULAR DE GAZ Calculați volumul amestecului : Ueden în 22 "4 AlnoAb 20 mol " 448 l Exemplul 2. Calculați masa a 114 amestec (la n.a.) de monoxid de carbon și dioxid de carbon, al cărui volum compoziție este exprimată prin raportul: /lso: /iso, = 8:3. Decizie. Conform compoziției indicate, găsim volumele fiecărui gaz prin metoda împărțirii proporționale, după care calculăm numărul corespunzător de moli: t / II l "8 Q" "11 J 8 Q Ksoe 8 + 3 8 * Va > "a & + & * VCQM grfc - 0 "36 ^- grfc "" 0,134 jas * Calculul masei fiecăreia dintre gaze din numărul de moli găsite pentru fiecare dintre ele. 1 "co 28 g / mol; jico. \u003d 44 g / mol moo" 28 e! mol 0,36 mol "Tco sud. \u003d 44 e / zham" - 0,134 "au> - 5,9 g Adunând masele găsite ale fiecăruia dintre componente, găsim masa amestec: gaz după volum gram-molecular Mai sus a fost considerată metoda de calcul a greutății moleculare a unui gaz prin densitatea relativă. Acum vom lua în considerare metoda de calcul a greutății moleculare a unui gaz după volumul gram-molecular. În calcul, aceasta se presupune că masa și volumul gazului sunt direct proporționale unul cu celălalt. Rezultă „că volumul unui gaz și masa lui sunt legate între ele așa cum volumul gram-molecular al unui gaz este cu masa sa gram-moleculară. , care în matematică care formă se exprimă astfel: V_ Ushts / i (x unde Un * "- volum gram-molecular, p - gram-greutate moleculară. Prin urmare _ Huiol t p? Să luăm în considerare tehnica de calcul pe un exemplu specific. „Exemplu. Masa de 34 $ ju gaz la 740 mm Hg, spi și 21 ° C este de 0,604 g. Calculați greutatea moleculară a gazului. Decizie. Pentru a rezolva, trebuie să cunoașteți volumul gram-molecular al gazului. Prin urmare, înainte de a trece la calcule, este necesar să ne oprim asupra unui anumit volum gram-molecular al gazului. Puteți utiliza volumul gram-molecular standard de gaz, care este egal cu 22,4 l / mol. Apoi, volumul de gaz specificat în starea problemei trebuie adus la condiții normale. Dar este posibil, dimpotrivă, să se calculeze volumul gram-molecular al unui gaz în condițiile specificate în problemă. Cu prima metodă de calcul se obține următorul proiect: la 740 * mrt.st .. 340 ml - 273 deg ^ Q ^ 0 760 mm Hg. Artă. 294 deg™ 1 l,1 - 22,4 l/mol 0,604 in _s, ypya. -m-8 \u003d 44 g, M0Ab În a doua metodă, găsim: V - 22»4 A! Nr mol mm Hg. st.-29A grad 0A77 l1ylv. Uiol 273 vrad 740 mmHg Artă. ~ R * 0 ** În ambele cazuri, calculăm masa moleculei gram, dar deoarece molecula gram este numeric egală cu masa moleculară, găsim astfel masa moleculară.

2.1. Densitatea relativă a gazului d egal cu raportul densităților (ρ 1 și ρ 2) ale gazelor (la aceeași presiune și temperatură):

d \u003d ρ 1: ρ 2 ≈ M 1: M 2 (2,1)

unde M 1 și M 2 sunt greutățile moleculare ale gazelor.

Densitatea relativă a gazului:

raportat la aer: d ≈ M/29
în raport cu hidrogenul: d ≈ M/2

unde М, 29 și 2 sunt greutățile moleculare corespunzătoare ale gazului, aerului și hidrogenului dat.

2.2. Greutate cantitate a (în g) gaz într-un volum dat V (în 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)

unde M este greutatea moleculară a gazului, p este presiunea gazului, mm Hg, t este temperatura gazului, 0 C.

Cantitatea de gaz în g la 1 dm 3 în condiții normale

unde d este densitatea relativă a gazului în raport cu aerul.

2.3.Volumul V ocupat de o cantitate dată de greutate a de gaz :

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

2.5. Amestecuri de gaze

Masa (în g) a unui amestec de componente în formă de n având volume V 1, V 2 ... V n și greutăți moleculare M 1, M 2 ... M n este egală cu

Unde 22,4 este volumul a 1 mol de substanță în stare gazoasă la 273 K și 101,32 kPa (0 ° C și 760 mm Hg)

Deoarece volumul amestecului V \u003d V 1 + V 2 + ... + V n, atunci 1 dm 3 din acesta are o masă:

Greutatea moleculară medie M a amestecului de gaze (cu aditivitatea proprietăților sale) este egală cu:

Concentrația componentelor amestecurilor de gaze se exprimă cel mai adesea ca procent în volum. Concentrația în volum (V 1 /V·100) coincide numeric cu fracția din presiunea parțială a componentului (р 1 /р·100) și cu concentrația sa molară (M 1 /M·100).

Proporțiile componentelor individuale i din amestecul de gaze sunt egale, %

masiv voluminos

unde q i este conținutul de masă al i-a componentă din amestec.

Volume egale de gaze diferite în aceleași condiții conțin același număr de molecule, deci

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

unde M este numărul de moli.

Numărul de moli ai componentului:

Dacă gazul se află în aceleași condiții(P, T) și este necesar să se determine volumul sau masa acestuia în alte condiții (P´, T´), atunci se folosesc următoarele formule:

pentru conversia volumului

pentru conversie în masă

La T = presiune parțială constantă P us aburul saturat într-un amestec de gaze, indiferent de presiunea totală, este constant. La 101,32 kPa și T K, 1 mol de gaz sau vapori ocupă un volum de 22,4 (T / 273) dm 3. Dacă presiunea vaporilor la această temperatură este P us, atunci volumul de 1 mol este:

Astfel, masa a 1m 3 pereche de greutate moleculară M la temperatura T și presiunea P este egală cu noi, în g/m 3

Cunoscând conținutul de masă al aburului saturat în 1 m 3 din amestec, putem calcula presiunea acestuia:

Volumul gazului uscat se calculează prin formula:

unde P sat., T este presiunea vaporilor de apă saturați la temperatura T.

Aducerea volumelor de V uscat (T, P) uscat. și umed V (T, P) vl. gazele în condiții normale (n.o.) (273 K și 101,32 kPa) sunt produse după formulele:

Formulă

sunt folosite pentru a recalcula volumul de gaz umed la P și T la alte P´, T´, cu condiția ca presiunea de echilibru a vaporilor de apă să se modifice și cu temperatura. Expresiile pentru recalcularea volumelor de gaz în diferite condiții sunt similare:

Dacă presiunea vaporilor de apă a aburului saturat la orice temperatură este P sat. , dar este necesar să se calculeze G n.a.s. - conținutul său în 1 m 3 de gaz la n.o., atunci se utilizează ecuația (1.2), dar în acest caz T nu este temperatura de saturație, ci este egală cu 273 K.

Din aceasta rezultă că:

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

Presiunea vaporilor de apă saturați, dacă conținutul acestuia este cunoscut în 1 m 3 la n.o. calculate după formula.