Совет 1: Как найти объем газа при нормальных условиях

Любой идеальный газ можно охарактеризовать несколькими параметрами: температурой, объемом, давлением. Соотношение, устанавливающее связь между этими величинами, называется уравнением состояния газа.
Инструкция
1
Экспериментально было установлено, что при постоянной температуре P1V1=P2V2, или, что то же самое, PV=const (закон Бойля-Мариотта). При постоянном давлении постоянным остается отношение объема к температуре: V/T=const (закон Гей-Люссака). Если же зафиксировать объем, то P/T=const (закон Шарля). Объединение этих трех законов дает универсальный газовый закон, который гласит, что PV/T=const. Данное уравнение было установлено французским физиком Б. Клапейроном в 1834 году.
2
Значение постоянной определяется лишь количеством вещества газа. Д.И. Менделеев в 1874 году вывел уравнение для одного моля. Так он получил значение универсальной газовой постоянной: R=8,314 Дж/(моль∙К). Итак, PV=RT. В случае произвольного количества газа ν PV=νRT. Само количество вещества можно найти из отношения массы к молярной массе: ν=m/M.
3
Молярная масса численно равна относительной молекулярной. Последнюю можно найти из таблицы Менделеева, она указывается в ячейке элемента, как правило, внизу. Молекулярная масса соединения равна сумме молекулярных масс входящих в него элементов. В случае разновалентных атомов требуется умножение на индекс. Например, M(N2O)=14∙2+16=28+16=44 г/моль.
4
Нормальными условиями для газов принято считать давление P0 =1 атм = 101, 325 кПа, температуру T0=273,15 К = 0°C. Теперь можно найти объем одного моля газа при нормальных условиях: Vm=RT/P0=8,314∙273,15/101,325=22,413 л/моль. Эта табличная величина является молярным объемом.
5
При нормальных условиях количество вещества равно отношению объема газа к молярному объему: ν=V/Vm. При произвольных условиях надо использовать непосредственно уравнение Менделеева-Клапейрона: ν=PV/RT.
6
Таким образом, чтобы найти объем газа при нормальных условиях, надо количество вещества (число молей) этого газа умножить на молярный объем, равный 22,4 л/моль. Обратной операцией можно найти количество вещества из заданного объема.

Совет 2: Как найти объем одного моля

Чтобы найти объем одного моля вещества в твердом или жидком состоянии, найдите его молярную массу и поделите на плотность. Один моль любого газа в нормальных условиях имеет объем 22,4 л. В том случае если условия изменяются, рассчитайте объем одного моля при помощи уравнения Клапейрона-Менделеева.
Вам понадобится
  • периодическая таблица Менделеева, таблица плотности веществ, манометр и термометр.
Инструкция
1
Определение объема одного моля жидкости или твердого тела
Определите химическую формулу твердого тела или жидкости, которая изучается. Затем, с помощью периодической таблицы Менделеева найдите атомные массы элементов, которые входят в формулу. Если один элемент входит в формулу несколько раз, умножьте его атомную массу на это число. Сложите атомные массы всех элементов и получите молекулярную массу вещества, из которого состоит твердое тело или жидкость. Она будет численно равна молярной массе, измеренной в граммах на моль.
2
По таблице плотности веществ найдите эту величину для материала изучаемого тела или жидкости. После этого поделите молярную массу на плотность данного вещества, измеренную в г/см³ V=M/ρ. В результате получите объем одного моля в см³. Если химическая формула вещества осталась неизвестной, определить объем одного его моля будет невозможно.
3
Определение объема одного моля газа
Если газ находится в так называемых нормальных условиях, при давлении 760 мм рт. ст. и 0ºС, то объем одного его моля, не зависимо от химической формулы равен 22,4 л (закон Авогадро, определяющий молярный объем газа). Чтобы перевести его в см³ умножьте на 1000, а в м³ - поделите на это же число.
4
Если же газ не находится в нормальных условиях, измерьте с помощью манометра его давление в паскалях и температуру в градусах Кельвина, для чего к измеренной термометром температуре в градусах Цельсия прибавьте число 273.
5
Из уравнения Клапейрона-Менделеева P•V= υ•R•T, выразите отношение объема газа на его количество вещества. Это и будет объем одного моля, которые равен произведению температуры газа на универсальную газовую постоянную, которая равна 8,31, поделенному на давление газа V/υ=R•T/P. Результат получите в м³ на моль. Чтобы перевести значение в см³, полученное число умножьте на 1000000.
Видео по теме
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500
к
Honor 6X Premium
новая премиальная версия
узнать больше