Una dintre unitățile de bază din Sistemul Internațional de Unități (SI) este Unitatea de măsură a unei substanțe este molul.

Mol – aceasta este cantitatea de substanță care conține tot atâtea unități structurale ale unei substanțe date (molecule, atomi, ioni etc.) câte atomi de carbon sunt conținute în 0,012 kg (12 g) dintr-un izotop de carbon 12 CU .

Având în vedere că valoarea masei atomice absolute pentru carbon este egală cu m(C) = 1,99 10  26 kg, se poate calcula numărul de atomi de carbon N O, conținut în 0,012 kg de carbon.

Un mol din orice substanță conține același număr de particule din această substanță (unități structurale). Numărul de unități structurale conținute într-o substanță cu o cantitate de un mol este 6,02 10 23 si se numeste numărul lui Avogadro (N O ).

De exemplu, un mol de cupru conține 6,02 10 23 atomi de cupru (Cu), iar un mol de hidrogen (H 2) conține 6,02 10 23 molecule de hidrogen.

Masa molara(M) este masa unei substanțe luate într-o cantitate de 1 mol.

Masa molară este desemnată cu litera M și are dimensiunea [g/mol]. În fizică ei folosesc unitatea [kg/kmol].

În cazul general, valoarea numerică a masei molare a unei substanțe coincide numeric cu valoarea masei sale moleculare relative (atomice relativă).

De exemplu, greutatea moleculară relativă a apei este:

Мr(Н 2 О) = 2Аr (Н) + Аr (O) = 2∙1 + 16 = 18 a.m.u.

Masa molară a apei are aceeași valoare, dar se exprimă în g/mol:

M (H2O) = 18 g/mol.

Astfel, un mol de apă care conține 6,02 10 23 molecule de apă (respectiv 2 6,02 10 23 atomi de hidrogen și 6,02 10 23 atomi de oxigen) are o masă de 18 grame. Apa, cu o cantitate de substanță de 1 mol, conține 2 moli de atomi de hidrogen și un mol de atomi de oxigen.

1.3.4. Relația dintre masa unei substanțe și cantitatea acesteia

Cunoscând masa unei substanțe și formula ei chimică și, prin urmare, valoarea masei sale molare, puteți determina cantitatea de substanță și, dimpotrivă, cunoscând cantitatea de substanță, puteți determina masa acesteia. Pentru astfel de calcule ar trebui să utilizați formulele:

unde ν este cantitatea de substanță, [mol]; m– masa substanței, [g] sau [kg]; M – masa molară a substanței, [g/mol] sau [kg/kmol].

De exemplu, pentru a găsi masa de sulfat de sodiu (Na 2 SO 4) într-o cantitate de 5 moli, găsim:

1) valoarea masei moleculare relative a Na 2 SO 4, care este suma valorilor rotunjite ale maselor atomice relative:

Мr(Na2SO4) = 2Аr(Na) + Аr(S) + 4Аr(O) = 142,

2) o valoare egală numeric a masei molare a substanței:

M(Na2SO4) = 142 g/mol,

3) și, în final, masa a 5 moli de sulfat de sodiu:

m = ν M = 5 mol · 142 g/mol = 710 g.

Raspuns: 710.

1.3.5. Relația dintre volumul unei substanțe și cantitatea acesteia

La conditii normale(n.s.), adică la presiune r , egal cu 101325 Pa (760 mm Hg) și temperatură T, egal cu 273,15 K (0 С), un mol de gaze și vapori diferiți ocupă același volum egal cu 22,4 l.

Se numește volumul ocupat de 1 mol de gaz sau vapori la nivelul solului volumul molargaz și are dimensiunea litru pe mol.

V mol = 22,4 l/mol.

Cunoscând cantitatea de substanță gazoasă (ν ) Şi valoarea volumului molar (V mol) puteți calcula volumul său (V) în condiții normale:

V = ν V mol,

unde ν este cantitatea de substanță [mol]; V – volumul substanței gazoase [l]; V mol = 22,4 l/mol.

Și, invers, cunoscând volumul ( V) a unei substanțe gazoase în condiții normale, se poate calcula cantitatea acesteia (ν). :

Din prevederile că un mol din orice substanță include numărul de particule din această substanță egal cu numărul lui Avogadro și că numere egale particule de gaze diferite în aceleași condiții fizice sunt conținute în volume egale ale acestor gaze, următoarele:

cantități egale de orice substanțe gazoase în aceleași condiții fizice ocupă volume egale

De exemplu, volumul unui mol de orice gaz are (at p, T = const) aceeași valoare. În consecință, ecuația pentru o reacție care are loc cu participarea gazelor specifică nu numai raportul dintre cantitățile și masele lor, ci și volumele lor.

Volumul molar al unui gaz (V M) este volumul de gaz care conține 1 mol de particule din acest gaz
V M = V / n

Unitatea SI a volumului molar a unui gaz este metrul cub pe mol (m 3 /mol), dar unitățile submultiple sunt mai des folosite - litru (decimetru cub) pe mol (l/mol, dm 3 /mol) și mililitru (cubic). centimetru) pe mol ( cm 3 /mol).
În conformitate cu definiția volumului molar pentru orice gaz, raportul dintre volumul său V la cantitate n va fi la fel cu condiția să fie un gaz ideal.

În condiții normale (normă) - 101,3 kPa, 0°C - volumul molar al unui gaz ideal este egal cu

V M = 2,241381·10 -2 m 3 /mol ≈ 22,4 l/mol

În calculele chimice, se folosește valoarea rotunjită de 22,4 L/mol deoarece valoarea exactă se referă la un gaz ideal, iar majoritatea gazelor reale diferă ca proprietăți de acesta. Gaze reale cu o temperatură foarte scăzută de condensare de echilibru (H 2, O 2, N 2) în condiții normale au un volum aproape egal cu 22,4 l/mol, iar gazele care se condensează la temperaturi ridicate, au un volum molar ceva mai mic în condiţii normale: pentru CO 2 - 22,26 l/mol, pentru NH 3 - 22,08 l/mol.

Cunoscând volumul unui anumit gaz în condiții date, puteți determina cantitatea de substanțe din acest volum și invers, prin cantitatea de substanță dintr-o anumită porțiune de gaz puteți afla volumul acestei porțiuni:

n = V/V M; V = V M * n

Volumul molar de gaz la N.S. este o constantă fizică fundamentală care este utilizată pe scară largă în calculele chimice. Vă permite să utilizați volumul unui gaz în locul masei sale, ceea ce este foarte convenabil în chimia analitică (analizoare de gaze bazate pe măsurarea volumului), deoarece este mai ușor să măsurați volumul unui gaz decât masa acestuia.

Valoarea volumului molar de gaz la nr. este coeficientul de proporționalitate dintre constantele Avogadro și Loschmidt:

V M = N A / N L = 6,022 10 23 (mol -1) / 2,24 10 4 (cm 3 /mol) = 2,69 10 19 (cm -3)

Folosind volumul molar și masa molară a gazului, densitatea gazului poate fi determinată:

ρ = M / V M

În calculele bazate pe legea echivalentelor pentru substante gazoase(reactivi, produse), în loc de masă echivalentă, este mai convenabil să se utilizeze volum echivalent, care este raportul dintre volumul unei porțiuni dintr-un anumit gaz și cantitatea echivalentă a unei substanțe din această porțiune:

V eq = V / n eq = V / zn = V M / z; (p, T = const)

Unitatea de volum echivalentă este aceeași cu unitatea de volum molar. Valoarea volumului echivalent de gaz este o constantă a unui gaz dat numai într-o anumită reacție, deoarece depinde de factorul de echivalență f eq.

Volumul molar al gazului

Volumul molar al unui gaz Din prevederile că un mol din orice substanță include un număr de particule din această substanță egal cu numărul lui Avogadro și că un număr egal de particule de gaze diferite în același timp

Volumul de gaz în condiții normale

Subiectul 1

LECȚIA 7

Subiect. Volumul molar al gazelor. Calculul volumului de gaz în condiții normale

Obiectivele lecției: familiarizarea elevilor cu conceptul de „volum molar”; dezvăluie caracteristicile utilizării conceptului de „volum molar” pentru substanțele gazoase; învață elevii să folosească cunoștințele dobândite pentru a calcula volumul de gaze în condiții normale.

Tip de lecție: combinată.

Forme de lucru: povestea profesorului, practică dirijată.

Echipament: Tabel periodic elemente chimice D.I Mendeleev, carduri cu sarcini, cub cu un volum de 22,4 litri (cu o latură de 28,2 cm).

II. Examinare teme pentru acasă, actualizarea cunoștințelor de bază

Elevii își trimit temele completate pe foi pentru verificare.

1) Ce este „cantitatea de substanță”?

2) O unitate de măsură pentru cantitatea unei substanțe.

3) Câte particule sunt conținute într-un mol de substanță?

4) Care este relația dintre cantitatea unei substanțe și starea de agregare în care se află această substanță?

5) Câte molecule de apă sunt conținute într-un mol de gheață?

6) Dar 1 mol de apă lichidă?

7) În 1 mol de vapori de apă?

8) Ce masă vor avea:

III. Învățarea de materiale noi

Crearea și rezolvarea unei situații problematice Întrebare problematică. Ce volum va ocupa:

Nu putem răspunde imediat la aceste întrebări, deoarece volumul unei substanțe depinde de densitatea substanței. Și conform formulei V = m / ρ, volumul va fi diferit. 1 mol de abur ocupă mai mult volum decât 1 mol de apă sau gheață.

Deoarece în substanțele lichide și gazoase distanța dintre moleculele de apă este diferită.

Mulți oameni de știință au studiat substanțele gazoase. Contribuții semnificative la studiul acestei probleme au fost aduse de chimistul francez Joseph Louis Gay-Lussac și de fizicianul englez Robert Boyle, care au formulat o serie de legi fizice care descriu starea gazelor.

Despre aceste modele știi?

Toate gazele sunt comprimate în mod egal și au același coeficient de dilatare termică. Volumele de gaze depind nu de mărimea moleculelor individuale, ci de distanța dintre molecule. Distanțele dintre molecule depind de viteza lor de mișcare, de energie și, în consecință, de temperatură.

Pe baza acestor legi și a cercetărilor sale, omul de știință italian Amedeo Avogadro a formulat legea:

Volume egale de gaze diferite conțin același număr de molecule.

În condiții normale, substanțele gazoase au o structură moleculară. Moleculele de gaz sunt foarte mici în comparație cu distanța dintre ele. Prin urmare, volumul unui gaz este determinat nu de dimensiunea particulelor (molecule), ci de distanța dintre ele, care este aproximativ aceeași pentru orice gaz.

A. Avogadro a concluzionat că dacă luăm 1 mol, adică 6,02 x 1023 molecule din orice gaz, acestea vor ocupa același volum. Dar, în același timp, acest volum este măsurat în aceleași condiții, adică la aceeași temperatură și presiune.

Condițiile în care se efectuează astfel de calcule se numesc condiții normale.

Condiții normale (n.v.):

T = 273 K sau t = 0 °C

P = 101,3 kPa sau P = 1 atm. = 760 mm Hg. Artă.

Volumul unui mol de substanță se numește volum molar (Vm). Pentru gaze în condiții normale este de 22,4 l/mol.

Este demonstrat un cub cu un volum de 22,4 litri.

Un astfel de cub conține 6,02-1023 molecule de orice gaz, de exemplu, oxigen, hidrogen, amoniac (NH3), metan (CH4).

In ce conditii?

La o temperatură de 0 ° C și o presiune de 760 mm Hg. Artă.

Din legea lui Avogadro rezultă că

unde Vm = 22,4 l/mol de orice gaz la n. V.

Deci, cunoscând volumul unui gaz, puteți calcula cantitatea unei substanțe și invers.

IV. Formarea deprinderilor și abilităților

Exersați cu exemple

Calculați cât volum vor ocupa 3 moli de oxigen la N. V.

Calculați numărul de molecule de oxid de carbon(IV) într-un volum de 44,8 litri (n.v.).

2) Calculați numărul de molecule de C O 2 folosind formulele:

N (CO 2) = 2 mol · 6,02 · 1023 molecule/mol = 12,04 · 1023 molecule.

Răspuns: 12,04 · 1023 molecule.

Calculați volumul ocupat de azot cântărind 112 g (în prezent).

V (N 2) = 4 mol · 22,4 l/mol = 89,6 l.

V. Tema pentru acasă

Lucrați paragraful corespunzător al manualului și răspundeți la întrebări.

Sarcină creativă (exersare acasă). Rezolvați independent problemele 2, 4, 6 de pe hartă.

Sarcina de card pentru lecția 7

Calculați cât volum vor ocupa 7 moli de azot N2 (pe baza curentului).

Calculați numărul de molecule de hidrogen într-un volum de 112 litri.

(Răspuns: 30,1 1023 molecule)

Calculați volumul de hidrogen sulfurat cântărind 340 g.

Volumul de gaz în condiții normale

Volumul molar al gazelor. Calculul volumului de gaz in conditii normale - CANTITATE DE SUBSTANTA. CALCULE PE FORMULE CHIMICE – TOATE LECȚIILE DE CHIMIE – clasa a VIII-a – note de lecție – lecții de chimie – Plan de lecție – Note de lecție – Planuri de lecție – desfășurare lecții de chimie – CHIMIE – Programa școlară standard și de nivel academic – toate lecțiile de chimie pentru clasa a VIII-a 12- scoli vechi de ani

Legile gazelor. legea lui Avogadro. Volumul molar al gazului

Omul de știință francez J.L. Gay-Lussac a pus legea relații volumetrice:

De exemplu, 1 litru de clor se conectează cu 1 litru de hidrogen , producând 2 litri de acid clorhidric ; 2 l oxid de sulf (IV) conectați-vă cu 1 litru de oxigen, formând 1 litru de oxid de sulf (VI).

Această lege i-a permis omului de știință italian A. Avogadro presupunem că moleculele de gaze simple ( hidrogen, oxigen, azot, clor etc. ) constau din doi atomi identici . Când hidrogenul se combină cu clorul, moleculele lor se descompun în atomi, iar aceștia din urmă formează molecule de clorură de hidrogen. Dar, deoarece două molecule de acid clorhidric se formează dintr-o moleculă de hidrogen și o moleculă de clor, volumul acesteia din urmă trebuie să fie egal cu suma volumelor gazelor originale.
Astfel, relațiile volumetrice sunt ușor de explicat dacă pornim de la ideea naturii diatomice a moleculelor de gaze simple ( H2, Cl2, O2, N2 etc. ) - Aceasta, la rândul său, servește drept dovadă a naturii diatomice a moleculelor acestor substanțe.
Studiul proprietăților gazelor a permis lui A. Avogadro să prezinte o ipoteză, care a fost ulterior confirmată de date experimentale și, prin urmare, a devenit cunoscută drept legea lui Avogadro:

Din legea lui Avogadro rezultă o consecință importantă consecinţă: în aceleași condiții, 1 mol de orice gaz ocupă același volum.

Acest volum poate fi calculat dacă masa este cunoscută 1 l gaz În condiții normale, (n.s.), adică temperatura 273К (О°С) si presiune 101.325 Pa (760 mmHg) , masa a 1 litru de hidrogen este de 0,09 g, masa molara este egal cu 1,008 2 = 2,016 g/mol. Apoi volumul ocupat de 1 mol de hidrogen în condiții normale este egal cu 22,4 l

În aceleaşi condiţii masa 1l oxigen 1,492 g ; molar 32 g/mol . Atunci volumul de oxigen la (n.s.) este, de asemenea, egal cu 22,4 mol.

Volumul molar al unui gaz este raportul dintre volumul unei substanțe și cantitatea din acea substanță:

Unde V m - volumul molar de gaz (dimensiunea l/mol ); V este volumul substanței sistemului; n - cantitatea de substanță din sistem. Exemplu de intrare: V m gaz (Bine.) =22,4 l/mol.

Pe baza legii lui Avogadro se determină masele molare ale substanțelor gazoase. Cu cât masa moleculelor de gaz este mai mare, cu atât este mai mare masa aceluiași volum de gaz. Volume egale de gaze în aceleași condiții conțin același număr de molecule și, prin urmare, moli de gaze. Raportul dintre masele de volume egale de gaze este egal cu raportul dintre masele lor molare:

Unde m 1 - masa unui anumit volum a primului gaz; m 2 - masa de același volum a celui de-al doilea gaz; M 1 Şi M 2 - mase molare ale primului și celui de-al doilea gaz.

De obicei, densitatea gazului este determinată în raport cu cel mai ușor gaz - hidrogen (notat D H2 ). Masa molară a hidrogenului este 2 g/mol . Prin urmare primim.

Masa moleculară a unei substanțe în stare gazoasă este egală cu dublul densității sale de hidrogen.

Adesea, densitatea unui gaz este determinată în raport cu aerul (D B ) . Deși aerul este un amestec de gaze, ei încă vorbesc despre masa sa molară medie. Este egal cu 29 g/mol. În acest caz, masa molară este determinată de expresie M = 29D B .

Determinarea maselor moleculare a arătat că moleculele de gaze simple constau din doi atomi (H2, F2, Cl2, O2 N2) , iar moleculele de gaze inerte sunt făcute dintr-un atom (El, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). Pentru gazele nobile, „moleculă” și „atom” sunt echivalente.

Legea Boyle-Mariotte: la volum constant de temperatură cantitate dată gazul este invers proporțional cu presiunea la care se află.De aici pV = const ,
Unde r - presiune, V - volumul de gaz.

Legea lui Gay-Lussac: la presiune constantă și modificarea volumului gazului este direct proporțională cu temperatura, adică
V/T = const,
Unde T - temperatura pe scară LA (kelvin)

Legea combinată a gazelor Boyle - Mariotte și Gay-Lussac:
pV/T = const.
Această formulă este de obicei utilizată pentru a calcula volumul unui gaz în condiții date dacă este cunoscut volumul acestuia în alte condiții. Dacă se face o tranziție de la condiții normale (sau la condiții normale), atunci această formulă se scrie după cum urmează:
pV/T = p V /T ,
Unde r ,V ,T -presiunea, volumul gazului și temperatura în condiții normale ( r = 101 325 Pa , T = 273 K V =22,4 l/mol) .

Dacă se cunosc masa și cantitatea unui gaz, dar este necesar să se calculeze volumul acestuia, sau invers, se utilizează Ecuația Mendeleev-Clayperon:

Unde n - cantitatea de substanță gazoasă, mol; m - masa, g; M - masa molară a gazului, g/iol ; R - constanta universală de gaz. R = 8,31 J/(mol*K)

Legile gazelor

Legile gazelor. legea lui Avogadro. Volumul molar de gaz Omul de știință francez J.L. Gay-Lussac a stabilit legea relațiilor volumetrice: De exemplu, 1 litru de clor se combină cu 1 litru de hidrogen, formând 2

Când studiem substanțele chimice, conceptele importante sunt cantități precum masa molară, densitatea unei substanțe și volumul molar. Deci, ce este volumul molar și cum diferă pentru substanțele în diferite stări de agregare?

Volumul molar: informații generale

Pentru a calcula volumul molar substanta chimica Este necesar să se împartă masa molară a acestei substanțe la densitatea ei. Astfel, volumul molar se calculează cu formula:

unde Vm este volumul molar al substanței, M este masa molară, p este densitatea. ÎN Sistemul internaționalÎn SI, această valoare este măsurată în metru cub pe mol (m 3 /mol).

Orez. 1. Formula volumului molar.

Volumul molar al substanțelor gazoase diferă de substanțele în stare lichidă și solidă prin aceea că un element gazos cu o cantitate de 1 mol ocupă întotdeauna același volum (dacă sunt îndepliniți aceiași parametri).

Volumul de gaz depinde de temperatură și presiune, așa că atunci când calculați, ar trebui să luați volumul de gaz în condiții normale. Condițiile normale sunt considerate a fi o temperatură de 0 grade și o presiune de 101,325 kPa.

Volumul molar al unui mol de gaz în condiții normale este întotdeauna același și egal cu 22,41 dm 3 /mol. Acest volum se numește volumul molar al unui gaz ideal. Adică, în 1 mol de orice gaz (oxigen, hidrogen, aer) volumul este de 22,41 dm 3 /m.

Volumul molar în condiții normale poate fi derivat folosind ecuația de stare pentru un gaz ideal, numită ecuația Clayperon-Mendeleev:

unde R este constanta universală a gazului, R=8,314 J/mol*K=0,0821 l*atm/mol K

Volumul unui mol de gaz V=RT/P=8,314*273,15/101,325=22,413 l/mol, unde T și P sunt valoarea temperaturii (K) și a presiunii în condiții normale.

Orez. 2. Tabelul volumelor molare.

legea lui Avogadro

În 1811, A. Avogadro a înaintat ipoteza că volume egale de gaze diferite în aceleași condiții (temperatură și presiune) conțin același număr de molecule. Ulterior, ipoteza a fost confirmată și a devenit o lege care poartă numele marelui om de știință italian.

Orez. 3. Amedeo Avogadro.

Legea devine clară dacă ne amintim că în formă gazoasă distanța dintre particule este incomparabil mai mare decât dimensiunea particulelor în sine.

Astfel, din legea lui Avogadro se pot trage următoarele concluzii:

• ÎN volume egale Orice gaz luat la aceeași temperatură și la aceeași presiune conține același număr de molecule.
• 1 mol de gaze complet diferite în aceleași condiții ocupă același volum.
• Un mol de orice gaz în condiții normale ocupă un volum de 22,41 litri.

Corolarul legii lui Avogadro și conceptul de volum molar se bazează pe faptul că un mol din orice substanță conține același număr de particule (pentru gaze - molecule), egal cu constanta lui Avogadro.

Pentru a afla numărul de moli de substanță dizolvată conținută într-un litru de soluție, este necesar să se determine concentrația molară a substanței folosind formula c = n/V, unde n este cantitatea de solut, exprimată în moli, V este volumul soluției, exprimat în litri C este molaritatea.

Ce am învățat?

ÎN programa școlară la chimie clasa a VIII-a se studiază tema „Volum molar”. Un mol de gaz conține întotdeauna același volum, egal cu 22,41 metri cubi/mol. Acest volum se numește volumul molar al gazului.

Test pe tema

Evaluarea raportului

Evaluare medie: 4.2. Evaluări totale primite: 64.

Înainte de a rezolva probleme, ar trebui să cunoașteți formulele și regulile de a găsi volumul de gaz. Ar trebui să ne amintim legea lui Avogadro. Și volumul de gaz în sine poate fi calculat folosind mai multe formule, alegând-o pe cea potrivită dintre ele. La selectarea formulei necesare, mare valoare au condiții de mediu, în special temperatură și presiune.

legea lui Avogadro

Se spune că la aceeași presiune și aceeași temperatură, aceleași volume de gaze diferite vor conține același număr de molecule. Numărul de molecule de gaz conținute într-un mol este numărul lui Avogadro. Din această lege rezultă că: 1 Kmol (kilomol) dintr-un gaz ideal, orice gaz, la aceeași presiune și temperatură (760 mm Hg și t = 0*C) ocupă întotdeauna un volum = 22,4136 m3.

Cum se determină volumul de gaz

• Formula V=n*Vm poate fi găsită cel mai adesea în probleme. Aici, volumul de gaz în litri este V, Vm este volumul molar de gaz (l/mol), care în condiții normale = 22,4 l/mol, iar n este cantitatea de substanță în moli. Când condițiile nu au cantitatea unei substanțe, dar există o masă a substanței, atunci procedăm astfel: n=m/M. Aici M este g/mol (masa molară a substanței), iar masa substanței în grame este m. În tabelul periodic este scris sub fiecare element, ca masa atomică a acestuia. Să adunăm toate masele și să obținem cea dorită.
• Deci, cum se calculează volumul de gaz. Iată sarcina: acid clorhidric dizolvați 10 g de aluminiu. Întrebare: cât de mult hidrogen poate fi eliberat tu.? Ecuația reacției arată astfel: 2Al+6HCl(g)=2AlCl3+3H2. La început, găsim aluminiul (cantitatea) care a reacționat după formula: n(Al)=m(Al)/M(Al). Luăm masa aluminiului (molar) din tabelul periodic M(Al) = 27 g/mol. Să înlocuim: n(Al)=10/27=0,37 mol. Din ecuația chimică se poate observa că la dizolvarea a 2 moli de aluminiu se formează 3 moli de hidrogen. Este necesar să se calculeze cât hidrogen va fi eliberat din 0,4 moli de aluminiu: n(H2)=3*0,37/2=0,56mol. Să înlocuim datele în formulă și să găsim volumul acestui gaz. V=n*Vm=0,56*22,4=12,54l.

Volumul molar al unui gaz este egal cu raportul dintre volumul gazului și cantitatea de substanță a acestui gaz, adică.

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

unde V m este volumul molar de gaz - o valoare constantă pentru orice gaz în condiții date;

V(X) – volumul gazului X;

n(X) – cantitatea de substanță gazoasă X.

Volumul molar al gazelor în condiții normale ( presiune normală pH = 101.325 Pa ≈ 101,3 kPa și temperatura Tn = 273,15 K ≈ 273 K) este V m = 22,4 l/mol.

Legile gazelor ideale

În calculele care implică gaze, este adesea necesară trecerea de la aceste condiții la cele normale sau invers. În acest caz, este convenabil să folosiți formula care urmează din legea combinată a gazelor Boyle-Mariotte și Gay-Lussac:

pV / T = p n V n / T n

Unde p este presiunea; V - volum; T - temperatura pe scara Kelvin; indicele „n” indică condiții normale.

Fracție de volum

Compoziția amestecurilor de gaze este adesea exprimată folosind fracția de volum - raportul dintre volumul unei componente date și volumul total al sistemului, adică.

φ(X) = V(X) / V

unde φ(X) este fracția de volum a componentei X;

V(X) - volumul componentei X;

V este volumul sistemului.

Fracția de volum este o mărime adimensională; este exprimată în fracții de unitate sau ca procent.

Exemplul 1. Ce volum va ocupa amoniacul cu o greutate de 51 g la o temperatură de 20°C și o presiune de 250 kPa?

	1. Determinați cantitatea de substanță amoniac: n(NH3) = m(NH3)/M(NH3) = 51/17 = 3 mol. 2. Volumul de amoniac în condiții normale este: V(NH 3) = V m n(NH 3) = 22,4 3 = 67,2 l. 3. Folosind formula (3), reducem volumul de amoniac la aceste condiții (temperatura T = (273 + 20) K = 293 K): V(NH 3) = pn Vn (NH 3) / pT n = 101,3 293 67,2 / 250 273 = 29,2 l. Răspuns: V(NH 3) = 29,2 l.

Exemplul 2. Determinați volumul pe care îl va ocupa un amestec de gaze care conține hidrogen, cântărind 1,4 g și azot, cântărind 5,6 g, în condiții normale.

1. Aflați cantitățile de substanțe de hidrogen și azot: n(N2) = m(N2) / M(N2) = 5,6 / 28 = 0,2 mol n(H2) = m(H2) / M(H2) = 1,4 / 2 = 0,7 mol 2. Deoarece în condiții normale aceste gaze nu interacționează între ele, volumul amestecului de gaze va fi egal cu suma volumelor gazelor, adică. V(amestecuri) = 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. Răspuns: V(amestec) = 20,16 l.

Legea relațiilor volumetrice

Cum se rezolvă o problemă folosind „Legea relațiilor volumetrice”?

Legea raporturilor de volum: volumele de gaze implicate într-o reacție sunt legate între ele ca numere întregi mici egale cu coeficienții din ecuația de reacție.

Coeficienții din ecuațiile de reacție arată numărul de volume de substanțe gazoase care reacţionează și formate.

Exemplu. Calculați volumul de aer necesar pentru arderea a 112 litri de acetilenă.

1. Compunem ecuația reacției:

2. Pe baza legii relațiilor volumetrice, calculăm volumul de oxigen:

112 / 2 = X / 5, de unde X = 112 5 / 2 = 280l

3. Determinați volumul de aer:

V(aer) = V(O 2) / φ(O 2)

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