Moolitilavuus on vakio. Ongelmia kaasujen moolitilavuudessa. Esimerkkejä ongelmanratkaisusta

Oppitunti 1.

Aihe: Aineen määrä. Mooli

Kemia on ainetiede. Kuinka mitata aineita? Missä yksiköissä? Molekyyleissä, jotka muodostavat aineita, mutta tämä on erittäin vaikea tehdä. Gramoina, kilogrammoina tai milligrammoina, mutta näin massa mitataan. Mitä jos yhdistämme asteikolla mitatun massan ja aineen molekyylien lukumäärän, onko tämä mahdollista?

a) H-vety

A n = 1a.u.m.

1a.u.m = 1,66*10-24 g

Otetaan 1 g vetyä ja lasketaan vetyatomien määrä tässä massassa (pyydä oppilaita tekemään tämä laskimella).

N n = 1 g / (1,66 * 10 -24) g = 6,02 * 10 23

b) O-happi

A o = 16 a.a.m = 16 * 1,67 * 10 -24 g

N o = 16 g / (16 * 1,66 * 10 -24) g = 6,02 * 10 23

c) C-hiili

Ac = 12a.u.m = 12*1,67*10-24 g

N c = 12 g / (12 * 1,66 * 10 -24) g = 6,02 * 10 23

Tehdään johtopäätös: jos otamme aineen massan, joka on kooltaan yhtä suuri kuin atomimassa, mutta grammoina, niin tämän aineen (millä tahansa aineella) on aina 6,02 * 10 23 atomia.

H20 - vesi

18 g / (18 * 1,66 * 10 -24) g = 6,02 * 10 23 vesimolekyyliä jne.

N a = 6,02*10 23 - Avogadron luku tai vakio.

Mooli on aineen määrä, joka sisältää 6,02 * 10 23 molekyyliä, atomia tai ionia, ts. rakenneyksiköitä.

On molekyylejä, atomien moolia, ionimooleja.

n on moolien lukumäärä (moolien lukumäärää merkitään usein),
N on atomien tai molekyylien lukumäärä,
N a = Avogadron vakio.

Kmol = 103 mol, mmol = 10-3 mol.

Näytä Amedeo Avogadron muotokuva multimediainstallaatiossa ja puhu hänestä lyhyesti tai käske oppilasta laatimaan lyhyt raportti tiedemiehen elämästä.

Oppitunti 2.

Aihe: "Aineen moolimassa"

Mikä on 1 moolin massa ainetta? (Oppilaat voivat usein tehdä johtopäätöksen itse.)

Aineen yhden moolin massa on yhtä suuri kuin sen molekyylimassa, mutta ilmaistaan ​​grammoina. Aineen yhden moolin massaa kutsutaan moolimassaksi ja sitä merkitään M.

Kaavat:

M - moolimassa,
n - moolien lukumäärä,
m on aineen massa.

Moolin massa mitataan yksikössä g/mol, kmoolin massa kg/kmol, mmol:n massa mg/molissa.

Täytä taulukko (taulukot jaetaan).

Oppitunti 3.

Aihe: Kaasujen moolitilavuus

Ratkaistaan ​​ongelma. Määritä veden tilavuus, jonka massa normaaliolosuhteissa on 180 g.

Annettu:

Nuo. Laskemme nestemäisten ja kiinteiden kappaleiden tilavuuden tiheyden kautta.

Mutta kaasujen tilavuutta laskettaessa tiheyttä ei tarvitse tietää. Miksi?

Italialainen tiedemies Avogadro totesi, että sama määrä eri kaasuja samoissa olosuhteissa (paine, lämpötila) sisältää saman määrän molekyylejä - tätä väitettä kutsutaan Avogadron laiksi.

Nuo. jos yhtäläisissä olosuhteissa V(H 2) = V(O 2), niin n(H 2) =n(O 2) ja päinvastoin, jos samoissa olosuhteissa n(H 2) =n(O 2), näiden kaasujen tilavuudet ovat samat. Ja aineen mooli sisältää aina saman määrän molekyylejä 6,02 * 10 23.

Päätämme - samoissa olosuhteissa kaasumoolien tulisi olla sama tilavuus.

Normaaleissa olosuhteissa (t=0, P=101,3 kPa. tai 760 mm Hg.) minkä tahansa kaasun moolit vievät saman tilavuuden. Tätä tilavuutta kutsutaan molaariksi.

V m = 22,4 l/mol

1 kmol vie tilavuuden -22,4 m 3 /kmol, 1 mmol -22,4 ml/mmol.

Esimerkki 1.(Ratkaistaan ​​taululla):

Esimerkki 2.(Voit pyytää oppilaita ratkaisemaan):

Pyydä oppilaita täyttämään taulukko.

Säännöksistä, että yksi mooli mitä tahansa ainetta sisältää tämän aineen hiukkasten lukumäärän, joka on yhtä suuri kuin Avogadron lukumäärä, ja että yhtä suuria lukuja eri kaasujen hiukkasia samoissa fysikaalisissa olosuhteissa on yhtä suuri määrä näitä kaasuja, seuraavat:

yhtä suuret määrät mitä tahansa kaasumaista ainetta samoissa fysikaalisissa olosuhteissa vievät saman tilavuuden

Esimerkiksi minkä tahansa kaasun yhden moolin tilavuudessa on (at p, T = vakio) sama merkitys. Näin ollen kaasujen mukana tapahtuvan reaktion yhtälö ei määrittele vain niiden määrien ja massojen suhdetta, vaan myös niiden tilavuuksia.

Kaasun moolitilavuus (V M) on kaasun tilavuus, joka sisältää 1 moolin tämän kaasun hiukkasia
VM = V/n

Kaasun moolitilavuuden SI-yksikkö on kuutiometri moolia kohden (m 3 /mol), mutta useammin käytetään osayksiköitä - litraa (kuutiodesimetriä) moolia kohden (l/mol, dm 3 /mol) ja millilitraa (kuutio). senttimetri) per mooli (cm3/mol).
Minkä tahansa kaasun moolitilavuuden määritelmän mukaisesti sen tilavuuden suhde V määrään n on sama, jos se on ihanteellinen kaasu.

Normaaleissa olosuhteissa (normi) - 101,3 kPa, 0 °C - ihanteellisen kaasun moolitilavuus on yhtä suuri kuin

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

SISÄÄN kemialliset laskelmat Käytetään pyöristettyä arvoa 22,4 l/mol, koska tarkka arvo viittaa ihanteelliseen kaasuun ja useimmat todelliset kaasut eroavat ominaisuuksiltaan siitä. Oikeiden kaasujen, joiden tasapainokondensaatiolämpötila on erittäin alhainen (H 2, O 2, N 2) normaaleissa olosuhteissa, tilavuus on lähes 22,4 l/mol ja korkeissa lämpötiloissa kondensoituvien kaasujen moolitilavuus n:ssä on hieman pienempi. y.: CO2:lle - 22,26 l/mol, NH3:lle - 22,08 l/mol.

Tietäen tietyn kaasun tilavuuden tietyissä olosuhteissa, voit määrittää aineiden määrän tässä tilavuudessa ja päinvastoin, aineen määrällä tietyssä kaasuosassa, löydät tämän osan tilavuuden:

n = V/VM; V = VM*n

Kaasun molaarinen tilavuus N.S. on fysikaalinen perusvakio, jota käytetään laajalti kemiallisissa laskelmissa. Sen avulla voit käyttää kaasun tilavuutta sen massan sijaan, mikä on erittäin kätevää analyyttisessä kemiassa (tilavuusmittaukseen perustuvat kaasuanalysaattorit), koska kaasun tilavuutta on helpompi mitata kuin sen massaa.

Kaasun moolitilavuuden arvo no. on suhteellisuuskerroin Avogadron ja Loschmidtin vakioiden välillä:

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)

Kaasun moolitilavuuden ja moolimassan avulla voidaan määrittää kaasun tiheys:

ρ = M / V M

Laskelmissa, jotka perustuvat ekvivalenttilakiin for kaasumaiset aineet(reagenssit, tuotteet) vastaavan massan sijasta on kätevämpää käyttää ekvivalenttitilavuutta, joka on tietyn kaasun osan tilavuuden suhde aineen vastaavaan määrään tässä osassa:

Veq = V/n eq = V/zn = VM/z; (p, T = vakio)

Vastaava tilavuusyksikkö on sama kuin molaarinen tilavuusyksikkö. Kaasun ekvivalenttitilavuuden arvo on tietyn kaasun vakio vain tietyssä reaktiossa, koska se riippuu ekvivalenssitekijästä f ekv.

Kaasun molaarinen tilavuus

Kaasun tilavuus normaaleissa olosuhteissa

Aihe 1

Oppitunti 7

Aihe. Kaasujen moolitilavuus. Kaasun tilavuuden laskeminen normaaleissa olosuhteissa

Oppitunnin tavoitteet: tutustuttaa opiskelijat käsitteeseen "molaaritilavuus"; paljastaa "moolitilavuuden" käsitteen käytön piirteet kaasumaisille aineille; opettaa oppilaita käyttämään hankittua tietoa kaasujen tilavuuden laskemiseen normaaleissa olosuhteissa.

Oppitunnin tyyppi: yhdistetty.

Työmuodot: opettajan tarina, ohjattu harjoitus.

Laitteet: Jaksollinen järjestelmä D.I. Mendelejevin kemialliset elementit, tehtäväkortit, kuutio, jonka tilavuus on 22,4 l (sivulla 28,2 cm).

II. Tutkimus kotitehtävät, päivittää perustiedot

Opiskelijat jättävät arkeille tehdyt kotitehtävänsä tarkistettavaksi.

1) Mikä on "aineen määrä"?

2) Aineen määrän mittayksikkö.

3) Kuinka monta hiukkasta sisältää 1 mooli ainetta?

4) Mikä on suhde aineen määrän ja aggregaation tila, jossa tämä aine sijaitsee?

5) Kuinka monta vesimolekyyliä sisältää 1 mooli jäätä?

6) Entä 1 mooli nestemäistä vettä?

7) 1 moolissa vesihöyryä?

8) Mikä massa niillä on:

III. Uuden materiaalin oppiminen

Ongelmatilanteen luominen ja ratkaiseminen Ongelmallinen kysymys. Minkä tilavuuden se vie:

Emme voi vastata näihin kysymyksiin heti, koska aineen tilavuus riippuu aineen tiheydestä. Ja kaavan V = m / ρ mukaan tilavuus on erilainen. 1 mooli höyryä vie enemmän tilavuutta kuin 1 mooli vettä tai jäätä.

Koska nestemäisissä ja kaasumaisissa aineissa vesimolekyylien välinen etäisyys on erilainen.

Monet tutkijat ovat tutkineet kaasumaisia ​​aineita. Ranskalainen kemisti Joseph Louis Gay-Lussac ja englantilainen fyysikko Robert Boyle antoivat merkittävän panoksen tämän kysymyksen tutkimukseen, jotka muotoilivat joukon kaasujen tilaa kuvaavia fysikaalisia lakeja.

Tiedätkö näistä malleista?

Kaikki kaasut ovat tasaisesti puristettuja ja niillä on sama lämpölaajenemiskerroin. Kaasujen tilavuudet eivät riipu yksittäisten molekyylien koosta, vaan molekyylien välisestä etäisyydestä. Molekyylien väliset etäisyydet riippuvat niiden liikenopeudesta, energiasta ja vastaavasti lämpötilasta.

Näiden lakien ja tutkimustensa perusteella italialainen tiedemies Amedeo Avogadro muotoili lain:

Sama määrä eri kaasuja sisältää saman määrän molekyylejä.

Normaaleissa olosuhteissa kaasumaisilla aineilla on molekyylirakenne. Kaasumolekyylit ovat hyvin pieniä verrattuna niiden väliseen etäisyyteen. Siksi kaasun tilavuutta ei määrää hiukkasten (molekyylien) koko, vaan niiden välinen etäisyys, joka on suunnilleen sama mille tahansa kaasulle.

A. Avogadro päätteli, että jos otamme 1 mooli, eli 6,02 x 1023 molekyyliä mitä tahansa kaasua, ne vievät saman tilavuuden. Mutta samaan aikaan tämä tilavuus mitataan samoissa olosuhteissa, eli samassa lämpötilassa ja paineessa.

Olosuhteita, joissa tällaiset laskelmat suoritetaan, kutsutaan normaaleiksi olosuhteiksi.

Normaalit olosuhteet (n.v.):

T = 273 K tai t = 0 °C

P = 101,3 kPa tai P = 1 atm. = 760 mm Hg. Taide.

Aineen 1 moolin tilavuutta kutsutaan moolitilavuudeksi (Vm). Kaasuilla normaaleissa olosuhteissa se on 22,4 l/mol.

Esitetään kuutio, jonka tilavuus on 22,4 litraa.

Tällainen kuutio sisältää 6,02-1023 molekyyliä mitä tahansa kaasua, esimerkiksi happea, vetyä, ammoniakkia (NH 3), metaania (CH4).

Millä ehdoilla?

0 °C:n lämpötilassa ja 760 mm Hg:n paineessa. Taide.

Se seuraa Avogadron laista

jossa Vm = 22,4 l/mol mitä tahansa kaasua kohdassa n. V.

Joten, kun tiedät kaasun tilavuuden, voit laskea aineen määrän ja päinvastoin.

IV. Taitojen ja kykyjen muodostuminen

Harjoittele esimerkkien kanssa

Laske kuinka paljon tilavuutta 3 moolia happea vie N:ssä. V.

Laske hiili(IV)oksidimolekyylien lukumäärä 44,8 litran tilavuudessa (n.v.).

2) Laske C O 2 -molekyylien lukumäärä käyttämällä kaavoja:

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

Vastaus: 12.04 · 1023 molekyyliä.

Laske 112 g (tällä hetkellä) painavan typen viemä tilavuus.

V (N2) = 4 mol · 22,4 l/mol = 89,6 l.

V. Kotitehtävät

Käy läpi vastaava kappale oppikirjasta ja vastaa kysymyksiin.

Luova tehtävä (kotiharjoitus). Ratkaise tehtävät 2, 4, 6 kartalta itsenäisesti.

Korttitehtävä oppitunnille 7

Laske kuinka paljon 7 moolia typpeä N2 vie (virran perusteella).

Laske vetymolekyylien lukumäärä 112 litran tilavuudessa.

(Vastaus: 30,1 1023 molekyyliä)

Laske rikkivedyn tilavuus, joka painaa 340 g.

Kaasun tilavuus normaaleissa olosuhteissa

Kaasulait. Avogadron laki. Kaasun molaarinen tilavuus

Ranskalainen tiedemies J.L. Gay-Lussac sääti lain tilavuussuhteet:

Esimerkiksi, 1 litra klooria yhdistää kanssa 1 litra vetyä , jolloin muodostuu 2 litraa kloorivetyä ; 2 l rikkioksidia (IV) yhteyttä 1 litra happea muodostaen 1 litran rikkioksidia (VI).

Tämä laki salli italialaisen tiedemiehen A. Avogadro oletetaan, että yksinkertaisten kaasujen molekyylit ( vety, happi, typpi, kloori jne. ) koostua kaksi identtistä atomia . Kun vety yhdistyy klooriin, niiden molekyylit hajoavat atomeiksi, joista jälkimmäiset muodostavat kloorivetymolekyylejä. Mutta koska yhdestä vetymolekyylistä ja yhdestä kloorimolekyylistä muodostuu kaksi kloorivetymolekyyliä, jälkimmäisen tilavuuden on oltava yhtä suuri kuin alkuperäisten kaasujen tilavuuksien summa.
Näin ollen tilavuussuhteet on helppo selittää, jos lähdetään ajatuksesta yksinkertaisten kaasujen molekyylien diatomisesta luonteesta ( H2, Cl2, O2, N2 jne. ) - Tämä puolestaan ​​toimii todisteena näiden aineiden molekyylien diatomisesta luonteesta.
Kaasujen ominaisuuksien tutkiminen mahdollisti A. Avogadron esittämän hypoteesin, joka myöhemmin vahvistettiin kokeellisilla tiedoilla ja tuli siksi tunnetuksi Avogadron lakina:

Avogadron laki sisältää tärkeän seuraus: samoissa olosuhteissa 1 mooli mitä tahansa kaasua vie saman tilavuuden.

Tämä tilavuus voidaan laskea, jos massa on tiedossa 1 l kaasua Normaaleissa olosuhteissa (n.s.) eli lämpötilassa 273° (О°С) ja paineita 101 325 Pa (760 mmHg) 1 litran vetymassa on 0,09 g, sen moolimassa on 1,008 2 = 2,016 g/mol. Sitten tilavuus, jonka 1 mooli vetyä normaaliolosuhteissa vie, on yhtä suuri kuin 22,4 l

Samoissa olosuhteissa massa 1l happi 1,492 g ; molaarinen 32 g/mol . Tällöin hapen tilavuus (n.s.) on myös yhtä suuri kuin 22,4 mol.

Kaasun moolitilavuus on aineen tilavuuden suhde kyseisen aineen määrään:

Missä V m - kaasun moolitilavuus (mitta l/mol ); V on järjestelmäaineen tilavuus; n - aineen määrä järjestelmässä. Esimerkkimerkintä: V m kaasua (Hyvin.) = 22,4 l/mol.

Avogadron lain perusteella määritetään kaasumaisten aineiden moolimassat. Mitä suurempi kaasumolekyylien massa on, sitä suurempi on saman tilavuuden kaasun massa. Sama määrä kaasuja samoissa olosuhteissa sisältää saman määrän molekyylejä ja siten kaasumoolia. Samansuuruisten kaasujen massojen suhde on yhtä suuri kuin niiden moolimassojen suhde:

Missä m 1 - ensimmäisen kaasun tietyn tilavuuden massa; m 2 - toisen kaasun saman tilavuuden massa; M 1 Ja M 2 - ensimmäisen ja toisen kaasun moolimassat.

Tyypillisesti kaasun tiheys määritetään suhteessa kevyimpään kaasuun - vetyyn (merkitty D H2 ). Vedyn moolimassa on 2g/mol . Siksi saamme.

Aineen molekyylimassa kaasumaisessa tilassa on kaksi kertaa sen vetytiheys.

Usein kaasun tiheys määritetään suhteessa ilmaan (D B ) . Vaikka ilma on kaasujen seos, he puhuvat silti sen keskimääräisestä moolimassasta. Se vastaa 29 g/mol. Tässä tapauksessa moolimassa määräytyy lausekkeen mukaan M = 29D B .

Molekyylimassojen määritys osoitti, että yksinkertaisten kaasujen molekyylit koostuvat kahdesta atomista (H2, F2, Cl2, O2 N2) , ja inerttien kaasujen molekyylit valmistetaan yhdestä atomista (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). Jalokaasuille "molekyyli" ja "atomi" ovat vastaavia.

Boyle-Mariotten laki: vakiolämpötilassa tietyn kaasumäärän tilavuus on kääntäen verrannollinen paineeseen, jossa se sijaitsee.Täältä pV = vakio ,
Missä R - paine, V - kaasun tilavuus.

Gay-Lussacin laki: vakiopaineessa ja kaasun tilavuuden muutos on suoraan verrannollinen lämpötilaan, ts.
V/T = vakio,
Missä T - lämpötila asteikolla TO (kelvin)

Boylen yhdistetty kaasulaki - Mariotte ja Gay-Lussac:
pV/T = vakio.
Tätä kaavaa käytetään yleensä kaasun tilavuuden laskemiseen tietyissä olosuhteissa, jos sen tilavuus muissa olosuhteissa tunnetaan. Jos siirrytään normaaleista olosuhteista (tai normaaleihin olosuhteisiin), tämä kaava kirjoitetaan seuraavalla tavalla:
pV/T = p V /T ,
Missä R ,V ,T -paine, kaasun tilavuus ja lämpötila normaaleissa olosuhteissa ( R = 101 325 Pa , T = 273 K V =22,4 l/mol) .

Jos kaasun massa ja määrä tiedetään, mutta on tarpeen laskea sen tilavuus tai päinvastoin, käytä Mendelejev-Clayperon yhtälö:

Missä n - kaasuaineen määrä, mol; m - massa, g; M - kaasun moolimassa, g/iol ; R - yleinen kaasuvakio. R = 8,31 J/(mol*K)

Kaasulait

Katso teoreettinen materiaali sivulta "Kaasun molaarinen tilavuus".

Peruskaavat ja käsitteet:

Esimerkiksi Avogadron laista seuraa, että samoissa olosuhteissa 1 litra vetyä ja 1 litra happea sisältävät saman määrän molekyylejä, vaikka niiden koot vaihtelevat suuresti.

Ensimmäinen seuraus Avogadron laista:

Tilavuus, jonka 1 mooli mitä tahansa kaasua vie normaaleissa olosuhteissa (n.s.) on 22,4 litraa ja sitä kutsutaan ns. kaasun moolitilavuus(Vm).

V m = V/ν (m 3 /mol)

Mitä kutsutaan normaaleiksi olosuhteiksi (n.s.):

• normaali lämpötila = 0 °C tai 273 K;
• normaalipaine = 1 atm tai 760 mm Hg. tai 101,3 kPa

Avogadron lain ensimmäisestä seurauksesta seuraa, että esimerkiksi 1 mooli vetyä (2 g) ja 1 mooli happea (32 g) vievät saman tilavuuden, mikä vastaa 22,4 litraa maanpinnan tasolla.

Kun tiedät V m, voit löytää minkä tahansa kaasun määrän (ν) ja minkä tahansa massan (m) tilavuuden:

V = V m ·ν V = V m · (m/M)

Tyypillinen ongelma 1: Mikä on tilavuus numerossa. vie 10 moolia kaasua?

V = V m ·ν = 22,4 · 10 = 224 (l/mol)

Tyypillinen ongelma 2: Mikä on tilavuus numerossa. ottaa 16 g happea?

V(O 2) = V m (m/M) M r (O 2) = 32; M(O2)=32 g/mol V(O2)=22,4·(16/32)=11,2 l

Avogadron lain toinen seuraus:

Kun tiedämme kaasun tiheyden (ρ=m/V) normaaleissa olosuhteissa, voimme laskea tämän kaasun moolimassan: M = 22,4·ρ

Yhden kaasun tiheydeksi (D) kutsutaan muuten ensimmäisen kaasun tietyn tilavuuden massan suhdetta toisen kaasun vastaavan tilavuuden massan suhteeksi samoissa olosuhteissa.

Tyypillinen tehtävä 3: Määritä hiilidioksidin suhteellinen tiheys verrattuna veteen ja ilmaan.

D vety (CO 2) = M r (CO 2) / M r (H 2) = 44/2 = 22 D ilma = 44/29 = 1,5

• yksi tilavuus vetyä ja yksi tilavuus klooria antavat kaksi tilavuutta kloorivetyä: H 2 +Cl 2 = 2HCl
• kaksi tilavuutta vetyä ja yksi tilavuus happea antavat kaksi tilavuutta vesihöyryä: 2H 2 + O 2 = 2H 2 O

Tehtävä 1. Kuinka monta moolia ja molekyyliä sisältää 44 g hiilidioksidia?

Ratkaisu:

M(CO 2) = 12 + 16 2 = 44 g/mol ν = m/M = 44/44 = 1 mol N(CO 2) = ν N A = 1 6,02 10 23 = 6,02 · 10 23

Tehtävä 2. Laske yhden otsonimolekyylin ja argonatomin massa.

Ratkaisu:

M(O 3) = 16 3 = 48 g m(O 3) = M(O 3)/NA = 48/(6,02 10 23) = 7,97 10-23 g M(Ar) = 40 g m(Ar) = M( Ar)/N A = 40/(6,02 10 23) = 6,65 10 -23 g

Tehtävä 3. Mikä on äänenvoimakkuus normaaliolosuhteissa? varaa 2 moolia metaania.

Ratkaisu:

ν = V/22,4 V(CH 4) = ν 22,4 = 2 22,4 = 44,8 l

Tehtävä 4. Määritä vedyn, metaanin ja ilman hiilimonoksidin (IV) tiheys ja suhteellinen tiheys.

Ratkaisu:

Mr (CO 2) = 12 + 16,2 = 44; M(CO 2) = 44 g/mol M r (CH4) = 12 + 1,4 = 16; M(CH4) = 16 g/mol M r (H2) = 1,2 = 2; M(H2) = 2 g/mol M r (ilma) = 29; M(ilma)=29 g/mol ρ=m/V ρ(CO2)=44/22,4=1,96 g/mol D(CH4)=M(CO2)/M(CH4)= 44/16= 2,75 D(H2)=M(CO2)/M(H2)=44/2=22 D(ilma)=M(CO2)/M(ilma)=44/24=1,52

Tehtävä 5. Määritä kaasuseoksen massa, joka sisältää 2,8 kuutiometriä metaania ja 1,12 kuutiometriä hiilimonoksidia.

Ratkaisu:

Mr (CO 2) = 12 + 16,2 = 44; M(CO 2) = 44 g/mol M r (CH4) = 12 + 1,4 = 16; M(CH 4) = 16 g/mol 22,4 kuutiometriä CH 4 = 16 kg 2,8 kuutiometriä CH 4 = x m(CH 4) = x = 2,8 16/22,4 = 2 kg 22,4 kuutiometriä CO 2 = 28 kg 1,12 kuutiometriä CO 2 = x m(CO2)=x=1,12·28/22,4=1,4 kg m(CH4)+m(CO2)=2+1, 4=3,4 kg

Tehtävä 6. Määritä 112 kuutiometrin kaksiarvoisen hiilimonoksidin polttamiseen tarvittavat hapen ja ilman määrät, kun se sisältää palamattomia epäpuhtauksia tilavuusosuudessa 0,50.

Ratkaisu:

• määritä puhtaan CO:n tilavuus seoksessa: V(CO)=112·0,5=66 kuutiometriä
• määritä happitilavuus, joka tarvitaan polttamaan 66 kuutiometriä CO:ta: 2CO+O 2 =2CO 2 2mol+1mol 66m 3 +X m 3 V(CO)=2·22,4 = 44,8 m 3 V(O 2)=22 . 4 m 3 66/44,8 = X/22,4 X = 66 22,4/44,8 = 33 m 3 tai 2V(CO)/V(O 2) = V 0 (CO)/V 0 (O 2) V - moolitilavuudet V 0 - lasketut tilavuudet V 0 (O 2) = V(O 2)·(V 0 (CO)/2 V(CO))

Tehtävä 7. Miten paine muuttuu vedyllä ja kloorilla täytetyssä astiassa, kun ne reagoivat? Onko se sama vedylle ja hapelle?

Ratkaisu:

• H 2 +Cl 2 = 2HCl - 1 moolia vetyä ja 1 moolia klooria vuorovaikutuksen tuloksena saadaan 2 moolia kloorivetyä: 1 (mol) + 1 (mol) = 2 (mol), joten paine ei muutu, koska tuloksena oleva kaasuseoksen tilavuus on yhtä suuri kuin reagoineiden komponenttien tilavuuksien summa.
• 2H 2 + O 2 = 2H 2 O - 2 (mol) + 1 (mol) = 2 (mol) - paine astiassa laskee puolitoista kertaa, koska 3 tilavuudesta reagoineita komponentteja 2 saadaan tilavuuksia kaasuseosta.

Tehtävä 8. 12 litraa ammoniakin ja neliarvoisen hiilimonoksidin kaasuseosta nro. joiden massa on 18 g. Kuinka paljon kutakin kaasua on seoksessa?

Ratkaisu:

V(NH3)=xl V(CO2)=ylM(NH3)=14+1 3=17 g/mol M(CO2)=12+16 2=44 g/mol m(NH3)= x/(22,4·17) g m(CO 2)=y/(22,4·44) g Yhtälöjärjestelmä seoksen tilavuus: x+y=12 seoksen massa: x/(22,4·17)+y/(22,4·) 44)=18 Ratkaisun jälkeen saadaan: x=4,62 l y=7,38 l

Tehtävä 9. Kuinka paljon vettä saadaan 2 g vetyä ja 24 g happea reagoimalla?

Ratkaisu:

2H2+O2=2H20

Reaktioyhtälöstä käy selvästi ilmi, että reagoivien aineiden lukumäärä ei vastaa yhtälön stoikiometristen kertoimien suhdetta. Tällaisissa tapauksissa laskelmat suoritetaan käyttämällä ainetta, jota on vähemmän, eli tämä aine päätyy ensimmäisenä reaktion aikana. Jotta voit määrittää, mikä komponenteista on puutteellinen, sinun on kiinnitettävä huomiota reaktioyhtälön kertoimeen.

Lähtökomponenttien määrät ν(H2)=4/2=2 (mol) ν(O 2)=48/32=1,5 (mol)

Kiirettä ei kuitenkaan tarvitse. Meidän tapauksessamme reaktioon 1,5 moolilla happea tarvitaan 3 moolia vetyä (1,5 2), mutta meillä on vain 2 moolia, eli 1 mooli vetyä puuttuu, jotta kaikki puolitoista moolia happea reagoisi. . Siksi laskemme veden määrän vedyn avulla:

ν (H 2 O) = ν (H 2) = 2 mol m (H 2 O) = 2 18 = 36 g

Ongelma 10. 400 K:n lämpötilassa ja 3 ilmakehän paineessa kaasun tilavuus on 1 litra. Minkä tilavuuden tämä kaasu vie nollatasolla?

Ratkaisu:

Clapeyronin yhtälöstä:

P·V/T = Pn ·Vn/Tn Vn = (PVT n)/(Pn T) Vn = (3·1·273)/(1,400) = 2,05 l

Kemiassa he eivät käytä molekyylien absoluuttisia massoja, vaan suhteellista molekyylimassaa. Se osoittaa, kuinka monta kertaa molekyylin massa on suurempi kuin 1/12 hiiliatomin massasta. Tätä määrää merkitään Mr.

Suhteellinen molekyylimassa on yhtä suuri kuin sen muodostavien atomien suhteellisten atomimassojen summa. Lasketaan veden suhteellinen molekyylimassa.

Tiedät, että vesimolekyyli sisältää kaksi vetyatomia ja yhden happiatomin. Silloin sen suhteellinen molekyylimassa on yhtä suuri kuin kunkin suhteellisen atomimassan tulojen summa kemiallinen alkuaine sen atomien lukumäärällä vesimolekyylissä:

Sukulaisen tunteminen molekyylipainot kaasumaisia ​​aineita, voit verrata niiden tiheyksiä, eli laskea yhden kaasun suhteellisen tiheyden toisesta - D(A/B). Kaasun A suhteellinen tiheys kaasuun B on yhtä suuri kuin niiden suhteellisten molekyylimassojen suhde:

Lasketaan hiilidioksidin suhteellinen tiheys veteen:

Nyt lasketaan hiilidioksidin suhteellinen tiheys veteen:

D(kaari/hydr) = herra(kaari): Mr(hydr) = 44:2 = 22.

Täten, hiilidioksidi 22 kertaa raskaampaa kuin vety.

Kuten tiedät, Avogadron laki koskee vain kaasumaisia ​​aineita. Mutta kemistillä on oltava käsitys molekyylien lukumäärästä ja nestemäisten tai kiinteiden aineiden osista. Siksi kemistit esittelivät arvon vertaillakseen aineiden molekyylien määrää - moolimassa .

Moolimassa on merkitty M, se on numeerisesti yhtä suuri kuin suhteellinen molekyylipaino.

Aineen massan suhdetta sen moolimassaan kutsutaan aineen määrä .

Aineen määrä ilmoitetaan n. Tämä on aineen osan määrällinen ominaisuus yhdessä massan ja tilavuuden kanssa. Aineen määrä mitataan mooliina.

Sana "mooli" tulee sanasta "molekyyli". Molekyylien määrä yhtä suurissa määrissä ainetta on sama.

On kokeellisesti osoitettu, että 1 mooli ainetta sisältää hiukkasia (esimerkiksi molekyylejä). Tätä numeroa kutsutaan Avogadron numeroksi. Ja jos lisäämme siihen mittayksikön - 1/mol, niin se on fysikaalinen suure - Avogadron vakio, jota merkitään N A.

Moolimassa mitataan g/mol. Fyysinen merkitys moolimassa on, että tämä massa on 1 mooli ainetta.

Avogadron lain mukaan 1 mooli mitä tahansa kaasua vie saman tilavuuden. Yhden kaasumoolin tilavuutta kutsutaan moolitilavuudeksi ja sitä merkitään Vn.

Normaaleissa olosuhteissa (joka on 0 °C ja normaalipaine - 1 atm tai 760 mm Hg tai 101,3 kPa) molaarinen tilavuus on 22,4 l/mol.

Silloin kaasuaineen määrä maanpinnan tasolla on voidaan laskea kaasun tilavuuden ja moolitilavuuden suhteena.

TEHTÄVÄ 1. Mikä määrä ainetta vastaa 180 g vettä?

TEHTÄVÄ 2. Lasketaan tilavuus nollatasolla, jonka hiilidioksidin määrä on 6 mol.

Bibliografia

1. Kokoelma kemian tehtäviä ja harjoituksia: 8. luokka: oppikirjaan P.A. Orzhekovsky ja muut. "Kemia, 8. luokka" / P.A. Oržekovski, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006. (s. 29-34)
2. Ushakova O.V. Kemian työkirja: 8. luokka: oppikirjaan P.A. Oržekovski ym. "Kemia. 8. luokka” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Oržekovski; alla. toim. prof. P.A. Oržekovski - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (s. 27-32)
3. Kemia: 8. luokka: oppikirja. yleissivistävää koulutusta varten laitokset / P.A. Oržekovski, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§§ 12, 13)
4. Kemia: inorg. kemia: oppikirja. 8 luokalle. yleissivistävä oppilaitos / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M.: Koulutus, OJSC “Moscow Textbooks”, 2009. (§§ 10, 17)
5. Tietosanakirja lapsille. Osa 17. Kemia / Luku. toim.V.A. Volodin, Ved. tieteellinen toim. I. Leenson. - M.: Avanta+, 2003.

1. Digitaalisten koulutusresurssien yhtenäinen kokoelma ().
2. "Chemistry and Life" -lehden sähköinen versio ().
3. Kemiatestit (verkossa) ().

Kotitehtävät

1.s. 69 nro 3; s.73 nro 1, 2, 4 oppikirjasta "Kemia: 8. luokka" (P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005).

2. №№ 65, 66, 71, 72 kemian tehtävä- ja harjoituskokoelmasta: 8. luokka: P.A. oppikirjaan. Orzhekovsky ja muut. "Kemia, 8. luokka" / P.A. Oržekovski, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.

Kemiallisia aineita tutkittaessa tärkeitä käsitteitä ovat suuret kuten moolimassa, aineen tiheys ja moolitilavuus. Joten mikä on moolitilavuus ja miten se eroaa eri aggregaatiotiloissa oleville aineille?

Molaaritilavuus: yleistä tietoa

Moolitilavuuden laskemiseen kemiallinen aine Tämän aineen moolimassa on tarpeen jakaa sen tiheydellä. Siten moolitilavuus lasketaan kaavalla:

missä Vm on aineen moolitilavuus, M on moolimassa, p on tiheys. SISÄÄN Kansainvälinen järjestelmä SI:ssä tämä arvo mitataan kuutiometreinä moolia kohden (m 3 /mol).

Riisi. 1. Molaarisen tilavuuden kaava.

Kaasumaisten aineiden moolitilavuus eroaa nestemäisessä ja kiinteässä olomuodossa olevista aineista siten, että kaasumainen alkuaine, jonka määrä on 1 mooli, vie aina saman tilavuuden (jos samat parametrit täyttyvät).

Kaasun tilavuus riippuu lämpötilasta ja paineesta, joten laskettaessa tulee ottaa kaasun tilavuus normaaleissa olosuhteissa. Normaaleina olosuhteina pidetään 0 asteen lämpötilaa ja 101,325 kPa:n painetta.

Yhden kaasumoolin moolitilavuus normaaleissa olosuhteissa on aina sama ja on 22,41 dm 3 /mol. Tätä tilavuutta kutsutaan ihanteellisen kaasun moolitilavuudeksi. Eli 1 moolissa mitä tahansa kaasua (happi, vety, ilma) tilavuus on 22,41 dm 3 /m.

Molaarinen tilavuus normaaleissa olosuhteissa voidaan johtaa käyttämällä ihanteellisen kaasun tilayhtälöä, jota kutsutaan Clayperon-Mendeleev-yhtälöksi:

jossa R on yleinen kaasuvakio, R = 8,314 J/mol*K = 0,0821 l*atm/mol K

Yhden kaasumoolin tilavuus V=RT/P=8,314*273,15/101,325=22,413 l/mol, missä T ja P ovat lämpötilan (K) ja paineen arvo normaaleissa olosuhteissa.

Riisi. 2. Taulukko moolitilavuuksista.

Avogadron laki

Vuonna 1811 A. Avogadro esitti hypoteesin, että sama määrä eri kaasuja samoissa olosuhteissa (lämpötila ja paine) sisältää saman määrän molekyylejä. Myöhemmin hypoteesi vahvistettiin ja siitä tuli laki suuren italialaisen tiedemiehen nimellä.

Riisi. 3. Amedeo Avogadro.

Laki tulee selväksi, jos muistamme, että kaasumaisessa muodossa hiukkasten välinen etäisyys on verrattomasti suurempi kuin itse hiukkasten koko.

Näin ollen Avogadron laista voidaan tehdä seuraavat johtopäätökset:

• Samat tilavuudet mitä tahansa samassa lämpötilassa ja samassa paineessa otettuja kaasuja sisältävät saman määrän molekyylejä.
• 1 mooli täysin erilaisia ​​kaasuja samoissa olosuhteissa vie saman tilavuuden.
• Yksi mooli mitä tahansa kaasua normaaleissa olosuhteissa vie 22,41 litran tilavuuden.

Avogadron lain ja moolitilavuuden käsite perustuu siihen tosiasiaan, että minkä tahansa aineen mooli sisältää saman määrän hiukkasia (kaasuilla - molekyylejä), joka on yhtä suuri kuin Avogadron vakio.

Jotta saadaan selville liuenneen aineen moolimäärä yhdessä litrassa liuosta, on tarpeen määrittää aineen moolipitoisuus kaavalla c = n/V, jossa n on liuenneen aineen määrä mooliina, V on liuoksen tilavuus, ilmaistuna litroina C, on molaarisuus.

Mitä olemme oppineet?

SISÄÄN koulun opetussuunnitelma 8. luokan kemiassa opiskellaan aihetta "Moolitilavuus". Yksi mooli kaasua sisältää aina saman tilavuuden, joka vastaa 22,41 kuutiometriä/mol. Tätä tilavuutta kutsutaan kaasun moolitilavuudeksi.

Testi aiheesta

Raportin arviointi

Keskiarvoluokitus: 4.2. Saatujen arvioiden kokonaismäärä: 64.