Sabit hacim nedir. Gaz halindeki maddelerin molar hacmi
Teorik malzeme, "Molar gaz hacmi" sayfasına bakın.
Temel formüller ve kavramlar:
Örneğin, Avogadro yasasından, aynı koşullar altında, boyutları büyük ölçüde değişse de, 1 litre hidrojen ve 1 litre oksijenin aynı sayıda molekül içerdiği sonucu çıkar.
Avogadro yasasının ilk sonucu:
Normal şartlar altında (n.s.) herhangi bir gazın 1 molünü kaplayan hacim 22,4 litredir ve buna ne ad verilir? gazın molar hacmi(Vm).
V m \u003d V / ν (m 3 / mol)
Normal koşullar (n.o.) olarak adlandırılanlar:
- normal sıcaklık = 0°C veya 273 K;
- normal basınç = 1 atm veya 760 mmHg veya 101,3 kPa
Avogadro yasasının ilk sonucundan, örneğin 1 mol hidrojen (2 g) ve 1 mol oksijen (32 g) aynı hacmi işgal eder, n.o.'da 22.4 litreye eşittir.
V m'yi bilerek, herhangi bir miktar (ν) ve herhangi bir gaz kütlesinin (m) hacmini bulabilirsiniz:
V=Vm ν V=Vm (m/M)
Tipik görev 1: b.b.b.'deki hacim nedir? 10 mol gaz kaplar?
V=Vm ν=22.4 10=224 (l/mol)
Tipik görev 2: b.b.b.'deki hacim nedir? 16 gr oksijen alır mı?
V(O 2)=Vm ·(m/M) M r(0)=32; M(O 2) \u003d 32 g / mol V (O 2) \u003d 22.4 (16/32) \u003d 11,2 l
Avogadro yasasının ikinci sonucu:
N.o.'daki gazın yoğunluğunu (ρ=m/V) bilerek, bu gazın molar kütlesini hesaplayabiliriz: M=22,4 p
Bir gazın yoğunluğuna (D) aksi halde kütle oranı denir. belirli bir hacim birinci gazın, aynı koşullar altında alınan ikinci gazın benzer hacmindeki kütlesine eşittir.
Örnek problem 3: Hidrojen ve havadaki karbondioksitin bağıl yoğunluğunu belirleyin.
D hidrojen (CO 2) \u003d M r (CO 2) / M r (H 2) \u003d 44/2 \u003d 22 D hava \u003d 44/29 \u003d 1.5
- bir hacim hidrojen ve bir hacim klor, iki hacim hidrojen klorür verir: H 2 + Cl2 \u003d 2HCl
- iki hacim hidrojen ve bir hacim oksijen iki hacim su buharı verir: 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O
Görev 1 . 44 g karbondioksitte kaç mol ve molekül bulunur.
Çözüm:
M(CO 2) \u003d 12 + 16 2 \u003d 44 g / mol ν \u003d m / M \u003d 44/44 \u003d 1 mol N (CO 2) \u003d ν N A \u003d 1 6.02 10 23 \u003d 6.02 10 23
Görev 2. Bir ozon molekülünün ve bir argon atomunun kütlesini hesaplayın.
Çözüm:
M(O 3) \u003d 16 3 \u003d 48 g m (O 3) \u003d M (O 3) / N A \u003d 48 / (6.02 10 23) \u003d 7.97 10 -23 g M (Ar) \u003d 40 g m (Ar) \u003d M (Ar) / N A \u003d 40 / (6.02 10 23) \u003d 6.65 10 -23 g
Görev 3. N.o.'daki hacim nedir? 2 mol metan işgal eder.
Çözüm:
ν \u003d V / 22.4 V (CH 4) \u003d ν 22.4 \u003d 2 22.4 \u003d 44,8 l
Görev 4. Hidrojen, metan ve hava için karbon monoksitin (IV) yoğunluğunu ve bağıl yoğunluğunu belirleyin.
Çözüm:
M r (C02)=12+16.2=44; M(CO2)=44 g/mol Mr(CH4)=12+1 4=16; M(CH 4)=16 g/mol M r (H 2)=1 2=2; M(H 2)=2 g/mol M r (hava)=29; M (hava) \u003d 29 g / mol ρ \u003d m / V ρ (CO 2) \u003d 44 / 22.4 \u003d 1.96 g / mol D (CH 4) \u003d M (CO 2) / M (CH 4) = 44/16=2.75 D(H 2)=M(CO 2)/M(H 2)=44/2=22 D(hava)=M(CO 2)/M(hava)=44/24= 1.52
Görev 5. 2,8 metreküp metan ve 1,12 metreküp karbon monoksit içeren gaz karışımının kütlesini belirleyin.
Çözüm:
M r (C02)=12+16.2=44; M(CO2)=44 g/mol Mr(CH4)=12+1 4=16; M(CH 4) \u003d 16 g / mol 22.4 metreküp CH 4 \u003d 16 kg 2.8 metreküp CH 4 \u003d x m (CH 4) \u003d x \u003d 2.8 16 / 22.4 \u003d 2 kg 22.4 metreküp CO 2 \u003d 28 kg 1.12 metreküp CO 2 \u003d x m (CO 2) \u003d x \u003d 1.12 28 / 22.4 \u003d 1.4 kg m (CH 4) + m (CO 2) \u003d 2 + 1, 4=3.4 kg
Görev 6. 112 metreküp iki değerlikli karbon monoksitin yanması için gerekli oksijen ve hava hacimlerini, 0,50 hacim fraksiyonlarında yanıcı olmayan safsızlıkların içeriği ile belirleyin.
Çözüm:
- karışımdaki saf CO hacmini belirleyin: V (CO) \u003d 112 0,5 \u003d 66 metreküp
- 66 metreküp CO yakmak için gereken oksijen hacmini belirleyin: 2CO + O 2 \u003d 2CO 2 2mol + 1mol 66m 3 + X m 3 V (CO) \u003d 2 22.4 \u003d 44,8 m 3 V (O 2) \ u003d 22,4 m 3 66 / 44.8 \u003d X / 22.4 X \u003d 66 22.4 / 44.8 \u003d 33 m3 veya 2V (CO) / V (O 2) \u003d V 0 (CO) / V 0 (O 2 ) V - molar hacimler V 0 - hesaplanan hacimler V 0 (O 2) \u003d V (O 2) (V 0 (CO) / 2V (CO))
Görev 7. Hidrojen ve klor gazları ile dolu bir kapta reaksiyona girdikten sonra basınç nasıl değişir? Aynı şekilde hidrojen ve oksijen için?
Çözüm:
- H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl - 1 mol hidrojen ve 1 mol klor etkileşimi sonucunda 2 mol hidrojen klorür elde edilir: 1 (mol) + 1 (mol) \u003d 2 (mol), bu nedenle, gaz karışımının ortaya çıkan hacmi reaksiyona dahil olan bileşenlerin hacimlerinin toplamı olduğundan basınç değişmeyecektir.
- 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O - 2 (mol) + 1 (mol) \u003d 2 (mol) - 2 hacim gaz karışımı elde edildiğinden kaptaki basınç bir buçuk kat azalacaktır. reaksiyona giren bileşenlerin 3 hacminden.
Görev 8. b.b.b.'de 12 litre amonyak ve dört değerlikli karbon monoksit gaz karışımı. 18 g kütleye sahip Gazların her birinin karışımında ne kadar var?
Çözüm:
V(NH 3)=x l V(CO 2)=y l M(NH 3)=14+1 3=17 g/mol M(CO 2)=12+16 2=44 g/mol m( NH 3) \ u003d x / (22.4 17) g m (CO 2) \u003d y / (22.4 44) g Denklemler sistemi karışım hacmi: x + y \u003d 12 karışım kütlesi: x / (22.4 ) 17)+y/(22.4 44) =18 Çözdükten sonra şunu elde ederiz: x=4.62 l y=7.38 l
Görev 9. 2 g hidrojen ile 24 g oksijenin tepkimesi sonucu ne kadar su elde edilir.
Çözüm:
2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O
Reaksiyon denkleminden, reaktanların sayısının denklemdeki stokiyometrik katsayıların oranına karşılık gelmediği görülebilir. Bu gibi durumlarda, daha az olan madde üzerinde hesaplamalar yapılır, yani bu madde reaksiyon sırasında ilk önce bitecektir. Hangi bileşenlerin yetersiz kaldığını belirlemek için reaksiyon denklemindeki katsayıya dikkat etmeniz gerekir.
Başlangıç bileşenlerinin miktarları ν(H 2)=4/2=2 (mol) ν(O 2)=48/32=1,5 (mol)
Ancak acele etmeye gerek yok. Bizim durumumuzda, 1.5 mol oksijen ile reaksiyon için 3 mol hidrojen (1.5 2) gereklidir ve sadece 2 molüne sahibiz, yani 1 mol hidrojen, bir buçuk molün tümü için yeterli değildir. oksijen reaksiyona girer. Bu nedenle, su miktarını hidrojen ile hesaplayacağız:
ν (H20) \u003d ν (H 2) \u003d 2 mol m (H20) \u003d 2 18 \u003d 36 g
Görev 10 . 400 K sıcaklıkta ve 3 atmosfer basınçta gaz 1 litre hacim kaplar. Bu gaz n.b.s.'de hangi hacmi kaplayacak?
Çözüm:
Clapeyron denkleminden:
P V/T = P n V n /T n V n = (PVT n)/(P n T) V n = (3 1 273)/(1 400) = 2,05 l
Dersin amacı: gazların molar, milimolar ve kilomolar hacimleri ve ölçü birimleri kavramını oluşturmak.
Dersin Hedefleri:
- eğitici- Daha önce çalışılan formülleri pekiştirmek ve hacim ve kütle, madde miktarı ve molekül sayısı arasındaki ilişkiyi bulmak, öğrencilerin bilgilerini pekiştirmek ve sistematize etmek.
- eğitici- problem çözme beceri ve yeteneklerini geliştirmek, mantıksal düşünmeöğrencilerin ufkunu genişletmek, Yaratıcı beceriler, ek literatürle çalışma yeteneği, uzun süreli hafıza, konuya ilgi.
- eğitici- bireyleri eğitmek yüksek seviye kültür, bilişsel aktivite ihtiyacını oluşturmak için.
Ders türü: Birleşik ders.
Ekipman ve reaktifler: Tablo "Molar gaz hacmi", Avogadro'nun portresi, beher, su, kükürtlü ölçüm kapları, kalsiyum oksit, 1 mol miktarında glikoz.
Ders planı:
- Organizasyon anı (1 dk.)
- Ön anket şeklinde bilgi testi (10 dk.)
- Tablonun tamamlanması (5 dak.)
- Yeni materyalin açıklanması (10 dak.)
- Sabitleme (10 dk.)
- Özetleme (3 dak.)
- Ödev (1 dk.)
Dersler sırasında
1. Organizasyonel an.
2. Konular hakkında önden konuşma.
1 mol maddenin kütlesine ne ad verilir?
Molar kütle ve madde miktarı nasıl ilişkilendirilir?
Avogadro'nun numarası nedir?
Avogadro sayısı ile madde miktarı arasındaki ilişki nedir?
Ve bir maddenin kütlesi ve molekül sayısı nasıl ilişkilendirilir?
3. Şimdi problemleri çözerek tabloyu doldurun - bu grup çalışmasıdır.
Formül, maddeler | Ağırlık, g | Molar kütle, g/mol | Madde miktarı, mol | Molekül sayısı | Avogadro sayısı, moleküller/mol |
ZnO | ? | 81 g/mol | ? köstebek | 18 10 23 molekül | 6 10 23 |
mgS | 5.6g | 56 g/mol | ? köstebek | ? | 6 10 23 |
BaCl2 | ? | ? g/mol | 0,5 mol | 3 10 23 molekül | 6 10 23 |
4. Yeni materyal öğrenmek.
“... Sadece doğanın nasıl çalıştığını (ve nasıl çalıştığını) bilmek istemiyoruz. doğal olaylar), ama aynı zamanda, mümkünse, belki de ütopik ve görünüşte cüretkar olan amaca ulaşmak için, doğanın neden bu şekilde olduğunu ve başka bir şekilde olmadığını bulmak için. Bunda, bilim adamları en yüksek memnuniyeti buluyorlar.
Albert Einstein
Yani amacımız gerçek bilim adamları gibi en yüksek memnuniyeti bulmaktır.
1 mol maddenin hacmine ne ad verilir?
Molar hacim neye bağlıdır?
M r = 18 ve ρ = 1 g/ml ise suyun molar hacmi ne olur?
(Tabii ki 18 ml).
Hacmi belirlemek için fizikten bilinen formülü kullandınız ρ = m / V (g / ml, g / cm 3, kg / m 3)
Bu hacmi ölçü aletleri ile ölçelim. Alkol, kükürt, demir, şekerin molar hacimlerini ölçüyoruz. Onlar farklı çünkü yoğunluk farklıdır (farklı yoğunluk tablosu).
Peki ya gazlar? N.o'da herhangi bir gazın 1 molünün olduğu ortaya çıktı. (0 °C ve 760 mm Hg) 22,4 l/mol ile aynı molar hacmi kaplar (tabloda gösterilmiştir). 1 kilomolün hacminin adı nedir? Kilomolar. 22.4 m3 / kmol'e eşittir. Milimolar hacim 22.4 ml/mol'dür.
Bu numara nereden geldi?
Avogadro yasasından kaynaklanmaktadır. Avogadro yasasından sonuç: n.o.'da 1 mol gaz. 22,4 l/mol hacim kaplar.
Şimdi İtalyan bilim adamının hayatını biraz duyacağız. (Avogadro'nun hayatı hakkında rapor)
Ve şimdi değerlerin farklı göstergelere bağımlılığını görelim:
madde formülü | Toplam durum (b.b.b.'de) | Ağırlık, g | Yoğunluk, g/ml | 1 mol porsiyon hacmi, l | Madde miktarı, mol | Hacim ve madde miktarı arasındaki ilişki |
NaCl | sağlam | 58,5 | 2160 | 0,027 | 1 | 0,027 |
H2O | Sıvı | 18 | 1000 | 0,018 | 1 | 0,18 |
O2 | Gaz | 32 | 1,43 | 22,4 | 1 | 22,4 |
H2 | Gaz | 2 | 0,09 | 22,4 | 1 | 22,4 |
CO2 | Gaz | 44 | 1,96 | 22,4 | 1 | 22,4 |
SO2 | gaz | 64 | 2,86 | 22,4 | 1 | 22,4 |
Elde edilen verilerin karşılaştırılmasından bir sonuç çıkarın (tüm gaz halindeki maddeler için (N.O.'da) bir maddenin hacmi ve miktarı arasındaki ilişki, molar hacim olarak adlandırılan aynı değerle ifade edilir.)
V m ile gösterilir ve l / mol, vb. ile ölçülür. Molar hacmi bulmak için bir formül türetiyoruz
Vm = V/v , buradan madde miktarını ve gazın hacmini bulabilirsiniz. Şimdi daha önce çalışılan formülleri hatırlayalım, bunlar birleştirilebilir mi? Hesaplamalar için evrensel formüller alabilirsiniz.
m/M = V/Vm;
V/Vm = N/Na
5. Ve şimdi elde edilen bilgileri sözlü sayma yardımı ile pekiştireceğiz, böylece beceriler yoluyla bilgi otomatik olarak uygulanacaktır, yani becerilere dönüşecektir.
Doğru cevap için bir puan alacaksınız, puan sayısına göre bir değerlendirme alacaksınız.
- Hidrojenin formülü nedir?
- Göreceli moleküler ağırlığı nedir?
- Molar kütlesi nedir?
- Her durumda kaç hidrojen molekülü olacak?
- n.b.s.'de hangi hacim işgal edilecek? 3 gr H2?
- 12 10 23 hidrojen molekülünün ağırlığı ne kadar olacak?
- Bu moleküller her durumda hangi hacmi kaplayacak?
Şimdi problemleri gruplar halinde çözelim.
Görev 1
Örnek: n.o.'da 0,2 mol N2'nin hacmi nedir?
- 5 mol O 2 n.o.'da hangi hacmi kaplar?
- n.o.'da 2.5 mol H2 hangi hacmi kaplar?
2. Görev
Örnek: B.b.'de 33,6 litre hidrojen ne kadar madde içerir?
Bağımsız çözüm için görevler
Verilen örneğe göre problemleri çözün:
- N.o.'da 0,224 litre hacme sahip bir maddenin ne kadarı oksijen içerir?
- ne kadar madde yapar karbon dioksit n.o.'da 4,48 litre hacim?
Görev #3
Örnek: N.S.'de 56 g CO gazı hangi hacmi alacaktır?
Bağımsız çözüm için görevler
Verilen örneğe göre problemleri çözün:
- N.o.'da 8 g gaz O 2 tarafından hangi hacim kaplanacak?
- N.O.'da 64 g SO 2 gazı hangi hacmi kaplar?
Görev #4
Örnek: Hangi hacim b.o.'da 3 10 23 hidrojen H2 molekülü içerir?
Bağımsız çözüm için görevler
Verilen örneğe göre problemleri çözün:
- Hangi hacim b.o.'da 12.04 · 10 23 hidrojen CO2 molekülü içerir?
- B.b.'de hangi hacim 3.01 10 23 hidrojen O 2 molekülü içerir?
Gazların bağıl yoğunluğu kavramı, cismin yoğunluğu hakkındaki bilgileri temelinde verilmelidir: D = ρ 1 /ρ 2, burada ρ 1 birinci gazın yoğunluğu, ρ 2 gazın yoğunluğudur. ikinci gaz. ρ = m/V formülünü biliyorsunuz. Bu formüldeki m'yi M ile ve V'yi V m ile değiştirerek, ρ = M / V m elde ederiz. Daha sonra bağıl yoğunluk, son formülün sağ tarafı kullanılarak ifade edilebilir:
D \u003d ρ 1 / ρ 2 \u003d M 1 / M 2.
Sonuç: Gazların nispi yoğunluğu, bir gazın mol kütlesinin başka bir gazın mol kütlesinden kaç kez daha büyük olduğunu gösteren bir sayıdır.
Örneğin, oksijenin havayla, hidrojenle göreli yoğunluğunu belirleyin.
6. Özetlemek.
Düzeltmek için sorunları çözün:
Kütleyi (n.o.) bulun: a) 6 l. Yaklaşık 3; b) 14 l. gaz H 2 S?
n.o.'daki hidrojenin hacmi nedir? 0.23 g sodyumun su ile etkileşmesinden mi oluşur?
1 litre ise gazın molar kütlesi nedir? kütlesi 3.17 g? (İpucu! m = ρ V)
Herhangi bir gaz halindeki maddenin bileşimini bilmek için, bir maddenin molar hacmi, molar kütlesi ve yoğunluğu gibi kavramlarla çalışabilmek gerekir. Bu yazıda molar hacmin ne olduğunu ve nasıl hesaplanacağını ele alacağız.
Madde miktarı
Belirli bir işlemi fiilen yürütmek veya belirli bir maddenin bileşimini ve yapısını bulmak için nicel hesaplamalar yapılır. Bu hesaplamalar, atom veya moleküllerin kütlelerinin çok küçük olması nedeniyle mutlak değerleri ile yapılması sakıncalıdır. Nispi atomik kütleler de, bir maddenin kütlesinin veya hacminin genel kabul görmüş ölçüleriyle ilgili olmadıklarından, çoğu durumda kullanılması imkansızdır. Bu nedenle, Yunanca v (nu) veya n harfi ile gösterilen madde miktarı kavramı tanıtıldı. Bir maddenin miktarı, maddenin içerdiği yapısal birimlerin (moleküller, atomik parçacıklar) sayısı ile orantılıdır.
Bir maddenin miktar birimi moldür.
Bir mol, 12 g bir karbon izotopunda atom sayısı kadar yapısal birim içeren bir madde miktarıdır.
1 atomun kütlesi 12 a'dır. e. m., yani 12 g karbon izotopundaki atom sayısı:
Na \u003d 12g / 12 * 1.66057 * 10, -24g'nin gücüne \u003d 6.0221 * 10'un 23'ün gücüne
Fiziksel nicelik Na, Avogadro sabiti olarak adlandırılır. Herhangi bir maddenin bir molü 6.02*10 üzeri 23 parçacık gücüne sahiptir.
Pirinç. 1. Avogadro yasası.
Gazın molar hacmi
Bir gazın molar hacmi, bir maddenin hacminin o maddenin miktarına oranıdır. Bu değer, aşağıdaki formüle göre bir maddenin molar kütlesinin yoğunluğuna bölünmesiyle hesaplanır:
burada Vm molar hacim, M molar kütle ve p maddenin yoğunluğudur.
Pirinç. 2. Molar hacim formülü.
Uluslararası C sisteminde, gaz halindeki maddelerin molar hacminin ölçümü mol başına metreküp (m3 / mol) olarak yapılır.
Gaz halindeki maddelerin molar hacmi, sıvı ve katı haldeki maddelerden farklıdır, çünkü 1 mol gaz halindeki bir element her zaman aynı hacmi işgal eder (aynı parametreler gözlenirse).
Gazın hacmi sıcaklığa ve basınca bağlıdır, bu nedenle hesaplama normal koşullar altında gazın hacmini almalıdır. Normal koşullar, 0 derece sıcaklık ve 101.325 kPa basınç olarak kabul edilir. Normal koşullar altında 1 mol gazın molar hacmi her zaman aynıdır ve 22.41 dm3/mol'e eşittir. Bu hacme ideal gazın molar hacmi denir. Yani, herhangi bir gazın (oksijen, hidrojen, hava) 1 molünde hacim 22.41 dm3 / m'dir.
Pirinç. 3. Normal koşullar altında gazın molar hacmi.
Tablo "molar gaz hacmi"
Aşağıdaki tablo bazı gazların hacmini göstermektedir:
Gaz | Molar hacim, l |
H2 | 22,432 |
O2 | 22,391 |
Cl2 | 22,022 |
CO2 | 22,263 |
NH3 | 22,065 |
SO2 | 21,888 |
İdeal | 22,41383 |
Ne öğrendik?
Kimyada çalışılan bir gazın molar hacmi (8. sınıf), molar kütle ve yoğunluk ile birlikte, birinin veya diğerinin bileşimini belirlemek için gerekli miktarlardır. kimyasal. Molar gazın bir özelliği, bir mol gazın her zaman aynı hacmi içermesidir. Bu hacme gazın molar hacmi denir.
Konu testi
Rapor Değerlendirmesi
Ortalama puanı: 4.3. Alınan toplam puan: 182.
Herhangi bir maddenin bir molünün bu maddenin Avogadro sayısına eşit sayıda tanecik içerdiği ve aynı fiziksel koşullar altında bu gazların eşit hacimlerinde farklı gazların eşit sayıda taneciklerinin bulunduğu hükümlerinden aşağıdakiler çıkar:
aynı fiziksel koşullar altında eşit miktarda gaz halindeki madde eşit hacimleri kaplar.
Örneğin, herhangi bir gazın bir molünün hacmi (en p, T = sabit) aynı değer. Sonuç olarak, gazların katılımıyla ilerleyen bir reaksiyonun denklemi, yalnızca miktarlarının ve kütlelerinin oranını değil, aynı zamanda hacimlerini de belirtir.
bir gazın molar hacmi (VM), bu gazın 1 mol partikülünü içeren bir gazın hacmidir.
VM = V / n
SI'deki gazın molar hacminin birimi, mol başına bir metreküptür (m3 / mol), ancak daha sık olarak, birden fazla birim kullanırlar - mol başına bir litre (kübik desimetre) (l / mol, dm 3 / mol) ve mol başına mllilitre (santimetre küp) ( cm3 / mol).
Herhangi bir gazın molar hacminin tanımına göre, hacminin oranı V miktara n ideal gaz olması şartıyla aynı olacaktır.
Normal koşullar altında (n.o.) - 101.3 kPa, 0 ° C - ideal bir gazın molar hacmi
VM \u003d 2.241381 10 -2 m3 / mol ≈ 22.4 l / mol
Kimyasal hesaplamalarda, 22.4 l/mol yuvarlatılmış bir değer kullanılır, çünkü tam değer ideal bir gaza atıfta bulunur ve çoğu gerçek gaz, özellikleri bakımından ondan farklıdır. Normal koşullar altında çok düşük bir denge yoğuşma sıcaklığına (H 2, O 2, N 2) sahip gerçek gazlar, neredeyse 22.4 l / mol'e eşit bir hacme sahiptir ve gazlar, yüksek sıcaklıklar, n.o.'da biraz daha düşük molar hacme sahiptir: CO 2 - 22.26 l / mol için, NH 3 - 22.08 l / mol için.
Belirli koşullar altında belirli bir gazın hacmi bilindiğinde, bu hacimdeki maddelerin miktarı belirlenebilir ve bunun tersi, belirli bir gaz bölümündeki madde miktarına göre bu kısmın hacmi bulunabilir:
n = V/VM; V = V M * n
N.o.'da molar gaz hacmi - kimyasal hesaplamalarda yaygın olarak kullanılan temel fiziksel sabit. Bir gazın hacmini kütlesini ölçmekten daha kolay olduğu için analitik kimyada (hacim bazlı gaz analizörleri) çok kullanışlı olan bir gazın kütlesi yerine hacmini kullanmanıza izin verir.
n.o.'daki gazın molar hacminin değeri. Avogadro ve Loschmidt sabitleri arasındaki orantı katsayısıdır:
V M \u003d N A / N L \u003d 6.022 10 23 (mol -1) / 2.24 10 4 (cm 3 / mol) \u003d 2.69 10 19 (cm -3)
Bir gazın molar hacmi ve molar kütlesi değerleri kullanılarak bir gazın yoğunluğu belirlenebilir:
ρ = M / V M
Gaz halindeki maddeler (reaktifler, ürünler) için eşdeğerler yasasına dayalı hesaplamalarda, eşdeğer bir kütle yerine, belirli bir gazın bir kısmının hacminin eşdeğerine oranı olan eşdeğer bir hacim kullanmak daha uygundur. Bu kısımdaki bir maddenin miktarı:
V eq = V / n eq = V / zn = V M / z; (p, T = sabit)
Eşdeğer hacim birimi, molar hacim birimiyle aynıdır. Bir gazın eşdeğer hacminin değeri, eşdeğerlik faktörüne bağlı olduğundan, yalnızca belirli bir reaksiyonda belirli bir gazın sabitidir. f eq.
Gazın molar hacmi
Bir gazın molar hacmi Herhangi bir maddenin bir molünün bu maddenin Avogadro sayısına eşit sayıda tanecik içermesi ve aynı anda farklı gazların eşit sayıda taneciklerinin bulunması hükümlerinden
Normal koşullar altında gaz hacmi
konu 1
DERS 7
Başlık. Gazların molar hacmi. Normal koşullar altında gaz hacminin hesaplanması
Ders hedefleri: öğrencileri "molar hacim" kavramıyla tanıştırmak; gaz halindeki maddeler için "molar hacim" kavramını kullanmanın özelliklerini ortaya çıkarmak; öğrencilere kazanılan bilgileri normal koşullar altında gazların hacimlerini hesaplamak için kullanmayı öğretmek.
Ders türü: birleşik.
Çalışma biçimleri: öğretmenin hikayesi, rehberli uygulama.
Teçhizat: Periyodik sistem kimyasal elementler D. I. Mendeleev, görevleri olan kartlar, 22.4 litre hacimli bir küp (28.2 cm kenarlı).
II. muayene ev ödevi, temel bilgilerin güncellenmesi
Öğrenciler ev ödevlerini incelenmek üzere gönderir.
1) "Madde miktarı" nedir?
2) Bir maddenin miktarı için bir ölçü birimi.
3) 1 mol maddede kaç tane parçacık vardır?
4) Bir maddenin miktarı ile bu maddenin bulunduğu agregasyon durumu arasındaki ilişki nedir?
5) 1 mol buzda kaç tane su molekülü bulunur?
6) Ve 1 mol sıvı suda?
7) 1 mol su buharında mı?
8) Hangi kütleye sahip olacaklar:
III. Yeni materyal öğrenmek
Yaratılış ve karar sorunlu durum sorunlu soru. Hangi hacim alacak:
Bu soruları hemen cevaplayamayız, çünkü bir maddenin hacmi maddenin yoğunluğuna bağlıdır. Ve V = m / ρ formülüne göre hacim farklı olacaktır. 1 mol buhar, 1 mol su veya buzdan daha büyük bir hacim kaplar.
Çünkü sıvı ve gaz halindeki maddelerde su molekülleri arasındaki mesafe farklıdır.
Birçok bilim adamı gaz halindeki maddeleri inceledi. Bu konunun araştırılmasına önemli bir katkı Fransız kimyager Joseph Louis Gay-Lussac tarafından yapıldı ve İngiliz fizikçi Gazların durumunu tanımlayan bir dizi fiziksel yasayı formüle eden Robert Boyle.
Bu kalıplardan, biliyor musunuz?
Tüm gazlar eşit olarak sıkıştırılır, aynı termal genleşme katsayısına sahiptir. Gazların hacimleri, tek tek moleküllerin boyutuna değil, moleküller arasındaki mesafeye bağlıdır. Moleküller arasındaki mesafeler, hareketlerinin hızına, enerjisine ve buna bağlı olarak sıcaklığa bağlıdır.
İtalyan bilim adamı Amedeo Avogadro, bu yasalara ve araştırmalarına dayanarak yasayı formüle etti:
Eşit hacimlerde farklı gazlar aynı sayıda molekül içerir.
Normal koşullar altında, gaz halindeki maddeler moleküler yapı. Gaz molekülleri, aralarındaki mesafeye kıyasla çok küçüktür. Bu nedenle, bir gazın hacmi, parçacıkların (moleküllerin) boyutuyla değil, aralarındaki mesafeyle belirlenir; bu, herhangi bir gaz için yaklaşık olarak aynıdır.
A. Avogadro, herhangi bir gazın 1 mol, yani 6.02 1023 molekülünü alırsak, aynı hacmi kaplayacakları sonucuna varmıştır. Ancak aynı zamanda, bu hacim aynı koşullar altında, yani aynı sıcaklık ve basınçta ölçülür.
Bu tür hesaplamaların yapıldığı koşullara normal koşullar denir.
Normal koşullar (n.v.):
Т= 273 К veya t=0 °С
P = 101,3 kPa veya P = 1 atm. = 760 mmHg Sanat.
1 mol maddenin hacmine molar hacim (Vm) denir. Normal şartlar altındaki gazlar için 22,4 l/mol'dür.
Gösterilen küp hacmi 22,4 litre.
Böyle bir küp, örneğin oksijen, hidrojen, amonyak (NH 3), metan (CH4) gibi herhangi bir gazın 6.02-1023 molekülünü içerir.
Hangi koşullar altında?
0 ° C sıcaklıkta ve 760 mm Hg basınçta. Sanat.
Avogadro yasasından şu sonucu çıkarır:
nerede Vm \u003d 22.4 l / mol herhangi bir gazın n'si. içinde.
Böylece, gazın hacmini bilerek, madde miktarını hesaplayabilirsiniz ve bunun tersi de geçerlidir.
IV. Beceri ve yeteneklerin oluşumu
Örneklerle pratik yapın
3 mol oksijenin n'de ne kadar hacim kaplayacağını hesaplayın. içinde.
44.8 litre (n.w.) hacmindeki karbon(IV) oksit moleküllerinin sayısını hesaplayın.
2) Aşağıdaki formülleri kullanarak CO 2 moleküllerinin sayısını hesaplayın:
N (CO 2) \u003d 2 mol 6.02 1023 molekül / mol \u003d 12.04 1023 molekül.
Cevap: 12.04 1023 molekül.
112 g'lık bir kütlenin kapladığı nitrojen hacmini hesaplayın (N.V.).
V (N 2) \u003d 4 mol 22.4 l / mol \u003d 89.6 l.
V. Ödev
Ders kitabının ilgili paragrafı üzerinde çalışın, soruları cevaplayın.
Yaratıcı görev (evde uygulama). 2, 4, 6 numaralı problemleri haritadan bağımsız olarak çözün.
7. ders için görev kartı
7 mol nitrojen N2'nin ne kadar hacim alacağını hesaplayın (N.V.'ye göre).
112 litre hacimli hidrojen moleküllerinin sayısını hesaplayın.
(Cevap: 30.1 1023 molekül)
340 g'lık bir kütleyi ne kadar hidrojen sülfürün kapladığını hesaplayın.
Normal koşullar altında gaz hacmi
Gazların molar hacmi. Normal koşullar altında gaz hacminin hesaplanması - MADDE MİKTARI. KİMYASAL FORMÜLLE HESAPLAMALAR - TÜM KİMYA DERSLERİ - 8. Sınıf - ders notları - kimya dersleri - Ders planı - Ders özeti - Ders planları - kimya derslerinin gelişimi - KİMYA - Standart ve akademik seviye okul programı– 12 yıllık okulun sekizinci sınıfı için tüm kimya dersleri
gaz yasaları. Avogadro yasası. Gazın molar hacmi
Fransız bilim adamı J.L. Gay-Lussac yasayı yaptı toplu ilişkiler:
Örneğin, 1 litre klor ile bağlanır 1 litre hidrojen , 2 litre hidrojen klorür oluşturmak ; 2 litre kükürt oksit (IV) ile bağlantı 1 litre oksijen, 1 litre kükürt oksit (VI) oluşturur.
Bu yasa, İtalyan bilim adamlarına izin verdi. A. Avogadro basit gazların moleküllerinin ( hidrojen, oksijen, azot, klor vb.
) oluşmaktadır iki özdeş atom
. Hidrojen klor ile birleştiğinde, molekülleri atomlara ayrılır ve ikincisi hidrojen klorür moleküllerini oluşturur. Ancak bir molekül hidrojen ve bir molekül klordan iki hidrojen klorür molekülü oluşturulduğundan, ikincisinin hacmi ilk gazların hacimlerinin toplamına eşit olmalıdır.
Bu nedenle, basit gazların moleküllerinin iki atomlu doğası kavramından hareket edersek, hacim oranları kolayca açıklanabilir ( H2, Cl2, O2, N2, vb.
)- Bu da, bu maddelerin moleküllerinin iki atomlu doğasının kanıtı olarak hizmet eder.
Gazların özelliklerinin incelenmesi, A. Avogadro'nun daha sonra deneysel verilerle doğrulanan ve bu nedenle Avogadro yasası olarak bilinen bir hipotezi ifade etmesine izin verdi:
Avogadro yasasından önemli bir sonuçlar: aynı koşullar altında herhangi bir gazın 1 mol'ü aynı hacmi kaplar.
Kütle biliniyorsa bu hacim hesaplanabilir. 1 litre gaz. Normal koşullar altında, (n.o.) yani sıcaklık 273K (O°C) ve basınç 101 325 Pa (760 mmHg) , 1 litre hidrojenin kütlesi 0.09 g, molar kütlesi 1.008 2 = 2.016 g / mol. O zaman normal koşullar altında 1 mol hidrojenin kapladığı hacim eşittir 22,4 litre
Aynı koşullar altında, kütle 1l oksijen 1.492g ; azı dişi 32g/mol . O zaman (n.s.)'deki oksijen hacmi de eşittir 22.4 mol.
Bir gazın molar hacmi, bir maddenin hacminin o maddenin miktarına oranıdır:
nerede V m - gazın molar hacmi (boyut l/mol ); V, sistemin maddesinin hacmidir; n sistemdeki madde miktarıdır. Kayıt örneği: V m gaz (kuyu.) \u003d 22,4 l / mol.
Avogadro yasasına göre gaz halindeki maddelerin molar kütleleri belirlenir. Gaz moleküllerinin kütlesi ne kadar büyükse, aynı hacimdeki gazın kütlesi de o kadar büyük olur. Aynı koşullar altında eşit hacimde gazlar, aynı sayıda molekül ve dolayısıyla gazların mollerini içerir. Eşit hacimdeki gazların kütlelerinin oranı, mol kütlelerinin oranına eşittir:
nerede m 1 - ilk gazın belirli bir hacminin kütlesi; m 2 - aynı hacimdeki ikinci gazın kütlesi; M 1 ve M 2 - birinci ve ikinci gazların molar kütleleri.
Genellikle bir gazın yoğunluğu, gazın yoğunluğuna göre belirlenir. hafif gaz- hidrojen (belirtilen D H2 ). Hidrojenin molar kütlesi 2g/mol . Bu nedenle, alıyoruz.
Gaz halindeki bir maddenin moleküler ağırlığı, hidrojen yoğunluğunun iki katına eşittir.
Bir gazın yoğunluğu genellikle havaya göre belirlenir. (D B ) . Hava bir gaz karışımı olmasına rağmen, yine de ortalama molar kütlesi hakkında konuşurlar. 29g/mol'e eşittir. Bu durumda, molar kütle ile verilir M = 29D B .
Molekül ağırlıklarının belirlenmesi, basit gazların moleküllerinin iki atomdan oluştuğunu gösterdi. (H2, F2, Cl2, O2 N2) ve inert gazların molekülleri - bir atomdan (O, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). Soy gazlar için "molekül" ve "atom" eşdeğerdir.
Boyle Yasası - Mariotte:
sabit sıcaklıkta, belirli bir miktarda gazın hacmi, bulunduğu basınçla ters orantılıdır..Buradan pV = sabit
,
nerede R
- baskı yapmak, V
- gaz hacmi.
Gay-Lussac yasası:
sabit basınçta ve gaz hacmindeki değişim sıcaklıkla doğru orantılıdır, yani.
V/T = sabit
nerede T
- bir ölçekte sıcaklık İle
(Kelvin)
Boyle - Mariotte ve Gay-Lussac'ın birleşik gaz yasası:
pV/T = sabit.
Bu formül, genellikle, hacmi başka koşullar altında biliniyorsa, belirli koşullar altında bir gazın hacmini hesaplamak için kullanılır. Normal koşullardan (veya normal koşullardan) geçiş yapılırsa bu formül şu şekilde yazılır:
pV/T = p
V
/T
,
nerede R
,V
,T
-normal koşullar altında basınç, gaz hacmi ve sıcaklık ( R
= 101 325 Pa
, T
= 273 bin
V
\u003d 22,4 l / mol)
.
Gazın kütlesi ve miktarı biliniyorsa, ancak hacmini hesaplamak gerekiyorsa veya tam tersi, Mendeleev-Claiperon denklemi:
nerede n - gaz maddesi miktarı, mol; m - kütle, g; M gazın molar kütlesi, g/yol ; R evrensel gaz sabitidir. R \u003d 8.31 J / (mol * K)
Gaz yasaları
gaz yasaları. Avogadro yasası. Gazın molar hacmi Fransız bilim adamı J.L. Gay-Lussac, hacimsel ilişkiler yasasını kurdu: Örneğin, 1 litre klor, 1 litre hidrojen ile birleşerek 2'yi oluşturur.
Problemleri çözmeden önce gazın hacminin nasıl bulunacağına ilişkin formülleri ve kuralları öğrenmelisiniz. Avogadro yasasını hatırlayın. Ve gazın hacmi, onlardan uygun olanı seçerek birkaç formül kullanılarak hesaplanabilir. Doğru formülü seçerken, büyük önemçevresel koşullar, özellikle sıcaklık ve basınç.
Avogadro yasası
Aynı basınçta ve aynı sıcaklıkta, aynı hacimde farklı gazların aynı sayıda molekül içereceğini söylüyor. Bir molün içerdiği gaz moleküllerinin sayısı Avogadro sayısıdır. Bu yasadan şu şekilde çıkar: İdeal bir gazın 1 Kmol'ü (kilomol) ve aynı basınç ve sıcaklıkta (760 mm Hg ve t \u003d 0 * C) herhangi biri her zaman bir hacim \u003d 22.4136 m3 kaplar.
Gaz hacmi nasıl belirlenir
- V=n*Vm formülü genellikle problemlerde bulunur. Burada gazın litre cinsinden hacmi V'dir, Vm, normal koşullar altında = 22.4 l / mol olan gazın molar hacmidir (l / mol), ve n, mol cinsinden madde miktarıdır. Koşullarda madde miktarı yokken aynı zamanda madde kütlesi de varsa, şu şekilde hareket ederiz: n=m/M. Burada M, g / mol (maddenin molar kütlesi) ve maddenin gram cinsinden kütlesi m'dir. Periyodik tabloda, her elementin altında olduğu gibi yazılır. atom kütlesi. Tüm kitleleri toplayın ve istediğinizi elde edin.
- Peki, gazın hacmi nasıl hesaplanır. İşte görev: hidroklorik asit 10 g alüminyumu çözün. Soru: n'de ne kadar hidrojen salınabilir. de.? Reaksiyon denklemi şöyle görünür: 2Al + 6HCl (örn.) = 2AlCl3 + 3H2. En başta, aşağıdaki formüle göre reaksiyona giren alüminyum (miktar) buluyoruz: n(Al)=m(Al)/M(Al). Alüminyum kütlesini (molar) M (Al) \u003d 27 g / mol periyodik tablosundan alıyoruz. İkame: n(Al)=10/27=0.37mol. İtibaren kimyasal denklem 2 mol alüminyumun çözülmesiyle 3 mol hidrojenin oluştuğu görülebilir. 0.4 mol alüminyumdan ne kadar hidrojen çıkacağı hesaplanmalıdır: n(H2)=3*0.37/2=0.56mol. Formüldeki verileri yerine koyun ve bu gazın hacmini bulun. V=n*Vm=0.56*22.4=12.54l.
- Yer değiştirmeye yörüngenin başlangıç ve bitiş noktalarını birleştiren vektör denir Yolun başlangıcını ve sonunu birleştiren vektöre denir
- Yörünge, yol uzunluğu, yer değiştirme vektörü Başlangıç konumunu bağlayan vektör
- Bir çokgenin alanını köşelerinin koordinatlarından hesaplama Köşe formülünün koordinatlarından bir üçgenin alanı
- Kabul Edilebilir Değer Aralığı (ODZ), teori, örnekler, çözümler