يساوي الحجم المولي للهواء. الحجم المولي للغاز

^ الكتلة المولية والحجم المولي للمادة. الكتلة المولية هي كتلة المول من المادة. يتم حسابه من خلال كتلة المادة وكميتها باستخدام الصيغة:

Мв = K· Мr (1)

حيث: K هو معامل التناسب الذي يساوي 1 جم/مول.

في الواقع، بالنسبة لنظير الكربون 12 6 C Ar = 12، والكتلة المولية للذرات (حسب تعريف مفهوم "المول") هي 12 جم/مول. وبالتالي فإن القيم العددية للكتلتين تتطابق، مما يعني K = 1. ويترتب على ذلك الكتلة المولية لمادة ما، معبرًا عنها بالجرام لكل مول، لها نفس القيمة العددية مثل كتلتها الجزيئية النسبية(الذري) وزن.وبالتالي، فإن الكتلة المولية للهيدروجين الذري هي 1.008 جم / مول، والهيدروجين الجزيئي - 2.016 جم / مول، والأكسجين الجزيئي - 31.999 جم / مول.

وفقا لقانون أفوجادرو، فإن نفس العدد من جزيئات أي غاز يشغل نفس الحجم تحت نفس الظروف. من ناحية أخرى، 1 مول من أي مادة يحتوي (حسب التعريف) على نفس العدد من الجزيئات. ويترتب على ذلك أنه عند درجة حرارة وضغط معينين، يشغل 1 مول من أي مادة في الحالة الغازية نفس الحجم.

تسمى نسبة الحجم الذي تشغله المادة إلى كميتها بالحجم المولي للمادة. في الظروف العادية (101.325 كيلو باسكال؛ 273 كلفن)، يكون الحجم المولي لأي غاز مساويًا لـ 22,4لتر / مول(بتعبير أدق، Vn = 22.4 لتر/مول). هذا البيان صحيح بالنسبة لمثل هذا الغاز، عندما يمكن إهمال أنواع أخرى من تفاعل جزيئاته مع بعضها البعض، باستثناء تصادمها المرن. تسمى هذه الغازات بالمثالية. بالنسبة للغازات غير المثالية، والتي تسمى الغازات الحقيقية، تكون الأحجام المولية مختلفة وتختلف قليلاً عن القيمة الدقيقة. ومع ذلك، في معظم الحالات، ينعكس الفرق فقط في الأرقام الهامة الرابعة واللاحقة.

عادة ما يتم إجراء قياسات أحجام الغاز في ظل ظروف غير طبيعية. لإرجاع حجم الغاز إلى الظروف الطبيعية، يمكنك استخدام معادلة تجمع بين قوانين الغاز بويل-ماريوت وجاي-لوساك:

الكهروضوئية / T = ص 0 V 0 / T 0

حيث: V هو حجم الغاز عند الضغط p ودرجة الحرارة T؛

V 0 هو حجم الغاز عند الضغط الطبيعي p 0 (101.325 كيلو باسكال) ودرجة الحرارة T 0 (273.15 K).

يمكن أيضًا حساب الكتل المولية للغازات باستخدام معادلة حالة الغاز المثالي - معادلة كلابيرون - مندليف:

الكهروضوئية = م ب RT / م ب،

حيث: p - ضغط الغاز، Pa؛

V - حجمه، م3؛

M B - كتلة المادة ز؛

M B – الكتلة المولية، جم/مول؛

T – درجة الحرارة المطلقة، K؛

R هو ثابت الغاز العالمي الذي يساوي 8.314 J / (mol K).

إذا تم التعبير عن حجم وضغط الغاز بوحدات قياس أخرى، فإن قيمة ثابت الغاز في معادلة كلابيرون-مندلييف ستأخذ قيمة مختلفة. ويمكن حسابها باستخدام الصيغة الناتجة عن القانون الموحد للحالة الغازية لمول واحد من المادة في الظروف العادية لمول واحد من الغاز:

ص = (ع 0 الخامس 0 / تي 0)

مثال 1. عبر عن ذلك بالمول: أ) 6.0210 21 جزيء CO 2؛ ب) 1.2010 24 ذرة أكسجين؛ ج) 2.0010 23 جزيء ماء. ما هي الكتلة المولية لهذه المواد؟

حل.المول هو كمية المادة التي تحتوي على عدد من الجزيئات من أي نوع معين يساوي ثابت أفوجادرو. وبالتالي، أ) 6.0210 21 أي. 0.01 مول؛ ب) 1.2010 24، أي. 2 مول؛ ج) 2.0010 23، أي. 1/3 مول. يتم التعبير عن كتلة المول من المادة بالكيلو جرام / مول أو جرام / مول. الكتلة المولية للمادة بالجرام تساوي عدديًا كتلتها الجزيئية (الذرية) النسبية، معبرًا عنها بوحدات الكتلة الذرية (amu)

وبما أن الكتل الجزيئية لثاني أكسيد الكربون وH2O والكتلة الذرية للأكسجين، على التوالي، هي 44؛ 18 و16 amu، فإن كتلتهما المولية متساوية: أ) 44 جم/مول؛ ب) 18 جم/مول؛ ج) 16 جم/مول.

مثال 2. احسب الكتلة المطلقة لجزيء حمض الكبريتيك بالجرام.

حل.يحتوي المول من أي مادة (انظر المثال 1) على ثابت أفوجادرو N A من الوحدات البنائية (في مثالنا، الجزيئات). الكتلة المولية لـ H2SO4 هي 98.0 جم/مول. وبالتالي فإن كتلة الجزيء الواحد هي 98/(6.02 10 23) = 1.63 10 -22 جم.

الحجم المولي- حجم مول واحد من المادة، القيمة التي يتم الحصول عليها بقسمة الكتلة المولية على الكثافة. يميز كثافة التعبئة للجزيئات.

معنى نأ = 6.022…×10 23سمي برقم أفوجادرو على اسم الكيميائي الإيطالي أميديو أفوجادرو. هذا هو الثابت العالمي لأصغر جزيئات أي مادة.

هذا العدد من الجزيئات هو الذي يحتوي على 1 مول من الأكسجين O2، ونفس عدد الذرات في 1 مول من الحديد (Fe)، والجزيئات في 1 مول من الماء H2O، وما إلى ذلك.

وفقا لقانون أفوجادرو، 1 مول من الغاز المثالي في الظروف العاديةلديه نفس الحجم جهاز افتراضي= 22.413 996(39) لتر. في الظروف العادية، تكون معظم الغازات قريبة من الحالة المثالية، وبالتالي فإن جميع المعلومات المرجعية عن الحجم المولي للعناصر الكيميائية تشير إلى أطوارها المكثفة، ما لم يُنص على خلاف ذلك

كتلة 1 مول من المادة تسمى مولار. ما هو حجم 1 مول من المادة يسمى؟ من الواضح أن هذا يسمى أيضًا الحجم المولي.

ما هو الحجم المولي للماء؟ عندما قمنا بقياس 1 مول من الماء، لم نزن 18 جرامًا من الماء على الميزان - وهذا غير مريح. استخدمنا أدوات القياس: أسطوانة أو كوب، لأننا علمنا أن كثافة الماء هي 1 جم/مل. وبالتالي فإن الحجم المولي للماء هو 18 مل / مول. بالنسبة للسوائل والمواد الصلبة، يعتمد الحجم المولي على كثافتها (الشكل 52، أ). الأمر مختلف بالنسبة للغازات (الشكل 52، ب).

أرز. 52.
الأحجام المولية (ns):
أ - السوائل والمواد الصلبة؛ ب - المواد الغازية

إذا أخذت 1 مول من الهيدروجين H2 (2 جم)، 1 مول من الأكسجين O2 (32 جم)، 1 مول من الأوزون O3 (48 جم)، 1 مول من ثاني أكسيد الكربون CO2 (44 جم) وحتى 1 مول من بخار الماء H2 O (18 جم) تحت نفس الظروف، على سبيل المثال عادي (في الكيمياء من المعتاد تسمية الظروف العادية (ns.) درجة حرارة 0 درجة مئوية وضغط 760 مم زئبق، أو 101.3 كيلو باسكال)، ثم يتبين أن 1 مول من أي غازات سوف يشغل نفس الحجم، أي ما يعادل 22.4 لترًا، ويحتوي على نفس عدد الجزيئات - 6 × 10 23.

وإذا أخذت 44.8 لترًا من الغاز، فما مقدار المادة التي ستأخذ منها؟ بالطبع 2 مول، لأن الحجم المعطى هو ضعف الحجم المولي. لذلك:

حيث V هو حجم الغاز. من هنا

الحجم المولي هو كمية فيزيائية تساوي نسبة حجم المادة إلى كمية المادة.

يتم التعبير عن الحجم المولي للمواد الغازية بوحدة لتر / مول. Vm - 22.4 لتر/مول. ويسمى حجم الكيلومول الواحد بالكيلومولار ويقاس بوحدة م3 /كمول (Vm = 22.4 م3 /كمول). وبناءً على ذلك، يبلغ حجم الملليمولار 22.4 مل/ملي مول.

المشكلة 1. أوجد كتلة 33.6 م 3 من الأمونيا NH 3 (ns).

المسألة 2. أوجد الكتلة والحجم (n.v.) لـ 18 × 10 20 جزيء من كبريتيد الهيدروجين H 2 S.

عند حل المشكلة، دعونا ننتبه إلى عدد الجزيئات 18 × 10 20. نظرًا لأن 10 20 أقل بـ 1000 مرة من 10 23، فمن الواضح أنه يجب إجراء الحسابات باستخدام ملي مول، مل / ملي مول، ومجم / ملي مول.

الكلمات والعبارات الرئيسية

  1. الأحجام المولية والميلي مولار والكيلومول من الغازات.
  2. الحجم المولي للغازات (في الظروف العادية) هو 22.4 لتر/مول.
  3. الظروف العادية.

العمل مع الكمبيوتر

  1. الرجوع إلى التطبيق الإلكتروني. دراسة مادة الدرس وإكمال المهام المخصصة لها.
  2. ابحث عن عناوين البريد الإلكتروني على الإنترنت التي يمكن أن تكون بمثابة مصادر إضافية تكشف محتوى الكلمات الرئيسية والعبارات في الفقرة. اعرض مساعدتك للمعلم في إعداد درس جديد - قم بعمل تقرير عن الكلمات والعبارات الرئيسية للفقرة التالية.

الأسئلة والمهام

  1. أوجد كتلة وعدد الجزيئات عند n. ش. ل: أ) 11.2 لتر من الأكسجين؛ ب) 5.6 م3 نيتروجين؛ ج) 22.4 مل من الكلور.
  2. أوجد الحجم الذي عند n. ش. سوف يستغرق: أ) 3 غرام من الهيدروجين؛ ب) 96 كجم من الأوزون؛ ج) 12 × 10 20 جزيء نيتروجين.
  3. أوجد كثافة (كتلة 1 لتر) من الأرجون والكلور والأكسجين والأوزون في درجة حرارة الغرفة. ش. ما عدد جزيئات كل مادة التي سيحتويها لتر واحد في ظل نفس الظروف؟
  4. احسب كتلة 5 لترات (ns): أ) الأكسجين؛ ب) الأوزون. ج) ثاني أكسيد الكربون CO 2.
  5. حدد أيهما أثقل: أ) 5 لترات من ثاني أكسيد الكبريت (SO 2) أو 5 لترات من ثاني أكسيد الكربون (CO 2)؛ ب) 2 لتر من ثاني أكسيد الكربون (CO 2) أو 3 لترات من أول أكسيد الكربون (CO).

من أجل معرفة تركيب أي مواد غازية، يجب أن تكون قادرًا على التعامل مع مفاهيم مثل الحجم المولي والكتلة المولية وكثافة المادة. في هذه المقالة سوف نلقي نظرة على ما هو الحجم المولي وكيفية حسابه؟

كمية المادة

يتم إجراء الحسابات الكمية من أجل التنفيذ الفعلي لعملية معينة أو لمعرفة تكوين وبنية مادة معينة. هذه الحسابات غير ملائمة لإجراء القيم المطلقة لكتلة الذرات أو الجزيئات نظرًا لصغر حجمها. لا يمكن أيضًا استخدام الكتل الذرية النسبية في معظم الحالات، نظرًا لأنها لا ترتبط بالمقاييس المقبولة عمومًا لكتلة أو حجم المادة. ولذلك تم تقديم مفهوم كمية المادة، والذي يرمز له بالحرف اليوناني v (nu) أو n. تتناسب كمية المادة مع عدد الوحدات الهيكلية (الجزيئات، الجسيمات الذرية) الموجودة في المادة.

وحدة كمية المادة هي المول.

المول عبارة عن كمية من المادة تحتوي على نفس عدد الوحدات الهيكلية الموجودة في الذرات الموجودة في 12 جم من نظير الكربون.

كتلة الذرة الواحدة هي 12 أ. em، وبالتالي فإن عدد الذرات في 12 جم من نظير الكربون يساوي:

Na= 12جم/12*1.66057*10 أس-24جم=6.0221*10 أس 23

الكمية الفيزيائية Na تسمى ثابت أفوجادرو. المول الواحد من أي مادة يحتوي على 6.02*10 أس 23 جسيما.

أرز. 1. قانون أفوجادرو.

الحجم المولي للغاز

الحجم المولي للغاز هو نسبة حجم المادة إلى كمية تلك المادة. يتم حساب هذه القيمة عن طريق قسمة الكتلة المولية للمادة على كثافتها باستخدام الصيغة التالية:

حيث Vm هو الحجم المولي، M هي الكتلة المولية، وp هي كثافة المادة.

أرز. 2. صيغة الحجم المولي.

في النظام C الدولي، يتم قياس الحجم المولي للمواد الغازية بالمتر المكعب لكل مول (م3 /مول)

يختلف الحجم المولي للمواد الغازية عن المواد في الحالة السائلة والصلبة حيث أن العنصر الغازي الذي يحتوي على كمية 1 مول يحتل دائمًا نفس الحجم (إذا تم استيفاء نفس المعلمات).

يعتمد حجم الغاز على درجة الحرارة والضغط، لذلك عند الحساب، يجب أن تأخذ حجم الغاز في الظروف العادية. تعتبر الظروف الطبيعية درجة حرارة 0 درجة وضغط 101.325 كيلو باسكال. الحجم المولي لـ 1 مول من الغاز في الظروف العادية يكون دائمًا هو نفسه ويساوي 22.41 ديسيمتر 3 /مول. ويسمى هذا الحجم بالحجم المولي للغاز المثالي. أي أن الحجم في 1 مول من أي غاز (الأكسجين والهيدروجين والهواء) يبلغ 22.41 دسم3 /م.

أرز. 3. الحجم المولي للغاز في الظروف العادية.

جدول "الحجم المولي للغازات"

والجدول التالي يوضح حجم بعض الغازات:

الغاز الحجم المولي، ل
ح 2 22,432
O2 22,391
Cl2 22,022
ثاني أكسيد الكربون 22,263
نه 3 22,065
SO 2 21,888
مثالي 22,41383

حيث m الكتلة، M الكتلة المولية، V الحجم.

4. قانون أفوجادرو.أنشأها الفيزيائي الإيطالي أفوجادرو عام 1811. تحتوي الحجوم المتطابقة لأي غاز، عند نفس درجة الحرارة ونفس الضغط، على نفس عدد الجزيئات.

وهكذا يمكننا صياغة مفهوم كمية المادة: 1 مول من المادة يحتوي على عدد من الجسيمات يساوي 6.02 * 10 23 (يسمى ثابت أفوجادرو)

والنتيجة من هذا القانون هي أن في الظروف العادية (P 0 = 101.3 كيلو باسكال و T 0 = 298 K)، يشغل 1 مول من أي غاز حجمًا يساوي 22.4 لترًا.

5. قانون بويل ماريوت

عند درجة حرارة ثابتة، يتناسب حجم كمية معينة من الغاز عكسيا مع الضغط الذي يقع تحته:

6. قانون جاي لوساك

عند ضغط ثابت، يتناسب التغير في حجم الغاز بشكل مباشر مع درجة الحرارة:

V/T = ثابت.

7. يمكن التعبير عن العلاقة بين حجم الغاز والضغط ودرجة الحرارة قانون بويل-ماريوت وقانون جاي-لوساك المشترك،والذي يستخدم لتحويل أحجام الغاز من حالة إلى أخرى:

P 0 , V 0 , T 0 - ضغط الحجم ودرجة الحرارة في الظروف العادية: P 0 = 760 ملم زئبق. فن. أو 101.3 كيلو باسكال؛ تي 0 = 273 ك (0 0 ج)

8. التقييم المستقل للقيمة الجزيئية الجماهير م يمكن القيام به باستخدام ما يسمى معادلات الغاز المثالي للحالة أو معادلات كلابيرون مندلييف :

الكهروضوئية = (م / م) * RT = vRT.(1.1)

أين ص -ضغط الغاز في نظام مغلق V- حجم النظام، ت -كتلة غازية, ت -درجة الحرارة المطلقة، ص-ثابت الغاز العالمي

لاحظ أن قيمة الثابت ريمكن الحصول عليها عن طريق استبدال القيم التي تميز مول واحد من الغاز في الظروف العادية في المعادلة (1.1):

ص = (ع V)/(T)=(101.325 كيلو باسكال 22.4ل)/(1 مول 273 ك) = 8.31 جول/مول.ك)

أمثلة على حل المشكلات

مثال 1.جلب حجم الغاز إلى الظروف الطبيعية.

ما الحجم (الرقم) الذي سيشغله 0.4×10 -3 م 3 من الغاز الموجود عند درجة حرارة 50 درجة مئوية وضغط قدره 0.954×10 5 باسكال؟

حل.لإرجاع حجم الغاز إلى الظروف الطبيعية، استخدم صيغة عامة تجمع بين قوانين Boyle-Mariotte وGay-Lussac:

الكهروضوئية/T = ص 0 V 0 /T 0 .

حجم الغاز (ns) يساوي حيث T 0 = 273 K؛ ع 0 = 1.013 × 10 5 باسكال؛ تي = 273 + 50 = 323 ك؛

م 3 = 0.32 × 10 -3 م3.

عند (القاعدة) يشغل الغاز حجمًا يساوي 0.32×10 -3 م 3 .

مثال 2.حساب الكثافة النسبية للغاز من وزنه الجزيئي.

احسب كثافة الإيثان C 2 H 6 بناءً على الهيدروجين والهواء.

حل.يستنتج من قانون أفوجادرو أن الكثافة النسبية لغاز إلى آخر تساوي نسبة الكتل الجزيئية ( م ح) من هذه الغازات، أي. د=م1 /م2. لو م 1 C2H6 = 30، م 2 H2 = 2، متوسط ​​الوزن الجزيئي للهواء هو 29، ثم الكثافة النسبية للإيثان بالنسبة للهيدروجين د ح2 = 30/2 =15.

الكثافة النسبية للإيثان في الهواء: د الهواء= 30/29 = 1.03 أي الإيثان أثقل 15 مرة من الهيدروجين وأثقل 1.03 مرة من الهواء.

مثال 3.تحديد متوسط ​​الوزن الجزيئي لخليط من الغازات بالكثافة النسبية.

احسب متوسط ​​الوزن الجزيئي لخليط من الغازات يتكون من 80% ميثان و20% أكسجين (من حيث الحجم)، باستخدام الكثافة النسبية لهذه الغازات بالنسبة للهيدروجين.

حل.في كثير من الأحيان يتم إجراء الحسابات وفقا لقاعدة الخلط، التي تنص على أن نسبة أحجام الغازات في خليط الغاز ثنائي المكون تتناسب عكسيا مع الفروق بين كثافة الخليط وكثافات الغازات التي يتكون منها هذا الخليط . دعونا نشير إلى الكثافة النسبية لخليط الغاز بالنسبة للهيدروجين بواسطة د H2. ستكون أكبر من كثافة الميثان، ولكنها أقل من كثافة الأكسجين:

80دح2 – 640 = 320 – 20 د H2؛ دح2 = 9.6.

كثافة الهيدروجين لهذا الخليط من الغازات هي 9.6. متوسط ​​الوزن الجزيئي لخليط الغاز مح2 = 2 دح2 = 9.6×2 = 19.2.

مثال 4.حساب الكتلة المولية للغاز.

كتلة 0.327×10 -3 م3 غاز عند 13 درجة مئوية وضغط 1.040×10 5 باسكال تساوي 0.828×10 -3 كجم. احسب الكتلة المولية للغاز.

حل.يمكن حساب الكتلة المولية للغاز باستخدام معادلة مندليف-كلابيرون:

أين م– كتلة الغاز م- الكتلة المولية للغاز؛ ر- ثابت الغاز المولي (العالمي)، والذي يتم تحديد قيمته من خلال وحدات القياس المقبولة.

إذا تم قياس الضغط بالباسكال والحجم بالمتر المكعب، إذن ر=8.3144×10 3 جول/(كمول×ك).

3.1. عند إجراء قياسات الهواء الجوي، وهواء منطقة العمل، وكذلك الانبعاثات الصناعية والهيدروكربونات في خطوط الغاز، هناك مشكلة في جلب أحجام الهواء المقاسة إلى الظروف العادية (القياسية). في كثير من الأحيان، من الناحية العملية، عند إجراء قياسات جودة الهواء، لا تتم إعادة حساب التركيزات المقاسة إلى الظروف العادية، مما يؤدي إلى نتائج غير موثوقة.

هنا مقتطف من المعيار:

"تؤدي القياسات إلى شروط قياسية باستخدام الصيغة التالية:

ج 0 = ج 1 * ف 0 تي 1 / ف 1 تي 0

حيث: C 0 - النتيجة معبر عنها بوحدات الكتلة لكل وحدة حجم الهواء كجم / متر مكعب. م، أو كمية المادة لكل وحدة حجم من الهواء، مول/مكعب. م، عند درجة الحرارة والضغط القياسيين؛

ج1 - النتيجة معبر عنها بوحدات الكتلة لكل وحدة حجم هواء كجم / متر مكعب. م، أو كمية المادة لكل وحدة حجم

الهواء، مول/مكعب. م، عند درجة الحرارة T 1، K، والضغط P 1، كيلو باسكال.

صيغة التخفيض إلى الظروف العادية بشكل مبسط لها الشكل (2)

C 1 = C 0 * f، حيث f = P 1 T 0 / P 0 T 1

عامل التحويل القياسي للتطبيع. يتم قياس معلمات الهواء والشوائب عند قيم مختلفة من درجة الحرارة والضغط والرطوبة. توفر النتائج شروطًا قياسية لمقارنة معايير جودة الهواء المقاسة في مواقع مختلفة ومناخات مختلفة.

3.2 الظروف الطبيعية للصناعة

الظروف الطبيعية هي الظروف الفيزيائية القياسية التي ترتبط بها عادةً خصائص المواد (درجة الحرارة والضغط القياسيان، STP). يتم تعريف الظروف الطبيعية من قبل IUPAC (الاتحاد الدولي للكيمياء العملية والتطبيقية) على النحو التالي: الضغط الجوي 101325 باسكال = 760 ملم زئبق درجة حرارة الهواء 273.15 كلفن = 0 درجة مئوية.

الشروط القياسية (درجة الحرارة والضغط المحيطين القياسيين، SATP) هي درجة الحرارة والضغط المحيطين الطبيعيين: الضغط 1 بار = 10 5 باسكال = 750.06 مم T. Art.; درجة الحرارة 298.15 ك = 25 درجة مئوية.

مجالات أخرى.

قياسات جودة الهواء.

تؤدي نتائج قياس تركيزات المواد الضارة في هواء منطقة العمل إلى الظروف التالية: درجة الحرارة 293 كلفن (20 درجة مئوية) والضغط 101.3 كيلو باسكال (760 ملم زئبق).

يجب قياس المعلمات الديناميكية الهوائية لانبعاثات الملوثات وفقًا للمعايير الحكومية الحالية. يجب تقليل أحجام غازات العادم التي تم الحصول عليها من نتائج القياسات الآلية إلى الظروف العادية (القاعدة): 0 درجة مئوية، 101.3 كيلو باسكال..

الطيران.

تحدد منظمة الطيران المدني الدولي (ICAO) الغلاف الجوي القياسي الدولي (ISA) بأنه مستوى سطح البحر بدرجة حرارة 15 درجة مئوية، وضغط جوي 101325 باسكال، ورطوبة نسبية 0%. يتم استخدام هذه المعلمات عند حساب حركة الطائرات.

صناعة الغاز.

تستخدم صناعة الغاز في الاتحاد الروسي، عند إجراء المدفوعات للمستهلكين، الظروف الجوية وفقًا لـ GOST 2939-63: درجة الحرارة 20 درجة مئوية (293.15 كلفن)؛ الضغط 760 ملم زئبق. فن. (101325 نيوتن/م²)؛ الرطوبة هي 0. وبالتالي، فإن كتلة المتر المكعب من الغاز وفقًا لـ GOST 2939-63 أقل قليلاً مما كانت عليه في الظروف العادية "الكيميائية".

الاختبارات

لاختبار الآلات والأدوات والمنتجات التقنية الأخرى، يتم أخذ ما يلي كقيم طبيعية للعوامل المناخية عند اختبار المنتجات (ظروف الاختبار المناخية العادية):

درجة الحرارة - زائد 25 درجة ± 10 درجة مئوية؛ الرطوبة النسبية – 45-80%

الضغط الجوي 84-106 كيلو باسكال (630-800 ملم زئبق)

التحقق من أدوات القياس

يتم تحديد القيم الاسمية للكميات المؤثرة العادية الأكثر شيوعًا على النحو التالي: درجة الحرارة - 293 كلفن (20 درجة مئوية)، الضغط الجوي - 101.3 كيلو باسكال (760 ملم زئبق).

تقنين

تشير المبادئ التوجيهية المتعلقة بوضع معايير جودة الهواء إلى أن الحد الأقصى للتركيزات المسموح بها في الهواء الجوي يتم تحديدها في ظل الظروف الداخلية العادية، أي في الهواء الطلق. 20 ج و 760 ملم. غ. فن.

حيث m الكتلة، M الكتلة المولية، V الحجم.

4. قانون أفوجادرو.أنشأها الفيزيائي الإيطالي أفوجادرو عام 1811. تحتوي الحجوم المتطابقة لأي غاز، عند نفس درجة الحرارة ونفس الضغط، على نفس عدد الجزيئات.

وهكذا يمكننا صياغة مفهوم كمية المادة: 1 مول من المادة يحتوي على عدد من الجسيمات يساوي 6.02 * 10 23 (يسمى ثابت أفوجادرو)

والنتيجة من هذا القانون هي أن في الظروف العادية (P 0 = 101.3 كيلو باسكال و T 0 = 298 K)، يشغل 1 مول من أي غاز حجمًا يساوي 22.4 لترًا.

5. قانون بويل ماريوت

عند درجة حرارة ثابتة، يتناسب حجم كمية معينة من الغاز عكسيا مع الضغط الذي يقع تحته:

6. قانون جاي لوساك

عند ضغط ثابت، يتناسب التغير في حجم الغاز بشكل مباشر مع درجة الحرارة:

V/T = ثابت.

7. يمكن التعبير عن العلاقة بين حجم الغاز والضغط ودرجة الحرارة قانون بويل-ماريوت وقانون جاي-لوساك المشترك،والذي يستخدم لتحويل أحجام الغاز من حالة إلى أخرى:

P 0 , V 0 , T 0 - ضغط الحجم ودرجة الحرارة في الظروف العادية: P 0 = 760 ملم زئبق. فن. أو 101.3 كيلو باسكال؛ تي 0 = 273 ك (0 0 ج)

8. التقييم المستقل للقيمة الجزيئية الجماهير م يمكن القيام به باستخدام ما يسمى معادلات الغاز المثالي للحالة أو معادلات كلابيرون مندلييف :

الكهروضوئية = (م / م) * RT = vRT.(1.1)

أين ص -ضغط الغاز في نظام مغلق V- حجم النظام، ت -كتلة غازية, ت -درجة الحرارة المطلقة، ص-ثابت الغاز العالمي

لاحظ أن قيمة الثابت ريمكن الحصول عليها عن طريق استبدال القيم التي تميز مول واحد من الغاز في الظروف العادية في المعادلة (1.1):

ص = (ع V)/(T)=(101.325 كيلو باسكال 22.4ل)/(1 مول 273 ك) = 8.31 جول/مول.ك)

أمثلة على حل المشكلات

مثال 1.جلب حجم الغاز إلى الظروف الطبيعية.



ما الحجم (الرقم) الذي سيشغله 0.4×10 -3 م 3 من الغاز الموجود عند درجة حرارة 50 درجة مئوية وضغط قدره 0.954×10 5 باسكال؟

حل.لإرجاع حجم الغاز إلى الظروف الطبيعية، استخدم صيغة عامة تجمع بين قوانين Boyle-Mariotte وGay-Lussac:

الكهروضوئية/T = ص 0 V 0 /T 0 .

حجم الغاز (ns) يساوي حيث T 0 = 273 K؛ ع 0 = 1.013 × 10 5 باسكال؛ تي = 273 + 50 = 323 ك؛

م 3 = 0.32 × 10 -3 م3.

عند (القاعدة) يشغل الغاز حجمًا يساوي 0.32×10 -3 م 3 .

مثال 2.حساب الكثافة النسبية للغاز من وزنه الجزيئي.

احسب كثافة الإيثان C 2 H 6 بناءً على الهيدروجين والهواء.

حل.يستنتج من قانون أفوجادرو أن الكثافة النسبية لغاز إلى آخر تساوي نسبة الكتل الجزيئية ( م ح) من هذه الغازات، أي. د=م1 /م2. لو م 1 C2H6 = 30، م 2 H2 = 2، متوسط ​​الوزن الجزيئي للهواء هو 29، ثم الكثافة النسبية للإيثان بالنسبة للهيدروجين د ح2 = 30/2 =15.

الكثافة النسبية للإيثان في الهواء: د الهواء= 30/29 = 1.03 أي الإيثان أثقل 15 مرة من الهيدروجين وأثقل 1.03 مرة من الهواء.

مثال 3.تحديد متوسط ​​الوزن الجزيئي لخليط من الغازات بالكثافة النسبية.

احسب متوسط ​​الوزن الجزيئي لخليط من الغازات يتكون من 80% ميثان و20% أكسجين (من حيث الحجم)، باستخدام الكثافة النسبية لهذه الغازات بالنسبة للهيدروجين.

حل.في كثير من الأحيان يتم إجراء الحسابات وفقا لقاعدة الخلط، التي تنص على أن نسبة أحجام الغازات في خليط الغاز ثنائي المكون تتناسب عكسيا مع الفروق بين كثافة الخليط وكثافات الغازات التي يتكون منها هذا الخليط . دعونا نشير إلى الكثافة النسبية لخليط الغاز بالنسبة للهيدروجين بواسطة د H2. ستكون أكبر من كثافة الميثان، ولكنها أقل من كثافة الأكسجين:

80دح2 – 640 = 320 – 20 د H2؛ دح2 = 9.6.

كثافة الهيدروجين لهذا الخليط من الغازات هي 9.6. متوسط ​​الوزن الجزيئي لخليط الغاز مح2 = 2 دح2 = 9.6×2 = 19.2.

مثال 4.حساب الكتلة المولية للغاز.

كتلة 0.327×10 -3 م3 غاز عند 13 درجة مئوية وضغط 1.040×10 5 باسكال تساوي 0.828×10 -3 كجم. احسب الكتلة المولية للغاز.

حل.يمكن حساب الكتلة المولية للغاز باستخدام معادلة مندليف-كلابيرون:

أين م– كتلة الغاز م- الكتلة المولية للغاز؛ ر- ثابت الغاز المولي (العالمي)، والذي يتم تحديد قيمته من خلال وحدات القياس المقبولة.

إذا تم قياس الضغط بالباسكال والحجم بالمتر المكعب، إذن ر=8.3144×10 3 جول/(كمول×ك).