Знаємо, розуміємо
1. Що розуміють під молярним об’ємом газів? Об’єм 1 моль будь-якого газу речовини дістав назву молярного об’єму, що позначається Vm. Які умови дістали назву нормальних? Температура 00С і тиск 101,3 кПа дістали назву нормальні умови. Скорочено позначають (н.у.).
2. Дослідіть за малюнком 38, який об’єм займають різні гази (н.у.) кількістю речовини 1 моль. Отримані значення близькі до 22,4 л.
3. Дослідіть за малюнком 38, який об’єм займає 1 моль будь-якої газоподібної речовини за нормальних умов. 22,4 л.
Застосовуємо
Вправа 81. Обчисліть молярний об’єм водню за нормальних умов, якщо його густина дорівнює 0,089285 г/л.
Відомо: ρ(Н2)=0,089285 г/л. Знайти: Vm-?
Розв'язування:
Обчислюємо за формулою Vm=M/ρ, де M=Mr г/моль.
Mr(H2)=2•Ar(H)=2•1=2, M(H2)=2 г/моль.
Vm=M(Н2)/ρ(Н2)=2 г/моль : 0,089285 г/л =22,4 л/моль.
Відповідь: молярний об'єм водню за н.у. дорівнює 22,4 л/моль.
Вправа 82. Яка кількість речовини кисню, виміряного за нормальних умов, міститься в посудині об’ємом 56 л?
Відомо: V(О2)=56 л. Знайти: v(O2)-?
Розв'язування:
І спосіб
Кількість речовини обчислюємо за формулою v=V/Vm, де Vm – постійна величина і за н.у. дорівнює 22,4 л/моль.
v(О2)=V(O2)/Vm=56 л : 22,4 л/моль=2,5 моль.
ІІ спосіб
Складаємо пропорцію та розв’язуємо її.
Об’єм 22,4 л за н.у. займає 1 моль кисню, тоді
об’єм 56 л за н.у. займуть х моль кисню.
22,4 л / 56 л,=1 моль / х моль, звідси
х моль • 22,4 л = 1 моль • 56 л
х = (1 моль • 56 л) : 22,4 л
х = 2,5 моль
Відповідь: в посудині об'ємом 56 л міститься кисень кількістю речовини 2,5 моль.
Вправа 83. Який об’єм за нормальних умов займає порція вуглекислого газу масою 88 г?
Відомо: m(CО2)=88 г. Знайти: V(CО2)-?
Розв’язування:
І спосіб
Кількість речовини обчислюємо за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(СО2)=Ar(C)+2•Ar(O)=12+2•16=44, M(CO2)=44 г/моль.
v(СО2)=m(CO2)/M(CO2)=88 г : 44 г/моль=2 моль.
З формули v=V/Vm, де Vm – постійна величина і за н.у. дорівнює
22,4 л/моль, знаходимо об'єм V=v•Vm
V(CO2)=v(CO2)•Vm=2 моль • 22,4 л/моль=44,8 л
ІІ спосіб
Кількість речовини обчислюємо за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(CO2)=Ar(C)+2•Ar(O)=12+2•16=44, M(CO2)=44 г/моль.
v(СO2)=m(CO2)/M(CO2)=88 г : 44 г/моль=2 моль.
Для знаходження об'єму складаємо пропорцію і розв’язуємо її.
1 моль вуглекислого газу за н.у. займає об’єм 22,4 л, тоді
2 моль вуглекислого газу за н.у. займуть об’єм х л.
1 моль / 2 моль = 22,4 л / х л, звідси
х л • 1 моль = 22,4 л • 2 моль
х = (22,4 л • 2 моль):1 моль
х = 44,8 л
Відповідь: порція вуглекислого газу масою 88 г займає об'єм 44,8 л.
Вправа 84. Який об’єм (н.у.) займає порція азоту, що містить 24,08•1023 атомів?
Відомо: N(N)=24,08•1023 атомів. Знайти: V(N2)-?
Розв'язування:
І спосіб
Кількіcть речовини структурних частинок (атомів) обчислюємо за формулою v=N/NA, де NA- стала Авогадро і дорівнює 6,02•1023моль-1.
v(N)=N(N)/NA=24,08•1023 : 6,02•1023 моль-1=4 моль
Молекула азоту містить 2 атоми Нітрогену, тому в 1 моль азоту міститься 2 моль атомів Нітрогену, а 4 моль атомів Нітрогену міститься у кількості речовини азоту, що містить удвічі меншу кількість речовини атомів Нітрогену:
v(N2)=v(N):2=4 моль:2 = 2 моль.
З формули v=V/Vm, де Vm – постійна величина і за н.у. дорівнює
22,4 л/моль, знаходимо об'єм V=v•Vm
V(N2)=v(N2)•Vm=2 моль • 22,4 л/моль=44,8 л
ІІ спосіб
Молекула азоту N2 містить два атоми Нітрогену, тому кількість молекул буде вдвічі меншою, ніж кількість атомів:
N(N2)=N(N):2=24,08•1023 : 2=12,04•1023;
Кількість речовини структурних частинок (молекул) обчислюємо за формулою n=N/NA, де NА - стала Авогадро і чисельно дорівнює 6,02•1023моль-1.
n(N2)=N(N2)/NA=12,04•1023:6,02•1023моль-1= 2 моль.
З формули v=V/Vm, де Vm – постійна величина і за н.у. дорівнює
22,4 л/моль, знаходимо об'єм V=v•Vm
V(N2)=v(N2)•Vm=2 моль • 22,4 л/моль=44,8 л
Відповідь: 44,8 л.
Вправа 85. Поміркуйте, більший чи менший об’єм займе кисень кількістю речовини 1 моль за температури 400С, ніж за нормальних умов (00С). Більший.