Задачі на молярний об’єм газів
Закон Авогадро
При однаковій температурі і тиску однакові обсяги будь-яких газів містять однакову кількість молекул
Якщо V1 = V2; T1 = T2; P1 = P2, то N1 = N2
З закону Авогадро, наприклад, випливає, що за однакових умов в 1 літрі водню і в 1 літрі кисню міститься однакова кількість молекул, хоча їх розміри сильно відрізняються.
Перше слідство із закону Авогадро
За однакових умов 1 моль будь-якого газу займає один і той же обсяг
Якщо N1 = N2; T1 = T2; P1 = P2, то V1 = V2
Об’єм, який займає 1 моль будь-якого газу за нормальних умов (н.у.), дорівнює 22,4 літра і називається молярним об’ємом газу (Vm)
Vm=V/ν (м3/моль)
Що називають нормальними умовами (н.у.):
- нормальна температура = 0°C або 273 К;
- нормальний тиск = 1 атм чи 760 мм рт.ст. або 101,3 кПа
З першого слідства закону Авогадро випливає, що, наприклад, 1 моль водню (2 г) і 1 моль кисню (32 г) займають один і той самий об’єм, що дорівнює 22,4 літра при н.у.
Знаючи Vm, можна знайти об’єм будь-якої кількості (ν) і будь-якої маси (m) газу:
V=Vm·ν V=Vm·(m/M)
Типова задача 1: Який обсяг за н.у. займає 10 моль газу?
V=Vm·ν=22,4·10=224 (л/моль)
Типова задача 2: Який обсяг за н.у. займає 16 г кисню?
V(O2)=Vm·(m/M) Mr(O2)=32; M(O2)=32 г/моль V(O2)=22,4·(16/32)=11,2 л
Друге слідство із закону Авогадро
Відносна щільність одного газу по іншому газу дорівнює відношенню їх молярних або відносних молекулярних мас
DY(X) = M(X)/M(Y) = Mr(X)/MrY
Знаючи щільність газу (ρ=m/V) при н.у., можна обчислити молярну масу цього газу: M=22,4·ρ
Щільністю (D) одного газу по другому газу називають відношення маси певного обсягу першого газу до маси аналогічного обсягу другого газу, взятого за однакових умов
Типове завдання 3: Визначити відносну щільність вуглекислого газу воднем і повітрям.
Dводень(CO2) = Mr(CO2)/Mr(H2) = 44/2 = 22 Dповітря = 44/29 = 1,5
Закон об’ємних відносин
При однакових умовах відношення об’ємів газів (а також об’єми газоподібних продуктів), які вступають у реакцію, співвідносяться, як невеликі цілі числа, коефіцієнти в рівняннях реакцій показують числа об’ємів реагованих і утворених газів
- один об’єм водню і один об’єм хлору дають два об’єми хлористого водню: H2+Cl2=2HCl
- два об’єми водню і один об’єм кисню дають два об’єми водяної пари: 2H2+O2=2H2O