ค้นหาปริมาตรฟันกราม ปริมาตรโมลของสารก๊าซ

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:สร้างแนวคิดเกี่ยวกับปริมาตรก๊าซโมลาร์ มิลลิโมลาร์ และกิโลโมลาร์ และหน่วยการวัด

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:

เกี่ยวกับการศึกษา– รวบรวมสูตรที่เรียนไปแล้วและหาความเชื่อมโยงระหว่างปริมาตรกับมวล ปริมาณของสาร และจำนวนโมเลกุล รวบรวมและจัดระบบความรู้ของผู้เรียน
พัฒนาการ– พัฒนาทักษะและความสามารถในการแก้ปัญหา ความสามารถในการคิดเชิงตรรกะ ขยายขอบเขตของนักเรียน ความคิดสร้างสรรค์ ความสามารถในการทำงานกับวรรณกรรมเพิ่มเติม ความจำระยะยาว ความสนใจในวิชานี้
เกี่ยวกับการศึกษา– เพื่อให้ความรู้แก่บุคคลที่มีวัฒนธรรมระดับสูง เพื่อสร้างความต้องการกิจกรรมการเรียนรู้

ประเภทบทเรียน:บทเรียนรวม.

อุปกรณ์และรีเอเจนต์:ตาราง “ปริมาตรโมลของก๊าซ” ภาพเหมือนของอาโวกาโดร บีกเกอร์ น้ำ ถ้วยตวงที่มีกำมะถัน แคลเซียมออกไซด์ กลูโคส ด้วยปริมาณสาร 1 โมล

แผนการเรียน:

ช่วงเวลาขององค์กร (1 นาที)
แบบทดสอบความรู้แบบสำรวจหน้าผาก (10 นาที)
กรอกตาราง (5 นาที)
คำอธิบายเนื้อหาใหม่ (10 นาที)
การรวมบัญชี (10 นาที)
สรุป (3 นาที)
การบ้าน (1 นาที)

ในระหว่างเรียน

1. ช่วงเวลาขององค์กร

2. การสนทนาส่วนหน้าในประเด็นต่างๆ

มวลของสาร 1 โมลเรียกว่าอะไร?

จะเชื่อมโยงมวลโมลกับปริมาณของสารได้อย่างไร

ตัวเลขของอาโวกาโดรคืออะไร?

ตัวเลขของอาโวกาโดรสัมพันธ์กับปริมาณของสสารอย่างไร

เราจะเชื่อมโยงมวลและจำนวนโมเลกุลของสารได้อย่างไร?

3. กรอกตารางโดยการแก้ปัญหา - นี่คืองานกลุ่ม

สูตรสาร	น้ำหนักกรัม	มวลโมล, กรัม/โมล	ปริมาณสาร โมล	จำนวนโมเลกุล	เลขอาโวกาโดร โมเลกุล/โมล
สังกะสีโอ	?	81 ก./โมล	? ตุ่น	18 10 23 โมเลกุล	6 10 23
มก	5.6ก	56 ก./โมล	? ตุ่น	?	6 10 23
BaCl2	?	? กรัม/โมล	0.5 โมล	3 10 23 โมเลกุล	6 10 23

4. ศึกษาเนื้อหาใหม่

“...เราไม่เพียงต้องการรู้ว่าธรรมชาติทำงานอย่างไร (และปรากฏการณ์ทางธรรมชาติเกิดขึ้นได้อย่างไร) หากเป็นไปได้ หากเป็นไปได้ เพื่อบรรลุเป้าหมาย บางทีอาจเป็นยูโทเปียและรูปลักษณ์ภายนอกที่กล้าหาญ เพื่อค้นหาว่าเหตุใดธรรมชาติจึงเป็นเช่นนี้อย่างแท้จริง เป็นและไม่ใช่อย่างอื่น นักวิทยาศาสตร์พบความพึงพอใจสูงสุดในเรื่องนี้”
Albert Einstein

ดังนั้นเป้าหมายของเราคือการได้รับความพึงพอใจสูงสุดเช่นเดียวกับนักวิทยาศาสตร์ตัวจริง

สาร 1 โมลมีปริมาตรเท่าใด

ปริมาตรฟันกรามขึ้นอยู่กับอะไร?

ปริมาตรโมลของน้ำจะเป็นเท่าใด ถ้า M r = 18 และ ρ = 1 กรัม/มิลลิลิตร

(แน่นอน 18 มล.)

ในการหาปริมาตร คุณใช้สูตรที่ทราบจากฟิสิกส์ ρ = m / V (g/ml, g/cm3, kg/m3)

มาวัดปริมาตรนี้โดยใช้อุปกรณ์วัดกัน มาวัดปริมาตรโมลของแอลกอฮอล์ ซัลเฟอร์ เหล็ก น้ำตาลกัน พวกเขาแตกต่างเพราะว่า... ความหนาแน่นต่างกัน (ตารางความหนาแน่นต่างกัน)

แล้วก๊าซล่ะ? ปรากฎว่ามีก๊าซใดๆ 1 โมลที่สภาวะแวดล้อม (0°C และ 760 มม.ปรอท) มีปริมาตรโมลเท่ากับ 22.4 ลิตร/โมล (แสดงในตาราง) ปริมาตร 1 กิโลเมตรเรียกว่าอะไร? กิโลเมตร มีค่าเท่ากับ 22.4 ม.3/กม. ปริมาตรมิลลิโมล 22.4 มล./โมล

ตัวเลขนี้มาจากไหน?

เป็นไปตามกฎของอโวกาโดร ข้อพิสูจน์จากกฎของอาโวกาโดร: ก๊าซใดๆ 1 โมลในสภาวะแวดล้อม มีปริมาตร 22.4 ลิตร/โมล

ตอนนี้เราจะได้ยินเกี่ยวกับชีวิตของนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลีเพียงเล็กน้อย (รายงานชีวิตของอาโวกาโดร)

ตอนนี้เรามาดูการพึ่งพาค่าของตัวบ่งชี้ต่างๆ:

สูตรสาร	สภาพร่างกาย (เลขที่)	น้ำหนักกรัม	ความหนาแน่น กรัม/มิลลิลิตร	ปริมาตรส่วน 1 โมล l	ปริมาณสาร โมล	ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรและปริมาณของสาร
โซเดียมคลอไรด์	แข็ง	58,5	2160	0,027	1	0,027
น้ำ	ของเหลว	18	1000	0,018	1	0,18
O2	แก๊ส	32	1,43	22,4	1	22,4
เอช 2	แก๊ส	2	0,09	22,4	1	22,4
คาร์บอนไดออกไซด์	แก๊ส	44	1,96	22,4	1	22,4
ดังนั้น 2	แก๊ส	64	2,86	22,4	1	22,4

จากการเปรียบเทียบข้อมูลที่ได้รับ ให้สรุป (ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรและปริมาณของสารสำหรับสารก๊าซทั้งหมด (ที่สภาวะมาตรฐาน) จะแสดงด้วยค่าเดียวกันซึ่งเรียกว่าปริมาตรโมล)

โดยกำหนดให้เป็น V m และวัดเป็น l/mol เป็นต้น ขอให้เราได้สูตรในการหาปริมาตรโมล

วิม = วี/โวลต์ จากที่นี่ คุณจะพบปริมาณของสารและปริมาตรของก๊าซ ทีนี้มาจำสูตรที่ศึกษาก่อนหน้านี้กัน เป็นไปได้ไหมที่จะรวมเข้าด้วยกัน? คุณสามารถรับสูตรสากลสำหรับการคำนวณได้

ม./ม = วี/วี ม. ;

วี/วี ม. = ไม่มี/นา

5. ตอนนี้เรามารวบรวมความรู้ที่ได้รับด้วยความช่วยเหลือของการคำนวณทางจิต เพื่อให้ความรู้ผ่านทักษะถูกนำไปใช้โดยอัตโนมัติ กล่าวคือ จะกลายเป็นทักษะ

คุณจะได้รับคะแนนสำหรับคำตอบที่ถูกต้อง และคุณจะได้รับเกรดตามจำนวนคะแนน

สูตรของไฮโดรเจนคืออะไร?
น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของมันคืออะไร?
มวลโมลของมันคืออะไร?
แต่ละกรณีจะมีไฮโดรเจนกี่โมเลกุล?
พวกเขาจะครอบครองปริมาตรเท่าใดในสภาวะปกติ? 3 ก. H2?
โมเลกุลไฮโดรเจน 12 10 23 จะมีน้ำหนักเท่าใด?
โมเลกุลเหล่านี้จะครอบครองปริมาตรเท่าใดในแต่ละกรณี?

ตอนนี้เรามาแก้ไขปัญหาเป็นกลุ่ม

ภารกิจที่ 1

ตัวอย่าง: 0.2 mol N 2 มีปริมาตรเท่าใดที่ระดับศูนย์

5 โมล O 2 มีปริมาตรเท่าใดที่ระดับพื้นดิน?
H 2 2.5 โมลมีปริมาตรเท่าใดที่ระดับพื้นดิน

ภารกิจที่ 2

ตัวอย่าง: สารไฮโดรเจนที่มีปริมาตร 33.6 ลิตรที่ระดับพื้นดินมีปริมาณเท่าใด

ปัญหาที่ต้องแก้ไขอย่างอิสระ

แก้ไขปัญหาตามตัวอย่างที่ให้ไว้:

สารที่มีปริมาณออกซิเจน 0.224 ลิตร ที่สภาวะแวดล้อมมีปริมาณเท่าใด
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มีปริมาณเท่าใดโดยมีปริมาตร 4.48 ลิตรที่ระดับพื้นดิน

ภารกิจที่ 3

ตัวอย่าง: ก๊าซ CO 56 กรัมจะมีปริมาตรเท่าใดในสภาวะมาตรฐาน

ปัญหาที่ต้องแก้ไขอย่างอิสระ

แก้ไขปัญหาตามตัวอย่างที่ให้ไว้:

ก๊าซ O 2 8 กรัมจะมีปริมาตรเท่าใดในสภาพแวดล้อมโดยรอบ
ก๊าซ SO 2 64 กรัมจะมีปริมาตรเท่าใดที่ระดับศูนย์

ภารกิจที่ 4

ตัวอย่าง: ปริมาตรใดมีไฮโดรเจน H 2 จำนวน 3·10 23 โมเลกุลที่ระดับศูนย์

ปัญหาที่ต้องแก้ไขอย่างอิสระ

แก้ไขปัญหาตามตัวอย่างที่ให้ไว้:

ปริมาตรใดมีไฮโดรเจน CO 2 12.04 · 10 23 โมเลกุลที่สภาวะมาตรฐาน
ปริมาตรใดมีไฮโดรเจน O 2 3.01·10 23 โมเลกุลที่สภาวะมาตรฐาน

ควรให้แนวคิดเกี่ยวกับความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซบนพื้นฐานของความรู้เกี่ยวกับความหนาแน่นของร่างกาย: D = ρ 1 /ρ 2 โดยที่ ρ 1 คือความหนาแน่นของก๊าซแรก ρ 2 คือความหนาแน่นของ ก๊าซที่สอง คุณรู้สูตร ρ = m/V แทนที่ m ในสูตรนี้ด้วย M และ V ด้วย V m เราจะได้ ρ = M/V m จากนั้นสามารถแสดงความหนาแน่นสัมพัทธ์ได้โดยใช้ทางด้านขวาของสูตรสุดท้าย:

ง = ρ 1 /ρ 2 = ม 1 / ม 2

สรุป: ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซเป็นตัวเลขที่แสดงว่ามวลโมลาร์ของก๊าซหนึ่งมากกว่ามวลโมลาร์ของก๊าซอีกชนิดหนึ่งเป็นจำนวนเท่าใด

ตัวอย่างเช่น กำหนดความหนาแน่นสัมพัทธ์ของออกซิเจนเมื่อเปรียบเทียบกับอากาศและไฮโดรเจน

6. สรุป.

แก้ไขปัญหาเพื่อรวมกลุ่ม:

ค้นหามวล (un.s.): a) 6 ลิตร โอ 3; ข) 14 ลิตร แก๊ส H 2 S?

ปริมาตรของไฮโดรเจนในสภาวะแวดล้อมเป็นเท่าใด? เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างโซเดียม 0.23 กรัมกับน้ำ?

ถ้าก๊าซมีมวลโมลเป็นเท่าใด ถ้า 1 ลิตร มีมวล 3.17 กรัมหรือเปล่า? (คำใบ้! m = ρ V)

ปริมาตรของกรัม-โมเลกุลของก๊าซ เช่นเดียวกับมวลของกรัม-โมเลกุล คือหน่วยวัดอนุพันธ์และแสดงเป็นอัตราส่วนของหน่วยปริมาตร - ลิตรหรือมิลลิลิตรต่อโมล ดังนั้น มิติของปริมาตรกรัม-โมเลกุลจึงเท่ากับ l/mol หรือ ml/mol เนื่องจากปริมาตรของก๊าซขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน ปริมาตรกรัม-โมเลกุลของก๊าซจึงแปรผันไปขึ้นอยู่กับสภาวะ แต่เนื่องจากแกรมโมเลกุลของสารทั้งหมดมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน ดังนั้น แกรมโมเลกุลของสารทั้งหมดภายใต้ เงื่อนไขเดียวกันจะมีปริมาตรเท่ากัน ภายใต้สภาวะปกติ = 22.4 ลิตร/โมล หรือ 22,400 มล./โมล การแปลงปริมาตรกรัม-โมเลกุลของก๊าซภายใต้สภาวะปกติให้เป็นปริมาตรภายใต้สภาวะการผลิตที่กำหนด คำนวณตามสมการ: J-t-tr โดยที่ Vo คือปริมาตรกรัม-โมเลกุลของก๊าซภายใต้สภาวะปกติ Umol คือปริมาตรกรัม-โมเลกุลของก๊าซที่ต้องการ ตัวอย่าง. คำนวณปริมาตรกรัม-โมเลกุลของก๊าซที่ 720 มิลลิเมตรปรอท ศิลปะ. และ 87°C สารละลาย. การคำนวณที่สำคัญที่สุดที่เกี่ยวข้องกับปริมาตรกรัม-โมเลกุลของก๊าซ ก) การแปลงปริมาตรของก๊าซเป็นจำนวนโมลและจำนวนโมลเป็นปริมาตรของก๊าซ ตัวอย่างที่ 1 คำนวณจำนวนโมลที่มีอยู่ในก๊าซ 500 ลิตรภายใต้สภาวะปกติ สารละลาย. ตัวอย่างที่ 2 คำนวณปริมาตรของก๊าซ 3 โมลที่ 27*C 780 มม. ปรอท ศิลปะ. สารละลาย. เราคำนวณปริมาตรกรัม - โมเลกุลของก๊าซภายใต้เงื่อนไขที่ระบุ: V - ™ ** RP st - 22.เอลิตร/โมล 300 deg = 94 p. --273 vrad 780 mm Hg.ap.--24"° คำนวณปริมาตร 3 โมล กรัม ปริมาตรโมเลกุลของแก๊ส V = 24.0 ลิตร/โมล 3 โมล = 72 ลิตร b) การแปลงมวลของแก๊ส ปริมาตรและปริมาตรของก๊าซโดยมวล ในกรณีแรก ขั้นแรกให้คำนวณจำนวนโมลของก๊าซจากมวลของมัน แล้วคำนวณปริมาตรของก๊าซจากจำนวนโมลที่พบ ในกรณีที่สอง ขั้นแรกให้คำนวณจำนวนโมลของก๊าซจากปริมาตรของมัน จากนั้นคำนวณมวลของก๊าซจากจำนวนโมลที่พบ ตัวอย่างที่ 1 คำนวณว่าจะครอบครองคาร์บอนไดออกไซด์ 5.5 กรัม CO* ในปริมาณเท่าใด (ที่ศูนย์) วิธีแก้ไข |icoe ■= 44 g/mol V = 22.4 l/mol 0.125 mol 2.80 l ตัวอย่างที่ 2. คำนวณมวลของ CO2 คาร์บอนมอนอกไซด์ 800 มล. (ที่ศูนย์) สารละลาย. |*co => 28 g/mol m « 28 g/lnm 0.036 ไม่ได้* =» 1.000 g ถ้ามวลของก๊าซไม่ได้แสดงเป็นกรัม แต่เป็นกิโลกรัมหรือตัน และปริมาตรของก๊าซไม่ได้แสดงเป็นลิตรหรือมิลลิลิตร แต่ในหน่วยลูกบาศก์เมตร ดังนั้นการคำนวณเหล่านี้จึงเป็นไปได้สองเท่า: แบ่งหน่วยวัดที่สูงกว่าออกเป็นหน่วยที่ต่ำกว่า หรือคำนวณ ae ด้วยโมล และด้วยหน่วยกิโลกรัม-โมเลกุล หรือตัน-โมเลกุล โดยใช้อัตราส่วนต่อไปนี้: ภายใต้ปกติ สภาวะ 1 กิโลกรัม-โมเลกุล-22,400 ลิตร/กิโลเมตร 1 ตันโมเลกุล - 22,400 เมตร*/ตันโมล ขนาด: กิโลกรัม-โมเลกุล - kg/kmol, ตัน-โมเลกุล - t/tmol ตัวอย่างที่ 1 คำนวณปริมาตรออกซิเจน 8.2 ตัน สารละลาย. 1 ตัน-โมเลกุล Oa » 32 t/tmol เราค้นหาจำนวนโมเลกุลออกซิเจนตันที่มีอยู่ในออกซิเจน 8.2 ตัน: 32 ตัน/ตัน ** 0.1 เราคำนวณปริมาตรของออกซิเจน: Uo, = 22,400 m*/tmol 0.1 t/mol = 2240 l" ตัวอย่างที่ 2 คำนวณ มวลแอมโมเนีย 1,000 -k* (ที่สภาวะมาตรฐาน) สารละลาย. เราคำนวณจำนวนตัน-โมเลกุลในปริมาณแอมโมเนียที่ระบุ: "-stag5JT-0.045 t/mol เราคำนวณมวลของแอมโมเนีย: 1 ตัน-โมเลกุล NH, 17 t/mol tyv, = 17 t/mol 0.045 t/ โมล * 0.765 t หลักการคำนวณทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับส่วนผสมของก๊าซคือการคำนวณที่เกี่ยวข้องกับส่วนประกอบแต่ละส่วนจะดำเนินการแยกกันจากนั้นจึงสรุปผลลัพธ์ตัวอย่างที่ 1. คำนวณปริมาตรของส่วนผสมของก๊าซที่ประกอบด้วยไนโตรเจน 140 กรัมและ ไฮโดรเจน 30 กรัมภายใต้สภาวะปกติ สารละลาย คำนวณจำนวนโมลของไนโตรเจนและไฮโดรเจนที่มีอยู่ในส่วนผสม (หมายเลข "= 28 e/mol; cn, = 2 g/mol): 140 £ 30 ใน 28 g/mol W รวม 20 โมล กรัม ปริมาณโมเลกุลของก๊าซ คำนวณปริมาตรของส่วนผสม : บรรจุใน 22"4 AlnoAb 20 โมล « 448 l ตัวอย่างที่ 2. คำนวณมวล 114 ของส่วนผสม (ที่สภาวะมาตรฐาน) ของคาร์บอนมอนอกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์, องค์ประกอบเชิงปริมาตรซึ่งแสดงด้วยอัตราส่วน: /lso: /iso, = 8:3 สารละลาย. เมื่อใช้องค์ประกอบที่ระบุ เราจะค้นหาปริมาตรของก๊าซแต่ละชนิดโดยวิธีการหารตามสัดส่วน หลังจากนั้นเราจะคำนวณจำนวนโมลที่สอดคล้องกัน: t/ II l "8 Q "" 11 J 8 Q Kcoe 8 + 3 8 * Va> "a & + & * VCQM grfc - 0"36 ^- grfc " « 0.134 zhas* กำลังคำนวณ! มวลของก๊าซแต่ละชนิดจากจำนวนโมลที่พบของก๊าซแต่ละตัว 1 "с 28 g/mol; jico. = 44 g/mol moo " 28 e! mol 0.36 mol "South tso. = 44 e/zham" - 0.134 "au> - 5.9 g เมื่อบวกมวลที่พบของส่วนประกอบแต่ละส่วน เราจะพบมวลของส่วนผสม: t^ j = 10 g -f 5.9 g = 15.9 e การคำนวณมวลโมเลกุลของก๊าซโดยปริมาตรกรัม-โมเลกุล ข้างต้น เราพิจารณาวิธีการคำนวณมวลโมเลกุลของก๊าซด้วยความหนาแน่นสัมพัทธ์ ต่อไป เราจะพิจารณาวิธีการคำนวณหาค่า มวลโมเลกุลของก๊าซโดยปริมาตรกรัม-โมเลกุล เมื่อคำนวณ เราพิจารณาจากข้อเท็จจริงที่ว่ามวลและปริมาตรของก๊าซเป็นสัดส่วนโดยตรงต่อกัน ตามมาว่า "ปริมาตรของก๊าซและมวลของมันสัมพันธ์กัน ในลักษณะเดียวกับปริมาตรกรัม-โมเลกุลของก๊าซต่อมวลกรัม-โมเลกุล ซึ่งแสดงในรูปแบบทางคณิตศาสตร์ดังนี้ - น้ำหนักโมเลกุลกรัม ดังนั้น _ Uiol t r? ลองพิจารณาวิธีการคำนวณโดยใช้ตัวอย่างเฉพาะ "ตัวอย่าง มวลของก๊าซ 34$ ju ที่ 740 mmHg, pi และ 21 ° C เท่ากับ 0.604 g จงคำนวณมวลโมเลกุลของก๊าซ สารละลาย. ในการแก้ปัญหา คุณจำเป็นต้องรู้ปริมาตรกรัม-โมเลกุลของก๊าซ ดังนั้นก่อนที่จะดำเนินการคำนวณจำเป็นต้องหยุดที่ปริมาตรก๊าซกรัมโมเลกุลจำนวนหนึ่ง คุณสามารถใช้ปริมาตรกรัม-โมเลกุลมาตรฐานของก๊าซได้ ซึ่งก็คือ 22.4 ลิตร/โมล จากนั้นจะต้องทำให้ปริมาตรของก๊าซที่ระบุในคำชี้แจงปัญหากลับสู่สภาวะปกติ แต่ในทางกลับกัน คุณสามารถคำนวณปริมาตรกรัม-โมเลกุลของก๊าซได้ตามเงื่อนไขที่ระบุในปัญหา ด้วยวิธีการคำนวณแรกจะได้การออกแบบต่อไปนี้: 740 * mHg.. 340 มล. - 273 องศา ^ Q ^ 0 760 มม. ปรอท ศิลปะ. 294 องศา™ 1 ลิตร1 - 22.4 ลิตร/โมล 0.604 นิ้ว _ s, ipya -tn-8 = 44 g, M0AB ด้วยวิธีที่สองเราพบ: V - 22»4 A! mol No. mm Hg ศิลปะ-29A องศา 0A77 l1ylv. ค่า Uiol 273 vrad 740 mmHg. ศิลปะ. ~ R*0** ในทั้งสองกรณี เราคำนวณมวลของโมเลกุลกรัม แต่เนื่องจากโมเลกุลกรัมมีค่าเท่ากับมวลโมเลกุล เราจึงค้นหามวลโมเลกุลได้

P1V1=P2V2 หรือที่เหมือนกัน PV=const (กฎ Boyle-Mariotte) ที่ความดันคงที่ อัตราส่วนของปริมาตรต่ออุณหภูมิจะคงที่: V/T=const (กฎเกย์-ลูสแซก) หากเรากำหนดระดับเสียงแล้ว P/T=const (กฎของชาร์ลส์) การรวมกฎทั้งสามข้อเข้าด้วยกันทำให้เกิดกฎสากลที่ระบุว่า PV/T=const สมการนี้ก่อตั้งโดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส B. Clapeyron ในปี 1834

ค่าคงที่จะถูกกำหนดโดยปริมาณของสารเท่านั้น แก๊ส. ดิ. Mendeleev ได้สมการสำหรับหนึ่งโมลในปี พ.ศ. 2417 ดังนั้น ค่าคงที่สากลจึงเป็นค่า R=8.314 J/(mol∙K) ดังนั้น PV=RT ในกรณีที่มีปริมาณตามใจชอบ แก๊สνPV=νRT. ปริมาณของสารนั้นสามารถหาได้จากมวลถึงมวลโมลาร์: ν=m/M

มวลโมเลกุลเป็นตัวเลขเท่ากับมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ หลังสามารถพบได้จากตารางธาตุโดยระบุไว้ในเซลล์ขององค์ประกอบตามกฎ . น้ำหนักโมเลกุลเท่ากับผลรวมของน้ำหนักโมเลกุลขององค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบ ในกรณีของอะตอมที่มีเวเลนซ์ต่างกัน จำเป็นต้องมีดัชนี บน ที่เมอร์, M(N2O)=14∙2+16=28+16=44 กรัม/โมล

สภาวะปกติของก๊าซ ที่โดยทั่วไปสันนิษฐานว่า P0 = 1 atm = 101.325 kPa อุณหภูมิ T0 = 273.15 K = 0°C ตอนนี้คุณสามารถหาปริมาตรของหนึ่งโมลได้แล้ว แก๊ส ที่ปกติ เงื่อนไข: Vm=RT/P0=8.314∙273.15/101.325=22.413 ลิตร/โมล ค่าตารางนี้คือปริมาตรโมล

ภายใต้สภาวะปกติ เงื่อนไขปริมาณสัมพันธ์กับปริมาตร แก๊สถึงปริมาตรฟันกราม: ν=V/Vm สำหรับพลการ เงื่อนไขคุณต้องใช้สมการ Mendeleev-Clapeyron โดยตรง: ν=PV/RT

ดังนั้นการหาปริมาตร แก๊ส ที่ปกติ เงื่อนไขคุณต้องมีปริมาณสาร (จำนวนโมล) ของสิ่งนี้ แก๊สคูณด้วยปริมาตรโมลเท่ากับ 22.4 ลิตร/โมล เมื่อใช้การดำเนินการย้อนกลับ คุณสามารถค้นหาปริมาณของสารจากปริมาตรที่กำหนดได้

หากต้องการหาปริมาตร 1 โมลของสารในสถานะของแข็งหรือของเหลว ให้หามวลโมลแล้วหารด้วยความหนาแน่น ก๊าซใด ๆ หนึ่งโมลภายใต้สภาวะปกติมีปริมาตร 22.4 ลิตร หากเงื่อนไขเปลี่ยนแปลง ให้คำนวณปริมาตรของหนึ่งโมลโดยใช้สมการคลาเปรอง-เมนเดเลเยฟ

คุณจะต้องการ

ตารางธาตุ Mendeleev ตารางความหนาแน่นของสาร เกจวัดความดัน และเครื่องวัดอุณหภูมิ

คำแนะนำ

การหาปริมาตรของหนึ่งโมลหรือของแข็ง
กำหนดสูตรทางเคมีของของแข็งหรือของเหลวที่คุณกำลังศึกษา จากนั้นใช้ตารางธาตุในการหามวลอะตอมของธาตุต่างๆ ที่รวมอยู่ในสูตร หากมีการรวมไว้ในสูตรมากกว่าหนึ่งครั้ง ให้คูณมวลอะตอมด้วยจำนวนนั้น รวมมวลอะตอมเข้าด้วยกันแล้วหามวลโมเลกุลของสิ่งที่ของแข็งหรือของเหลวทำขึ้นมา จะมีค่าเป็นตัวเลขเท่ากับมวลโมลาร์ที่วัดได้เป็นกรัมต่อโมล

ใช้ตารางความหนาแน่นของสาร ค้นหาค่านี้ของวัสดุของร่างกายหรือของเหลวที่กำลังศึกษา หลังจากนั้น ให้หารมวลโมลาร์ด้วยความหนาแน่นของสาร โดยมีหน่วยเป็น g/cm³ V=M/ρ ผลลัพธ์คือปริมาตร 1 โมลในหน่วย cm³ หากยังไม่ทราบสารดังกล่าว ก็จะไม่สามารถระบุปริมาตรหนึ่งโมลของสารนั้นได้

โดยที่ m คือมวล M คือมวลโมลาร์ V คือปริมาตร

4. กฎของอาโวกาโดรก่อตั้งโดยนักฟิสิกส์ชาวอิตาลี Avogadro ในปี 1811 ก๊าซใดๆ ที่มีปริมาตรเท่ากัน ซึ่งถ่ายที่อุณหภูมิและความดันเท่ากัน จะมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน

ดังนั้นเราจึงสามารถกำหนดแนวคิดเกี่ยวกับปริมาณของสารได้: สาร 1 โมลมีจำนวนอนุภาคเท่ากับ 6.02 * 10 23 (เรียกว่าค่าคงที่ของอโวกาโดร)

ผลที่ตามมาของกฎหมายฉบับนี้ก็คือ ภายใต้สภาวะปกติ (P 0 =101.3 kPa และ T 0 =298 K) ก๊าซใดๆ 1 โมลจะมีปริมาตรเท่ากับ 22.4 ลิตร

5. กฎหมายบอยล์-มาริออตต์

ที่อุณหภูมิคงที่ ปริมาตรของก๊าซในปริมาณที่กำหนดจะแปรผกผันกับความดันที่ก๊าซนั้นตั้งอยู่:

6. กฎของเกย์-ลุสซัก

ที่ความดันคงที่ การเปลี่ยนแปลงของปริมาตรก๊าซจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิ:

V/T = ค่าคงที่

7. สามารถแสดงความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรก๊าซ ความดัน และอุณหภูมิได้ รวมกฎหมาย Boyle-Mariotte และ Gay-Lussacซึ่งใช้ในการแปลงปริมาตรก๊าซจากสภาวะหนึ่งไปอีกสภาวะหนึ่ง:

P 0 , V 0 , T 0 - ความดันปริมาตรและอุณหภูมิภายใต้สภาวะปกติ: P 0 =760 มม. ปรอท ศิลปะ. หรือ 101.3 กิโลปาสคาล; ที 0 =273 เคล (0 0 ค)

8. การประเมินค่าโมเลกุลโดยอิสระ มวลชน ม สามารถทำได้โดยใช้สิ่งที่เรียกว่า สมการก๊าซอุดมคติของรัฐ หรือสมการคลาเปรอง-เมนเดเลเยฟ :

พีวี=(ม./ม.)*RT=vRT(1.1)

ที่ไหน ร -แรงดันแก๊สในระบบปิด วี- ปริมาณของระบบ ที -มวลก๊าซ ที -อุณหภูมิสัมบูรณ์ ร-ค่าคงที่ก๊าซสากล

โปรดทราบว่าค่าคงที่ รสามารถรับได้โดยการแทนที่ค่าที่มีลักษณะเป็นก๊าซหนึ่งโมลที่สภาวะปกติเป็นสมการ (1.1):

ร = (พีวี)/(ที)=(101.325 กิโลปาสคาล 22.4 l)/(1 โมล 273K)=8.31J/mol.K)

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1ทำให้ปริมาตรของก๊าซกลับสู่ภาวะปกติ

ปริมาตรใด (n.s.) จะถูกครอบครองโดยก๊าซ 0.4×10 -3 m 3 ซึ่งอยู่ที่ 50 0 C และความดัน 0.954×10 5 Pa

สารละลาย.ในการทำให้ปริมาตรของก๊าซกลับสู่สภาวะปกติ ให้ใช้สูตรทั่วไปที่รวมกฎของบอยล์-มาริออตต์และเกย์-ลูสแซกเข้าด้วยกัน:

พีวี/ที = พี 0 โวลต์ 0 /ที 0

ปริมาตรของก๊าซ (n.s. ) เท่ากับ โดยที่ T 0 = 273 K; พี 0 = 1.013 × 10 5 ปา; ต = 273 + 50 = 323 เค;

ม 3 = 0.32 × 10 -3 ม. 3

ที่ (บรรทัดฐาน) ก๊าซจะมีปริมาตรเท่ากับ 0.32×10 -3 m 3 .

ตัวอย่างที่ 2การคำนวณความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซจากน้ำหนักโมเลกุล

คำนวณความหนาแน่นของอีเทน C 2 H 6 โดยอาศัยไฮโดรเจนและอากาศ

สารละลาย.จากกฎของอาโวกาโดร ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซหนึ่งต่ออีกก๊าซหนึ่งมีค่าเท่ากับอัตราส่วนของมวลโมเลกุล ( ม) ของก๊าซเหล่านี้ เช่น ด=ม 1 /ม 2. ถ้า ม.1 C2H6 = 30, ม.2 H2 = 2 น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของอากาศคือ 29 ดังนั้นความหนาแน่นสัมพัทธ์ของอีเทนเทียบกับไฮโดรเจนคือ ดี H2 = 30/2 =15.

ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของอีเทนในอากาศ: ดีแอร์= 30/29 = 1.03 เช่น อีเทนหนักกว่าไฮโดรเจน 15 เท่า และหนักกว่าอากาศ 1.03 เท่า

ตัวอย่างที่ 3การหาน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของส่วนผสมของก๊าซด้วยความหนาแน่นสัมพัทธ์

คำนวณน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของส่วนผสมของก๊าซที่ประกอบด้วยมีเทน 80% และออกซิเจน 20% (โดยปริมาตร) โดยใช้ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซเหล่านี้เทียบกับไฮโดรเจน

สารละลาย.บ่อยครั้งที่การคำนวณทำตามกฎการผสมซึ่งระบุว่าอัตราส่วนของปริมาตรของก๊าซในส่วนผสมของก๊าซสององค์ประกอบนั้นแปรผกผันกับความแตกต่างระหว่างความหนาแน่นของส่วนผสมและความหนาแน่นของก๊าซที่ประกอบเป็นส่วนผสมนี้ . ให้เราแสดงความหนาแน่นสัมพัทธ์ของส่วนผสมของก๊าซเทียบกับไฮโดรเจนด้วย ดี H2. มันจะมากกว่าความหนาแน่นของมีเทน แต่น้อยกว่าความหนาแน่นของออกซิเจน:

80ดี H2 – 640 = 320 – 20 ดี H2; ดี H2 = 9.6

ความหนาแน่นไฮโดรเจนของส่วนผสมของก๊าซนี้คือ 9.6 น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของส่วนผสมของก๊าซ ม H2 = 2 ดี H2 = 9.6×2 = 19.2

ตัวอย่างที่ 4การคำนวณมวลโมลของก๊าซ

มวลของก๊าซ 0.327×10 -3 m 3 ที่ 13 0 C และความดัน 1.040×10 5 Pa เท่ากับ 0.828×10 -3 กก. คำนวณมวลโมลของก๊าซ

สารละลาย.มวลโมลาร์ของก๊าซสามารถคำนวณได้โดยใช้สมการ Mendeleev-Clapeyron:

ที่ไหน ม– มวลของก๊าซ ม– มวลโมลของก๊าซ ร– ค่าคงที่ของก๊าซโมลาร์ (สากล) ค่าที่กำหนดโดยหน่วยการวัดที่ยอมรับ

หากวัดความดันเป็น Pa และปริมาตรเป็น m3 แสดงว่า ร=8.3144×10 3 J/(กม.×K)

3.1. เมื่อทำการตรวจวัดอากาศในชั้นบรรยากาศ อากาศในพื้นที่ทำงาน รวมถึงการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทางอุตสาหกรรมและไฮโดรคาร์บอนในท่อก๊าซ มีปัญหาในการทำให้ปริมาตรอากาศที่วัดได้กลับสู่สภาวะปกติ (มาตรฐาน) บ่อยครั้งในทางปฏิบัติ เมื่อทำการตรวจวัดคุณภาพอากาศ ความเข้มข้นที่วัดได้จะไม่ถูกคำนวณใหม่ให้อยู่ในสภาวะปกติ ส่งผลให้ผลลัพธ์ไม่น่าเชื่อถือ

นี่คือข้อความที่ตัดตอนมาจากมาตรฐาน:

“การวัดนำไปสู่สภาวะมาตรฐานโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

C 0 = C 1 * P 0 T 1 / P 1 T 0

โดยที่: C 0 - ผลลัพธ์แสดงเป็นหน่วยมวลต่อหน่วยปริมาตรอากาศ, กิโลกรัม / ลูกบาศก์เมตร m หรือปริมาณของสารต่อหน่วยปริมาตรของอากาศ โมล/ลูกบาศก์ m ที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน

C 1 - ผลลัพธ์แสดงเป็นหน่วยมวลต่อหน่วยปริมาตรอากาศ กิโลกรัม / ลูกบาศก์เมตร m หรือปริมาณของสารต่อหน่วยปริมาตร

อากาศ โมล/ลูกบาศก์ m ที่อุณหภูมิ T 1, K และความดัน P 1, kPa”

สูตรลดสภาวะปกติแบบง่ายมีรูปแบบ (2)

C 1 = C 0 * f โดยที่ f = P 1 T 0 / P 0 T 1

ปัจจัยการแปลงมาตรฐานสำหรับการทำให้เป็นมาตรฐาน พารามิเตอร์ของอากาศและสิ่งสกปรกวัดค่าอุณหภูมิความดันและความชื้นที่แตกต่างกัน ผลลัพธ์จะให้เงื่อนไขมาตรฐานสำหรับการเปรียบเทียบพารามิเตอร์คุณภาพอากาศที่วัดได้ในสถานที่และสภาพอากาศที่แตกต่างกัน

3.2 สภาวะปกติของอุตสาหกรรม

สภาวะปกติคือสภาวะทางกายภาพมาตรฐานซึ่งคุณสมบัติของสารมักจะสัมพันธ์กัน (อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน, STP) สภาวะปกติกำหนดโดย IUPAC (International Union of Practical and Applied Chemistry) ดังนี้ ความดันบรรยากาศ 101325 Pa = 760 mm Hg อุณหภูมิอากาศ 273.15 K = 0° C

สภาวะมาตรฐาน (อุณหภูมิและความดันแวดล้อมมาตรฐาน, SATP) คืออุณหภูมิและความดันโดยรอบปกติ: ความดัน 1 บาร์ = 10 5 Pa = 750.06 มม. T. ศิลปะ; อุณหภูมิ 298.15 เคลวิน = 25 องศาเซลเซียส

พื้นที่อื่นๆ

การตรวจวัดคุณภาพอากาศ

ผลการวัดความเข้มข้นของสารอันตรายในอากาศของพื้นที่ทำงานนำไปสู่สภาวะต่อไปนี้: อุณหภูมิ 293 K (20 ° C) และความดัน 101.3 kPa (760 mm Hg)

พารามิเตอร์แอโรไดนามิกของการปล่อยมลพิษจะต้องวัดตามมาตรฐานของรัฐบาลในปัจจุบัน ปริมาตรของก๊าซไอเสียที่ได้จากผลการตรวจวัดด้วยเครื่องมือจะต้องลดลงให้อยู่ในสภาวะปกติ (บรรทัดฐาน): 0°C, 101.3 kPa..

การบิน.

องค์การการบินพลเรือนระหว่างประเทศ (ICAO) กำหนดบรรยากาศมาตรฐานสากล (ISA) ให้เป็นระดับน้ำทะเล โดยมีอุณหภูมิ 15 °C ความดันบรรยากาศ 101325 Pa และความชื้นสัมพัทธ์ 0% พารามิเตอร์เหล่านี้ใช้ในการคำนวณการเคลื่อนที่ของเครื่องบิน

อุตสาหกรรมก๊าซ

อุตสาหกรรมก๊าซของสหพันธรัฐรัสเซียเมื่อชำระเงินให้กับผู้บริโภคจะใช้สภาพบรรยากาศตาม GOST 2939-63: อุณหภูมิ 20 ° C (293.15 K) ความดัน 760 มม.ปรอท ศิลปะ. (1,01325 นิวตัน/ตรม.); ความชื้นคือ 0 ดังนั้นมวลของก๊าซหนึ่งลูกบาศก์เมตรตาม GOST 2939-63 จึงน้อยกว่าภายใต้สภาวะปกติ "เคมี" เล็กน้อย

การทดสอบ

ในการทดสอบเครื่องจักร เครื่องมือ และผลิตภัณฑ์ทางเทคนิคอื่น ๆ ค่าต่อไปนี้ถือเป็นค่าปกติของปัจจัยทางภูมิอากาศเมื่อทำการทดสอบผลิตภัณฑ์ (เงื่อนไขการทดสอบสภาพอากาศปกติ):

อุณหภูมิ - บวก 25°±10°С; ความชื้นสัมพัทธ์ – 45-80%

ความดันบรรยากาศ 84-106 kPa (630-800 mmHg)

การตรวจสอบเครื่องมือวัด

ค่าเล็กน้อยของปริมาณที่มีอิทธิพลปกติทั่วไปจะถูกเลือกดังนี้: อุณหภูมิ - 293 K (20 ° C), ความดันบรรยากาศ - 101.3 kPa (760 mm Hg)

การปันส่วน

แนวปฏิบัติเกี่ยวกับการจัดทำมาตรฐานคุณภาพอากาศระบุว่าความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาตในอากาศในบรรยากาศนั้นถูกกำหนดไว้ภายใต้สภาวะภายในอาคารปกติ เช่น 20 C และ 760 มม. rt. ศิลปะ.