Как найти объем смеси газов формула - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

Основные формулы для решения задач по химии

05-Авг-2012 | комментариев 450 | Лолита Окольнова

Все, все основные задачи по химии решаются с помощью

нескольких основных понятий и формул.

У всех веществ разная масса, плотность и объем. Кусочек металла одного элемента может весить во много раз больше, чем точно такого же размера кусочек другого металла.

Моль (количество моль)

обозначение: моль, международное: mol — единица измерения количества вещества. Соответствует количеству вещества, в котором содержится N_A частиц (молекул, атомов, ионов). Поэтому была введена универсальная величина — количество моль. Часто встречающаяся фраза в задачах — «было получено… моль вещества»

N_A = 6,02 · 10²³

N_A— число Авогадро. Тоже «число по договоренности». Сколько атомов содержится в стержне кончика карандаша? Несколько миллионов. Оперировать такими величинами не удобно. Поэтому химики и физики всего мира договорились — обозначим 6,02 · 10²³частиц (атомов, молекул, ионов) как 1 моль вещества.

1 моль = 6,02 · 10²³частиц

Это была первая из основных формул для решения задач.

Молярная масса вещества

Молярная масса вещества — это масса одного моль вещества. Обозначается как M

Есть еще молекулярная масса — Mr

Находится по таблице Менделеева — это просто сумма атомных масс вещества.

Например, нам дана серная кислота — H₂SO₄. Давайте посчитаем молярную массу вещества: атомная масса H =1, S-32, O-16.
Mr(H₂SO₄)=1•2+32+16•4=98 гмоль.

Вторая необходимая формула для решения задач —

формула массы вещества:

Т.е., чтобы найти массу вещества, необходимо знать количество моль (n), а молярную массу мы находим из Периодической системы.

Закон сохранения массы — масса веществ, вступивших в химическую реакцию, всегда равна массе образовавшихся веществ.

Если мы знаем массу (массы) веществ, вступивших в реакцию, мы можем найти массу (массы) продуктов этой реакции. И наоборот.

Третья формула для решения задач по химии —

объем вещества:

Откуда взялось число 22.4? Из закона Авогадро:

в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температуре и давлении, содержится одно и то же число молекул.

Согласно закону Авогадро, 1 моль идеального газа при нормальных условиях (н.у.) имеет один и тот же объём V_m = 22,413 996(39) л

Т.е., если в задаче нам даны нормальные условия, то, зная количество моль (n), мы можем найти объем вещества.

Итак, основные формулы для решения задач по химии

Число Авогадро N_A

6,02 · 10²³частиц

Количество вещества n (моль)

n=mM

n=V22.4 (лмоль)

Масса вещества m (г)

m=n•Mr

Объем вещества V(л)

V=n•22.4 (лмоль)

или вот еще удобная табличка:

Это формулы. Часто для решения задач нужно сначала написать уравнение реакции и (обязательно!) расставить коэффициенты — их соотношение определяет соотношение молей в процессе.

В ОГЭ и ЕГЭ по химии задач , в которых нужно было бы найти только объем массу кол-во моль нет — это обычно ЧАСТЬ решения задачи. Однако, чтобы легко решать более сложные задачи, нужно тренироваться на таких вот небольших упражнениях.

Находим количество вещества по массе

1 Какое количество вещества алюминия содержится в образце металла массой 10.8 г?

2 Какое количество вещества содержится в оксиде серы (VI) массой 12 г?

3 Определите количество моль брома, содержащееся в массе 12.8 г.

Находим массу по количеству вещества:

4. Определите массу карбоната натрия количеством вещества 0.25 моль.

Объем по количеству вещества:

5. Какой объем будет иметь азот при н.у., если его количество вещества 1.34 моль?

6. Какой объем занимают при н.у. 2 моль любого газа?

Ответы:/p>

0.4 моль

0.15 моль

0.08 моль

26.5 г

30 л

44.8 л

Категории:
|

Обсуждение: «Основные формулы для решения задач по химии»

(Правила комментирования)

Источник

Опубликовано 4 года назад по предмету
Химия
от sveta2058

Формула для нахождения объема газа в смеси по объемной доле газа в смеси и общему объему смеси.

Ответ

Ответ дан
ЕжИииКкк

Объемная доля компонента в смеси (только для газов) — отношение объема газа к общему объему всей газовой смеси. φ [«фи»] = V компонента / V смеси

Самые новые вопросы

Математика — 3 года назад

Решите уравнения:
а) 15 4 ∕19 + x + 3 17∕19 = 21 2∕19;
б) 6,7x — 5,21 = 9,54

Информатика — 3 года назад

Помогите решить задачи на паскаль.1)
дан массив случайных чисел (количество элементов
вводите с клавиатуры). найти произведение всех элементов массива.2)
дан массив случайных чисел (количество элементов
вводите с клавиатуры). найти сумму четных элементов массива.3)
дан массив случайных чисел (количество элементов
вводите с клавиатуры). найти максимальный элемент массива.4)
дан массив случайных чисел (количество элементов
вводите с клавиатуры). найти максимальный элемент массива среди элементов,
кратных 3.

География — 3 года назад

Почему япония — лидер по выплавке стали?

Математика — 3 года назад

Чему равно: 1*(умножить)х? 0*х?

Русский язык — 3 года назад

В каком из предложений пропущена одна (только одна!) запятая?1.она снова умолкла, точно некий внутренний голос приказал ей замолчать и посмотрела в зал. 2.и он понял: вот что неожиданно пришло к нему, и теперь останется с ним, и уже никогда его не покинет. 3.и оба мы немножко удовлетворим свое любопытство.4.впрочем, он и сам только еле передвигал ноги, а тело его совсем застыло и было холодное, как камень. 5.по небу потянулись облака, и луна померкла.

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Источник

Андрей Геннадьевич Блохин

Эксперт по предмету «Физика»

Задать вопрос автору статьи

Так как парциальное давление и парциальный объем — понятия, относящиеся к смесям газов, определим сначала, что такое смесь идеальных газов. Итак, смесью газов, называется совокупность нескольких разных газов, невступающих в химическую реакцию при заданных условиях. При других условиях (например, повышении давления) те же газы могут химически реагировать. Смеси характеризуются такой физической величиной, как весовая концентрация $g_i$ i — го газа, являющегося компонентом смеси, при этом:

где N — общее количество разных газов в смеси,

и молярной концентрацией $x_i i-го$ газа в смеси, при этом:

где ${nu }_i$- количество молей $i-го$ газа в смеси.

Что такое парциальное давление

Характеристикой состояния компоненты смеси идеальных газов является парциальное давление.

Определение

Парциальное давление $(p_{i })$ $i-го$ газа в смеси называется давление, которое создавал бы этот газ, если кроме него все остальные газы отсутствовали, но объем и температура остались неизменными.

[p_{i }=frac{m_i}{{mu }_i}frac{RT}{V}=н_ifrac{RT}{V} left(3right),]

где $V- $объем смеси, $T$- температура смеси. Здесь необходимо отметить, что вследствие равенства средних кинетических энергий молекул смесей можно говорить о равенстве температур всех компонент смесей в состоянии термодинамического равновесия.

Давление смеси идеальных газов p определяется по закону Дальтона:

[p=sumlimits^N_{i=1}{p_i}=frac{RT}{V}sumlimits^N_{i=1}{{nu }_i} left(4right).]

Следовательно, парциальное давление, можно выразить как:

[p_i=x_ip left(5right).]

Что такое парциальный объем

Другим важным параметром состояния смеси газов является парциальный объем.

Определение

Парциальным объемом $V_i$ $i-го$ газа в смеси называют тот объем, который имел бы газ, если бы из смеси убрали все остальные газы, при неизменной температуре и объеме:

[V_i=н_ifrac{RT}{p}left(6right).]

«Парциальное давление и объём» 👇

Для смеси идеальных газов выполняется закон Амага:

[V=sumlimits^N_{i=1}{V_i}left(7right).]

Действительно, если из (6) выразить ${nu }_i$ и подставить в (4), получим:

[{nu }_i=frac{pV_i}{RT};; p=frac{RT}{V}frac{p}{RT}sumlimits^N_{i=1}{V_i}to V=sumlimits^N_{i=1}{V_i}]

Парциальный объем можно рассчитать по формуле:

[V_i=x_iV left(8right).]

Параметры состояния смеси идеальных газов подчиняются уравнению Менделеева — Клайперона в следующем виде:

[pV=frac{m}{{mu }_{sm}}RT left(9right),]

где все параметры в уравнении (9) относятся к смеси в целом.

Или уравнение (9) иногда удобнее записывать в таком виде:

[pV=mR_{sm}T left(10right),]

где $R_{sm}=frac{R}{{mu }_{sm}}=Rsumlimits^N_{i=1}{frac{g_i}{{mu }_i}}$ — удельная газовая постоянная смеси.

Пример 1

Задание: При 290 K в сосуде объемом 1$м^3$ содержится 0,5${cdot 10}^{-3}$ кг водорода и 0,10${cdot 10}^{-3}$ кг гелия. Найдите парциальное давление гелия и давление смеси.

Решение:

Найдем количество молей для каждой компоненты смеси, используя формулу:

[{nu }_i=frac{m_i}{{mu }_i} left(1.1right),]

тогда количество молей водорода в смеси, если с помощью таблицы Менделеева находим, что молярная масс водорода ${mu }_{H_2}=2cdot {10}^{-3}frac{кг}{моль}$:

[{nu }_{H_2}=frac{m_{H_2}}{{mu }_{H_2}}]

Проведем расчет:

[{nu }_{H_2}=frac{0,5{cdot 10}^{-3}}{2cdot {10}^{-3}}=0,25 (моль)]

Аналогично рассчитаем ${nu }_{He} ({mu }_{He}=4cdot {10}^{-3}frac{кг}{моль}):$

[{nu }_{He}=frac{0,10{cdot 10}^{-3}}{4cdot {10}^{-3}}=0,025 left(мольright).]

Используем уравнение Менделеева — Клайперона найдем парциальные давления каждой компоненты смеси:

[p_iV={nu }_iRT left(1.2right).]

Тогда давление водорода:

[p_{H_2}V={nu }_{H_2}RTto p_{H_2}=frac{{nu }_{H_2}RT}{V}left(1.3right)]

Рассчитаем парциальное давление водорода:

[p_{H_2}=frac{0,25cdot 8,31cdot 290}{1}=602,5 (Па)]

Аналогично найдем парциальное давление гелия:

[p_{He}=frac{0,025cdot 8,31cdot 290}{1}=60,25 (Па)]

Давление смеси найдем как сумму давлений составляющих ее компонент:

[p=p_{H_2}+p_{He} left(1.4right).]

Следовательно, давление смеси равно:

$p=602,5+60,25=662,75$ (Па)

Ответ: Парциальное давление гелия равно $60,25$ Па, давление смеси $662,75$ Па.

Пример 2

Задание: В состав смеси газов входят 0,5 кг $O_2$ и 1 кг $CO_2$. Определить объем, который займет смесь газов при давлении в одну атмосферу, если газы считать идеальными. Температуру смеси принять равной 300 К.

Решение:

Найдем массу смеси газов:

[m=m_{O_2}+m_{CO_2}left(2.1right).]

Следовательно,

[m=1+0,5=1,5 left(кгright).]

Найдем массовые компоненты смеси $g_i$:

[g_{O_2}=frac{0,5}{1,5}=0,33]

[g_{CO_2}=frac{1}{1,5}=0,67]

Рассчитаем газовую постоянную смеси:

[R_{sm}=Rsumlimits^N_{i=1}{frac{g_i}{{mu }_i}} (2.2)]

[R_{sm}=8,31left(frac{0,33}{32cdot {10}^{-3}}+frac{0,67}{46cdot {10}^{-3}}right)=200 left(frac{Дж}{кгК}right)]

Выражение для объема смеси, полученное из уравнение Менделеева — Клайперона:

[V_{sm}=frac{m_{sm}R_{sm}T_{sm} }{p_{sm}}left(2.3right)]

Проведем вычисления объема, учитывая, что p=1атм.=$ {10}^5Па$:

[V_{sm}=frac{1,5cdot 200cdot 300}{{10}^5}=0,9 м^3]

Ответ: Смесь занимает объем 0,9 $м^3.$

Находи статьи и создавай свой список литературы по ГОСТу

Поиск по теме

Источник

2.1. Основные понятия и формулы

Количество
вещества
—
число структурных элементов (молекул,
атомов, ионов и т. п.), содержащихся в
теле или системе. Количество вещества
выражается в молях. Моль равен количеству
вещества системы, содержащей столько
же структурных элементов, сколько
содержится атомов в
0,012
кг изотопа углерода ¹²C.
Количество вещества тела (системы)

где
N
—
число структурных элементов (молекул,
атомов, ионов и т.п.), составляющих тело
(систему). Постоянная Авогадро N_А=6,0210²³
моль^-1.

Молярная масса вещества ,

где
m—масса
однородного тела (системы);
—количество
вещества (число молей) этого тела
(системы). Выражается в единицах г/моль
(или кг/моль).

Единица
массы, равная 1/12 массы атома углерода
¹²C,
называется атомной единицей массы
(а.е.м.). Массы атомов или молекул выраженные
в атомных единицах массы называют
соответственно относительной атомной
или относительной молекулярной массой
вещества. Относительная молекулярная
масса вещества состоит из относительных
атомных масс химических элементов,
составляющих молекулу вещества.
Относительные атомные массы химических
элементов приводятся в таблице Д. И.
Менделеева (см. также таблицу 8 приложения
данного пособия).

Молярная
масса вещества численно равна относительной
атомной или молекулярной массе данного
вещества, если размерность а.е.м. заменить
на размерность г/моль.

Количество вещества смеси n газов

или

где
ν_i,
N_i,
m_i,
_i
—
соответственно количество вещества,
число молекул, масса и молярная масса
i-го
компонента смеси (i=1,2,…,n).

Уравнение
Менделеева
—
Клапейрона (уравнение состояния
идеального газа)

где
т
—
масса газа, 
—
молярная масса газа, R
—
универсальная газовая постоянная, ν
—
количество вещества, Т
—
термодинамическая температура.

Опытные
газовые законы, являющиеся частными
случаями уравнения Менделеева
—
Клапейрона для изопроцессов:

а)
закон Бойля—Мариотта
(изотермический процесс: T=const,
m=const)

или
для двух состояний газа, обозначенных
цифрами 1 и 2,

б)
закон Гей-Люссака (изобарический процесс:
р=const,
m=const)

или
для двух состояний
,

в)
закон Шарля (изохорический процесс:
V=const,
m=const)

или
для двух состояний
,

г)
объединенный газовый закон (m=const)

или
для двух состояний
.

Под
нормальными условиями понимают давление
p_o=1
атм (1,01310⁵
Па), температуру 0^оС
(T=273
K).

Закон
Дальтона, определяющий давление смеси
n
газов.

где
p_i
—
парциальные давления компонентов смеси
(i=1,2,…,n).
Парциальным
давлением называется давление газа,
которое производил бы этот газ, если бы
только он один находился в сосуде,
занятом смесью.

Молярная масса смеси n газов

Массовая
доля i-го
компонента смеси газа (в долях единицы
или процентах)

где
т
—
масса смеси.

Концентрация молекул

где
N
—
число молекул, содержащихся в данной
системе; 
—
плотность вещества в системе;
V
—
объем системы. Формула справедлива не
только для газов, но и для любого
агрегатного состояния вещества.

Уравнение
Ван-дер-Ваальса для реального газа

где
a
и b
—
коэффициенты Ван-дер-Ваальса

Для
идеального газа уравнение Ван-дер-Ваальса
переходит в уравнение Менделеева
—
Клапейрона.

Основное уравнение
молекулярно — кинетической теории газов

где
_п
—
средняя кинетическая энергия
поступательного движения молекулы.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник