В этой статье мы коснемся нескольких краеугольных понятий в химии, без которых совершенно невозможно
решение задач. Старайтесь понять смысл физических величин, чтобы усвоить эту тему.
Я постараюсь приводить как можно больше примеров по ходу этой статьи, в ходе изучения вы увидите множество примеров
по данной теме.
Относительная атомная масса — Ar
Представляет собой массу атома, выраженную в атомных единицах массы. Относительные атомные массы указаны в периодической
таблице Д.И. Менделеева. Так, один атом водорода имеет атомную массу = 1, кислород = 16, кальций = 40.
Относительная молекулярная масса — Mr
Относительная молекулярная масса складывается из суммы относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав вещества.
В качестве примера найдем относительные молекулярные массы кислорода, воды, перманганата калия и медного купороса:
Mr (O2) = (2 × Ar(O)) = 2 × 16 = 32
Mr (H2O) = (2 × Ar(H)) + Ar(O) = (2 × 1) + 16 = 18
Mr (KMnO4) = Ar(K) + Ar(Mn) + (4 × Ar(O)) = 39 + 55 + (4 * 16) = 158
Mr (CuSO4*5H2O) = Ar(Cu) + Ar(S) + (4 × Ar(O)) + (5 × ((Ar(H) × 2) +
Ar(O))) = 64 + 32 + (4 × 16) + (5 × ((1 × 2) + 16)) = 160 + 5 * 18 = 250
Моль и число Авогадро
Моль — единица количества вещества (в системе единиц СИ), определяемая как количество вещества, содержащее столько же структурных единиц
этого вещества (молекул, атомов, ионов) сколько содержится в 12 г изотопа 12C, т.е. 6 × 1023.
Число Авогадро (постоянная Авогадро, NA) — число частиц (молекул, атомов, ионов) содержащихся в одном моле любого вещества.
Больше всего мне хотелось бы, чтобы вы поняли физический смысл изученных понятий. Моль — международная единица количества вещества, которая
показывает, сколько атомов, молекул или ионов содержится в определенной массе или конкретном объеме вещества. Один моль любого вещества
содержит 6.02 × 1023 атомов/молекул/ионов — вот самое важное, что сейчас нужно понять.
Иногда в задачах бывает дано число Авогадро, и от вас требуется найти, какое вам дали количество вещества (моль). Количество вещества в химии
обозначается N, ν (по греч. читается «ню»).
Рассчитаем по формуле: ν = N/NA количество вещества 3.01 × 1023 молекул воды и 12.04 × 1023 атомов углерода.
Мы нашли количества вещества (моль) воды и углерода. Сейчас это может показаться очень абстрактным, но, иногда не зная, как найти
количество вещества, используя число Авогадро, решение задачи по химии становится невозможным.
Молярная масса — M
Молярная масса — масса одного моля вещества, выражается в «г/моль» (грамм/моль). Численно совпадает с изученной нами ранее
относительной молекулярной массой.
Рассчитаем молярные массы CaCO3, HCl и N2
M (CaCO3) = Ar(Ca) + Ar(C) + (3 × Ar(O)) = 40 + 12 + (3 × 16) = 100 г/моль
M (HCl) = Ar(H) + Ar(Cl) = 1 + 35.5 = 36.5 г/моль
M (N2) = Ar(N) × 2 = 14 × 2 = 28 г/моль
Полученные знания не должны быть отрывочны, из них следует создать цельную систему. Обратите внимание: только что мы рассчитали
молярные массы — массы одного моля вещества. Вспомните про число Авогадро.
Получается, что, несмотря на одинаковое число молекул в 1 моле (1 моль любого вещества содержит 6.02 × 1023 молекул),
молекулярные массы отличаются. Так, 6.02 × 1023 молекул N2 весят 28 грамм, а такое же количество молекул
HCl — 36.5 грамм.
Это связано с тем, что, хоть количество молекул одинаково — 6.02 × 1023, в их состав входят разные атомы, поэтому и
массы получаются разные.
Часто в задачах бывает дана масса, а от вас требуется рассчитать количество вещества, чтобы перейти к другому веществу в реакции.
Сейчас мы определим количество вещества (моль) 70 грамм N2, 50 грамм CaCO3, 109.5 грамм HCl. Их молярные
массы были найдены нам уже чуть раньше, что ускорит ход решения.
ν (CaCO3) = m(CaCO3) : M(CaCO3) = 50 г. : 100 г/моль = 0.5 моль
ν (HCl) = m(HCl) : M(HCl) = 109.5 г. : 36.5 г/моль = 3 моль
Иногда в задачах может быть дано число молекул, а вам требуется рассчитать массу, которую они занимают. Здесь нужно использовать
количество вещества (моль) как посредника, который поможет решить поставленную задачу.
Предположим нам дали 15.05 × 1023 молекул азота, 3.01 × 1023 молекул CaCO3 и 18.06 × 1023 молекул
HCl. Требуется найти массу, которую составляет указанное число молекул. Мы несколько изменим известную формулу, которая поможет нам связать
моль и число Авогадро.
Теперь вы всесторонне посвящены в тему. Надеюсь, что вы поняли, как связаны молярная масса, число Авогадро и количество вещества.
Практика — лучший учитель. Найдите самостоятельно подобные значения для оставшихся CaCO3 и HCl.
Молярный объем
Молярный объем — объем, занимаемый одним молем вещества. Примерно одинаков для всех газов при стандартной температуре
и давлении составляет 22.4 л/моль. Он обозначается как — VM.
Подключим к нашей системе еще одно понятие. Предлагаю найти количество вещества, количество молекул и массу газа объемом
33.6 литра. Поскольку показательно молярного объема при н.у. — константа (22.4 л/моль), то совершенно неважно, какой газ мы
возьмем: хлор, азот или сероводород.
Запомните, что 1 моль любого газа занимает объем 22.4 литра. Итак, приступим к решению задачи. Поскольку какой-то газ
все же надо выбрать, выберем хлор — Cl2.
Моль (количество вещества) — самое гибкое из всех понятий в химии. Количество вещества позволяет вам перейти и к
числу Авогадро, и к массе, и к объему. Если вы усвоили это, то главная задача данной статьи — выполнена 
Относительная плотность и газы — D
Относительной плотностью газа называют отношение молярных масс (плотностей) двух газов. Она показывает, во сколько раз одно вещество
легче/тяжелее другого. D = M (1 вещества) / M (2 вещества).
В задачах бывает дано неизвестное вещество, однако известна его плотность по водороду, азоту, кислороду или
воздуху. Для того чтобы найти молярную массу вещества, следует умножить значение плотности на молярную массу
газа, по которому дана плотность.
Запомните, что молярная масса воздуха = 29 г/моль. Лучше объяснить, что такое плотность и с чем ее едят на примере.
Нам нужно найти молярную массу неизвестного вещества, плотность которого по воздуху 2.5
Предлагаю самостоятельно решить следующую задачку (ниже вы найдете решение): «Плотность неизвестного вещества по
кислороду 3.5, найдите молярную массу неизвестного вещества»
Относительная плотность и водный раствор — ρ
Пишу об этом из-за исключительной важности в решении
сложных задач, высокого уровня, где особенно часто упоминается плотность. Обозначается греческой буквой ρ.
Плотность является отражением зависимости массы от вещества, равна отношению массы вещества к единице его объема. Единицы
измерения плотности: г/мл, г/см3, кг/м3 и т.д.
Для примера решим задачку. Объем серной кислоты составляет 200 мл, плотность 1.34 г/мл. Найдите массу раствора. Чтобы не
запутаться в единицах измерения поступайте с ними как с самыми обычными числами: сокращайте при делении и умножении — так
вы точно не запутаетесь.
Иногда перед вами может стоять обратная задача, когда известна масса раствора, плотность и вы должны найти объем. Опять-таки,
если вы будете следовать моему правилу и относится к обозначенным условным единицам «как к числам», то не запутаетесь.
В ходе ваших действий «грамм» и «грамм» должны сократиться, а значит, в таком случае мы будем делить массу на плотность. В противном случае
вы бы получили граммы в квадрате
К примеру, даны масса раствора HCl — 150 грамм и плотность 1.76 г/мл. Нужно найти объем раствора.
Массовая доля — ω
Массовой долей называют отношение массы растворенного вещества к массе раствора. Важно заметить, что в понятие раствора входит
как растворитель, так и само растворенное вещество.
Массовая доля вычисляется по формуле ω (вещества) = m (вещества) / m (раствора). Полученное число будет показывать массовую долю
в долях от единицы, если хотите получить в процентах — его нужно умножить на 100%. Продемонстрирую это на примере.
Решим несколько иную задачу и найдем массу чистой уксусной кислоты в широко известной уксусной эссенции.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Решение
многих задач по химии значительно
упрощается, если при вычислениях
применяются газовые законы и вытекающие
из них фактические выводы:
1
моль любого газа ( или пара) занимает
при нормальных условиях, т. е. при 00С
и 760 мм давления, объём, равный 22,4 литра;
молекулярная
масса (М) газа ( или пара ) равна его
удвоенной плотности по водороду (D):
М
= 2D
D
=
.
Так
как водород легче воздуха в 14,5 раза, то
плотность газа по воздуху ( d
) равна:
d
=
.
D
= 14,5d.
Поставив
в формулу М + 2D
значение D,
равное 14,5 d,
получаем:
М
= 2 × 14,5d
или М = 29d.
d
=
Так
как 1 моль газа занимает при нормальных
условиях объём, равный 22,4 л, то, зная
формулу газа, можно вычислить:
а)объём,
занимаемый 1 граммом газа при нормальных
условиях, по формуле:
V
=
б)
массу 1 литра газа, измеренного при
нормальных условиях:
m
=
.
Если
же известна масса 1 литра газа, измеренного
при нормальных условиях, то легко
вычислить молекулярную массу газа (
моль ) по формуле:
1
моль = 22,4 × m
3.1 Нахождение массы заданного объёма газа, заданного при нормальных условиях.
Пример.
Найти массу 1 литра кислорода, измеренного
при нормальных условиях.
Решение:
Формула
кислорода О2
, молекулярная масса кислорода равна
32(16 × 2 = 32). Масса 1 моль 32 г. Следовательно,
32 г кислорода занимают при нормальных
условиях объём, равный 22,4 л. На этом
основании делаем следующую запись:
22,4 Л весят 32 г
1 Л весит х г
22,4
: 1 = 32 : Х
Х
= 32 : 22,4 = 1,43 (г).
Ответ:
масса 1 литра кислорода, измеренного
при нормальных условиях, равна 1,43 г.
Справочный
материал:
Чтобы
узнать массу 1 л любого газа ( или пара
), измеренного при нормальных условиях
, следует число, выражающее молекулярную
массу газа, разделить на 22,4.
Нормальные
условия — стандартные физические
условия, с которыми обычно соотносят
свойства веществ. Нормальные условия
определены IUPAC (Международным союзом
практической и прикладной химии)
следующим образом:
Атмосферное
давление 101325 Па = 760 мм рт. ст..
Температура
воздуха 273,15 K = 0° C.
Закон
Авогадро:
один
из основных законов идеальных газов,
согласно которому в равных объёмах
различных газов при одинаковых
температурах и давлениях содержится
одинаковое число молекул. Число молекул
в одном моле называют числом Авогадро.
Закон был открыт А. Авогадро в 1811 году:
1)
1 моль любого идеального газа при
одинаковых температурах и давлениях
занимает один и тот же объём, равный
22,4 литра при давлении 101 325 Па/м2 (760 мм
рт. ст.) и температуре 0°С;
2)
плотности r2 и r1 двух идеальных газов
при одних и тех же давлении и температуре
прямо пропорциональны (и удельные объёмы
V1
и V
2
обратно пропорциональны) их молекулярным
массам M2. и M1 :
Задания:
1)Какова
масса при н.у. 2,5 л: а) сероводорода; б)
оксида серы(IY);
в) паров оксида серы(YI);
г) паров CS2?
Ответ: а)3,8 г, б)7.1 г, в) 8.9 г, г) 8.4 г.
2)Сколько
граммов воздуха необходимо для окисления
160 г серы? (Содержание кислорода в воздухе
равно 23% по массе.) (Ответ: 696 г.)
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Или с учетом химической формулы газа: p = M/V М = M/22,4, где M — молекулярная масса, V М — молярный объем.
Как считать объем газа?
Молярный объём V m — это отношение объёма данной порции вещества к его количеству. Численно молярный объём равен объёму (1) моль вещества. Обрати внимание! Молярный объём любого газа при нормальных условиях (давлении (101,3) кПа и температуре (0) °С) равен (22,4) дм³/моль.
Вычисление объёма газа по его количеству Преобразуем формулу молярного объёма — выразим из неё V : V ( X ) = n ( X ) ⋅ V m — объём газа равен произведению его количества на молярный объём. Пример: вычисли объём (н.у.) метана количеством (1,5) моль. V ( CH 4 ) = n ( CH 4 ) ⋅ V m = 1,5 ⋅ 22,4 = 33,6 дм³.
Вычисление количества газа по его объёму Выразим из формулы молярного объёма n : n ( X ) = V ( X ) V m — количество газа можно вычислить, если его объём разделить на молярный объём. Пример: вычисли количество водорода, соответствующее при н.у. его объёму (11,2) дм³.
Сколько литров в 1 м3 газа?
Кубометр газа — это сколько? — 1 кубометр сжиженного углеводородного газа — это 1000 литров. Не стоит путать кубометр и тонну газа, т.к. они неравнозначны: количество литров зависит от плотности газа, которая может колебаться от 0,51 до 0,56 (соответственно 1000 литров сжиженного газа — это 510-560 кг).
Как измеряют объем природного газа?
Для учета потребления природного газа и передачи показаний счетчика все еще используются кубометры (м 3 ), однако, согласно правилам Кабинета министров № 78 «Правила торговли и использования природного газа », в расчетах за природный газ необходимо использовать киловатт-часы (кВт·ч).
Сколько кубометров газа в 1 кг?
1 кг жидкого пропана объемом около 1,9 л образует около 500 литров газа. Соответственно 1 кг зимней смеси будет иметь объем 0,25х1,7 + 0,75х1,9 = 1,85 л и образует в нормальных условиях газ объемом 0,25х370 + 0,75х500 = 467,5 л (0,4675 м3).
Что такое объем газа?
V — объем газа — пространство, заполняемое газом. Ввиду отсутствия заметного притяжения между молекулами газа, он занимает весь предоставленный ему объем. Формулы, где встречается объем газа: Уравнение Менделеева — Клайперона Давление газа. Уравнение Клайперона. Объединенный газовый закон (при m = const; ν = const) Концентрация молекул газа. Плотность вещества. Работа газа при изобарном процессе,
Как измерить куб газа?
Приведение к нормальным и стандартным условиям — Единицей измерения объема газа является кубический метр (м³). Измеренный объем приводится к нормальным физическим условиям. Нормальные физические условия: давление 101 325 Па, температура 273,16 К (0 °С).
Стандартные условия: давление 101 325 Па, температура 293,16 К (+20 °С). В настоящее время эти обозначения выходят из употребления. Поэтому в дальнейшем следует указывать те условия, к которым относятся объемы и другие параметры газа. Если эти условия не указываются, то это значит, что параметры газа даны при 0 °С (273,16 °К) и 760 мм рт.
ст. (1,033 кгс/см²). Иногда объем газа (особенно в иностранной литературе и нормах) при пользовании системой СИ приводится к 288,16 °К (+15 °С) и давлению 1 бар (105 Па). Если известен объем газа при одних условиях, то пересчитать его в объемы при других условиях можно с помощью коэффициентов, приведенных следующей таблице.
Как перевести объем газа в литры?
Как перевести пропан-бутан из килограммов в литры ? ❓ Для того, чтобы посчитать количество литров в одном килограмме газа нужно воспользоваться формулой: Литр =Килограмм/Плотность Пример: Известно, что в баллоне 50 литров залито 21 килограмм газа, у которого испытательная плотность равна 0,567.
Чтобы посчитать литры нужно 21 разделить на 0,567. Получится 37,04 литра газа. Как перевести пропан-бутан из литров в килограммы? Для того, чтобы посчитать сколько килограммов содержится в одном литре газа нужно воспользоваться формулой: Килограмм= Литр*Плотность Пример: Известно, что в автомобиль заправлено 100 литров газа плотностью 0,567.
Чтобы посчитать какое количество килограммов газа, нужно 100 умножить на 0,567. Получится 56,7 кг газа. Уважаемые клиенты! Рекомендуем Вам 👓 наиболее популярные сезонные товары по низким ценам: Газовые баллоны 🛠️ Газовые комплекты ☘️ Газовая плита Гефест ПГТ-1+ баллон 5л Турист Полный комплект(баллон, редуктор, плита) для выездов на природу, на дачу. Рекомендован автотуристам.3 490 Комплект газовый Кемпинг ПГТ 1Б-В ( газ.горелка + баллон 8 литров), Крым Высота: 365 мм, Диаметр: 265 мм, Рабочее давление: 1,6 Мпа Товар распродан Таганок НЗГА Дачник Н-1 Объем, л 5. Тепловая мощность горелки, кВт: 1,8 Товар распродан Посмотреть все Газовые плиты здесь Посмотреть Газовые баллоны и все для подключения здесь
Какой объем газа в баллоне 50 литров?
Сколько м3 пропана в 1 баллоне на 5, 12, 27, 50 литров? — Мы произвели специальные расчеты, условно переводящие пропан-бутан в газообразное состояние. При стандартных условиях (100 кПа, 288 К) из 1кг сжиженного газа образуется 0,526 м³ пропана или 0,392 м³ бутана.
| Ёмкость баллона (л) | 5 | 12 | 27 | 50 |
|---|---|---|---|---|
| Вместимость (кубометров горючего газа) | 0,95 | 2,59 | 5,38 | 10,01 |
| Объём жидкого пропана (литров) | 4,3 | 10,2 | 22,9 | 42,5 |
Следует иметь в виду, что теплотворная способность пропан-бутановой смеси в три раза выше, чем у природного газа (метана).
В чем измеряется количество газа?
Соответственно, количество газа, как правило, измеряют в кубических метрах (м³), редко — в единицах массы, килограммах или тоннах (в основном — технологических газов).
Сколько тонн в кубометре газа?
Перевод 1 тонны СПГ в кубометры (м 3 ). — 1 тонна СПГ — это примерно 1,38 тыс м 3 природного газа после регазификации. Примерно — потому что плотность газа и компонентный на разных месторождения разная. Формулу Менделеева — Клайперона никто не отменял. Кроме метана в состав природного газа могут входить: этан, пропан, бутан и некоторые другие вещества.
- Плотность газа изменяется в интервале 0,68 — 0,85 кг/м³, но зависит не только от состава, но и от давления и температуры в месте расчета плотности газа.
- Стандартные условия для температуры и давления – это установленные стандартом физические условия, с которыми соотносят свойства веществ, зависящие от этих условий.
Национальный институт стандартов и технологий (NIST) устанавливает температуру 20 °C (293,15 K) и абсолютное давление 1 атм (101.325 кПа), и этот стандарт называют нормальной температурой и давлением (NTP). Плотность компонентов газа сильно различается:
Метан — 0,668 кг/м³, Этан — 1,263 кг/м³, Пропан — 1,872 кг/м³.
Поэтому, в зависимости от компонентного состава изменяется и количество м 3 газа при переводе из тонн. Перевод 1 м³ СПГ в 1 м³ регазифицированного природного газа Пропорции тоже зависят от компонентного состава. В среднем принимается соотношение 1: 600.1 м³ СПГ — это примерно 600 м 3 природного газа после регазификации.
Процесс сжижения идет ступенями, на каждой из которых газ сжимается в 5-12 раз, затем охлаждается и передается на следующую ступень. Собственно сжижение происходит при охлаждении после последней стадии сжатия. Процесс сжижения таким образом требует значительного расхода энергии — до 25 % от ее количества, содержащегося в сжиженном газе.
Ныне применяются 2 техпроцесса:
конденсация при постоянном давлении (компримирование), что довольно неэффективно из-за энергоемкости, теплообменные процессы: рефрижераторный — с использованием охладителя и турбодетандерный/дросселирование с получением необходимой температуры при резком расширении газа.
В процессах сжижения газа важна эффективность теплообменного оборудования и теплоизоляционных материалов. При теплообмене в криогенной области увеличение разности температурного перепада между потоками всего на 0,5ºС может привести к дополнительному расходу мощности в интервале 2 — 5 кВт на сжатие каждых 100 тыс м 3 газа.
каскадный цикл с последовательным использованием в качестве хладагентов пропана, этилена и метана путем последовательного снижения их температуры кипения, цикл с двойным хладагентом — смесью этана и метана, расширительные циклы сжижения.
Известно 7 различных технологий и методы сжижения природного газа:
- для производства больших объемов СПГ лидируют техпроцессы AP-SMR™, AP-C3MR™ и AP-X™ с долей рынка 82% компании Air Products, технология Optimized Cascade, разработанная ConocoPhillips, использование компактных GTL-установок, предназначенных для внутреннего использования на промышленных предприятиях, локальные установки производства СПГ могут найти широкое применение для производства газомоторного топлива ( ГМТ ), использование морских судов с установкой сжижения природного газа ( FLNG ), которые открывают доступ к газовым месторождениям, недоступным для объектов газопроводной инфраструктуры, использование морских плавающих платформ СПГ, к примеру, которая строится компанией Shell в 25 км от западного берега Австралии.
- Объем газа зависит от температуры и давления, поэтому при расчетах следует брать объем газа при нормальных условиях.
- Нормальными условиями считается температура 0 градусов и давление 101,325 кПа.
- Молярный объем 1 моля газа при нормальных условиях всегда одинаков и равен 22,41 дм 3 /моль.
- Этот объем называется молярным объемом идеального газа.
В чем измеряется газ при продаже?
Цены на природный газ — Основное использование единицы — при котировке оптовых цен на топливо (как правило, на англо-американских рынках), в основном, газа. Одна тысяча кубических метров природного газа содержит около 360 термов, Газовые счётчики измеряют объём газа; поэтому газовые компании используют коэффициент пересчёта объёма в теплотворную способность ; размерность такого коэффициента в англоязычных странах обычно терм/Ccf (100 кубических футов).
- кубометр в России; 100 кубических футов (Ccf) в США; киловатт-час в Великобритании.
Как правильно измерять расход газа?
Ультразвуковые расходомеры к содержанию — Принцип действия ультразвуковых расходомеров основан на измерении величины ультразвуковых колебаний, которые распространяются в потоке измеряемого вещества. Приборы для измерения количества вещества называются расходометрическими счётчиками.
1.скоростные счётчики, принцип действия которых основан на суммировании числа оборотов помещённого в поток жидкости вращающегося элемента.2.объёмные счетчики, принцип действия которых основан на суммировании объёмов вещества, вытесненного из измерительной камеры прибора.
Наибольшее распространение получили скоростные счётчики.
Сколько кг газа в 50 литровом баллоне?
При покупке бытовых пропановых баллонов часто возникает вопрос: какой будет расход пропана? При ответе на данный вопрос необходимо знать объем газа в баллоне. Сколько газа в баллонах? Баллон объемом 50 литров, В баллоне находится 21,5 кг*. Баллон объемом 27 литров, Чтобы определить сколько газа потребляет ваша газовая плита, необходимо обратиться к технической документации плиты. Например, у газовой плиты гефест ПГ 900 с 4 конфорками максимальный расход газа 486 г/ч (или 0,486 кг/час). Следовательно, если включены все 4 конфорки на максимум, то баллона 50 литров хватит на 44 часа (количество газа в баллоне 21,5 кг делим на расход 0,486 кг/час). Расход газа котлом рассчитывается аналогично расходу газа в газовых плитах. Из нюансов следует отметить, что расход сильно зависит от степени утепления вашего дома, а также от температуры окружающей среды. Чем меньше утеплен дом и чем ниже температура на улице, тем больше необходимо котлу затратить энергии (сжечь газ), чтобы нагреть помещения до необходимой температуры.
Сколько это 1000 кубометров газа?
Энергетический эквивалент природного газа
| тысяча кубометров природного газа → миллион кубометров природного газа | 0.001 |
|---|---|
| тысяча кубометров природного газа → тысяча кубических футов природного газа | 35.96 |
| тысяча кубометров природного газа → кубометр природного газа | 1,000 |
Сколько кг газа в 40 литровом баллоне?
Объем и вес технических газов в стандартных баллонах
| Газ | Объем баллона | Вес газа |
|---|---|---|
| Аргон технический | 40 л | 7,5 кг |
| Углекислота | 40 л | 20-24 кг |
| Пропан | 50 л | 21,5 кг |
| Ацетилен | 40 л | 5 кг |
Как найти объем газа по массе?
Молярный объем газа — Молярный объем газа – это отношение объема вещества к количеству этого вещества. Эту величину вычисляют при делении молярной массы вещества на его плотность по следующей формуле: Vm=M/p, где Vm – молярный объем, М – молярная масса, а p – плотность вещества. Рис.2. Молярный объем формула. В международной системе Си измерение молярного объема газообразных веществ осуществляется в кубических метрах на моль (м 3 /моль) Молярный объем газообразных веществ отличается от веществ, находящихся в жидком и твердом состоянии тем, что газообразный элемент количеством 1 моль всегда занимает одинаковый объем (если соблюдены одинаковые параметры).
То есть, в 1 моле любого газа (кислород, водород, воздух) объем равен 22,41 дм 3 /м. Рис.3. Молярный объем газа при нормальных условиях.
Как рассчитать расход газа через трубу?
Уравнение состояния: P =ρг·Rг·T·z, (6) где Rг = R/M. Для расчета массового расхода газа по трубопроводу основной яв- ляется формула. ρ = ρг/ρв – относительная плотность газа по воздуху.
Как определить первоначальный объем газа?
Данные задачи: P2 (конечное давление) = 1,5Р1 (начальное давление); ΔV (уменьшение объема) = 30 мл; процесс считаем изотермическим. Для нахождения первоначального объема взятого газа будем использовать пропорцию: P1 * V1 = P2 * V2. Подставим значение переменных: P1 * V1 = 1,5P1 * (V1 — 30). V1 = 1,5V1 — 45.0,5V1 = 45 и V1 = 45 / 0,5 = 90 мл. Ответ: Первоначально заданный газ занимал объем 90 мл.
Апрелия
22 февраля, 11:14
Как найти объем воздуха (химия) ?
-
Никодим
22 февраля, 12:31
0
Обьем воздуха = нужно обьем кислорода умножить на 100% и поделиить 21%
V (возд) = V (O2) * 100%/21%
Кислород в воздухе занимает 21% обьема от всего обьема
- Комментировать
- Жалоба
- Ссылка
Найдите правильный ответ на вопрос ✅ «Как найти объем воздуха (химия) ? …» по предмету 📘 Химия, а если вы сомневаетесь в правильности ответов или ответ отсутствует, то попробуйте воспользоваться умным поиском на сайте и найти ответы на похожие вопросы.
Смотреть другие ответы
Главная » Химия » Как найти объем воздуха (химия) ?
Химия и физика всегда подразумевают вычисление различных величин, в том числе и объём вещества. Объем вещества можно рассчитать при помощи некоторых формул. Главное знать, в каком состоянии находится данное вещество. Агрегатных состояний, в которых могут пребывать частицы, существует четыре:
- газообразное;
- жидкое;
- твёрдое;
- плазменное.
Для вычисления объёма каждого из них есть своя конкретная формула. Для того чтобы найти объем, нужно иметь определённые данные. К ним относятся масса, молярная масса, а также для газов (идеальных) – газовая постоянная.
Плотность тела — зависимость массы и объема
Например, железный куб с ребром 10 см имеет массу 7,8 кг, алюминиевый куб тех же размеров имеет массу 2,7 кг, а масса такого же куба изо льда 0,9 кг. Величина, характеризующая массу, приходящуюся на единичный объём данного вещества, называется плотностью. Плотность равна частному от массы тела и его объёма, т.е.
ρ = m/V, где ρ (читается «ро») плотность тела, m — его масса, V объём.
В Международной системе единиц СИ плотность измеряется в килограммах на кубический метр (кг/м3); также часто используются внесистемные единицы, например, грамм на кубический сантиметр (г/см3). Очевидно, 1 кг/м3 = 0,001 г/см3. Заметим, что при нагревании веществ их плотность уменьшается или (реже) увеличивается, но это изменение так незначительно, что при расчётах им пренебрегают.
Сделаем оговорку, что плотность газов непостоянна; когда говорится о плотности какого-нибудь газа, обычно имеется ввиду его плотность при 0 градусов по Цельсию и нормальном атмосферном давлении (760 миллиметров ртутного столба).
Объем, масса, плотность, удельный объем. Приведение к нормальным и стандартным условиям и пересчет
Приведение к нормальным и стандартным условиям
Единицей измерения объема газа является кубический метр (м³). Измеренный объем приводится к нормальным физическим условиям.
Нормальные физические условия: давление 101 325 Па, температура 273,16 К (0 °С).
Стандартные условия: давление 101 325 Па, температура 293,16 К (+20 °С).
В настоящее время эти обозначения выходят из употребления. Поэтому в дальнейшем следует указывать те условия, к которым относятся объемы и другие параметры газа. Если эти условия не указываются, то это значит, что параметры газа даны при 0 °С (273,16 °К) и 760 мм рт. ст. (1,033 кгс/см²). Иногда объем газа (особенно в иностранной литературе и нормах) при пользовании системой СИ приводится к 288,16 °К (+15 °С) и давлению 1 бар (105 Па).
Если известен объем газа при одних условиях, то пересчитать его в объемы при других условиях можно с помощью коэффициентов, приведенных следующей таблице.
Коэффициенты для пересчета объемов газа из одних условий в другие
| Температура и даление газа | 0 °С и 760 мм рт. ст. | 15 °С и 760 мм рт. ст. | 20 °С и 760 мм рт. ст. | 15 °С (288,16 °К) и 1 бар |
| 0 °С и 760 мм рт. ст. (норм. условия) | 1 | 1,055 | 1,073 | 1,069 |
| 15 °С и 760 мм рт. ст. (в зар. литературе) | 0,948 | 1 | 1,019 | 1,013 |
| 20 °С и 760 мм рт. ст. (ст. условия) | 0,932 | 0,983 | 1 | 0,966 |
| 15 °С (288,16 °К) и 1 бар (СИ) | 0,936 | 0,987 | 1,003 | 1 |
Для приведения объемов газа к 0 °С (273,16 °К) и 760 мм рт. ст. (1,033 кгс/см²), а также к 20 °С (293,16 °К) и 760 мм рт. ст. (1,033 кгс/см²) могут быть применены следующие формулы:
где V0 °С и 760 мм рт. ст. — объем газа при 0 °С и 760 мм рт. ст., м³; V20° С и 760 мм рт. ст. — объем газа при 20 °С и 760 мм рт. ст., м³; VP — объем газа в рабочих условиях, м³; р — абсолютное давление газа в рабочих условиях, мм рт. ст.; Т — абсолютная температура газа в рабочих условиях, °К.
Пересчет объемов газа, приведенных к 0 °С и 760 мм рт. ст., а также к 20 °С и 760 мм рт. ст., в объемы при других (рабочих) условиях можно производить по формулам:
Любой газ способен расширяться. Следовательно, знание объема, который занимает газ, недостаточно для определения его массы, так как в любом объеме, целиком заполненном газом, его масса может быть различной.
Масса — это мера вещества какого-либо тела (жидкости, газа) в состоянии покоя; скалярная величина, характеризующая инерционные и гравитационные свойства тела. Единицы массы в СИ — килограмм (кг).
Плотность, или масса единицы объема, обозначаемая буквой p, — это отношение массы тела m, кг, к его объему, V, м³:
p = m/V
или с учетом химической формулы газа:
p = M/VМ = M/22,4,
где M — молекулярная масса, VМ — молярный объем.
Единица плотности в СИ — килограмм на кубический метр (кг/м³).
Зная состав газовой смеси и плотность ее компонентов, определяем по правилу смешения среднюю плотность смеси:
pсм = (p1V1 + p2V2 + … + pnVn)/100,
где p1, p2, …, pn — плотность компонентов газового топлива, кг/м³; V1, V2, …, Vn — содержание компонента, об. %.
Величину, обратную плотности, называют удельным, или массовым, объемом (ν) и измеряют в кубических метрах на килограмм (м³/кг).
Как правило, на практике, чтобы показать, на сколько 1 м³ газа легче или тяжелее 1 м³ воздуха, используют понятие относительная плотность d, которая представляет собой отношение плотности газа к плотности воздуха:
d = p/1,293
и
d = M/(22,4×1,293).
Расчет массы и объема тела
В повседневной жизни мы часто сталкиваемся с необходимостью рассчитывать массы и объёмы разных тел. Это удобно делать, применяя плотность.
Плотности разных веществ определяются по таблицам, например, плотность воды 1000 кг/м3, плотность этилового спирта 800 кг/м3.
Из определения плотности следует, что масса тела равна произведению его плотности и объёма. Объём же тела равен частному от массы и плотности. Этим пользуются при расчётах:
m = ρ * V; или V = m / p;
гдн m масса данного тела, ρ его плотность, V объём тела.
Процесс нахождения объема вещества
Давайте рассмотрим, как найти объём вещества, если оно находится, к примеру, в газообразном состоянии. Для подсчёта нужно выяснить условия задачи: что известно, какие параметры даются. Формула, по которой можно определить, каков объём данного газа, такова:
V = n*Vm
Необходимо молярное количество имеющегося вещества (именуемого n) умножить на молярный его объём (Vm). Так можно узнать объём (V). Когда газ находится в нормальных условиях — н. у., то его Vm – объём в молях составляет 22,4 л./моль. Если в условии сказано, сколько вещества в молях имеется (n), то нужно подставить данные в формулу и выяснить конечный результат.
Если условия не предусматривают указания данных о молярном количестве (n), его нужно выяснить. Есть формула, которая поможет сделать вычисление:
n = m/M
Нужно массу вещества (в граммах) разделить на его молярную массу. Теперь можно сделать вычисление и определить молярное количество. М – это константа, которую можно посмотреть в таблице Менделеева. Под каждым элементом есть число, которое обозначает его массу в молях.
Рассмотрим более сложный пример расчета
Слиток из двух металлов с плотностями ρ1 и ρ2 , имеет массу m и объём V. Определить объём этих металлов в слитке.
Решение. Пусть V1 объём первого металла, V2 объём второго металла. Тогда V1 + V2 = V; V1 = V V2; ρ1V1 + p2V2 = ρ1V1 + ρ2 (V V1) = m
Решив это уравнение относительно V1 , получаем:
V1= (m ρ2V)/(ρ1 ρ2)
Теперь найдём V2:
V2= V — (m ρ2V)/(ρ1 ρ2)
Ответ: объём первого тела равен (m ρ2V)/(ρ1 ρ2), второго V — (m ρ2V)/( ρ1 ρ2). Заметим, однако, что при ρ1 = ρ2 задача не имеет однозначного решения.
Что такое грамм молекула газа
Грамм молекула любого вещества в твердом, жидком или газообразном состоянии представляет собой некоторое количество вещества, занимающее в пространстве определенный объем. Другими словами, грамм-молекула имеет не только вес, но и объем. Этот объем довольно легко рассчитать, пользуясь для этого формулой
P = V · d
где Р — вес, в данном случае вес грамм-молекулы (М), V— объем грамм-молекулы, а а d- удельный вес, или плотность. Для твердых тел мы выражаем объем в граммах на 1 см3, а для газообразных — в граммах на 1 л. Исходя из этой формулы, нетрудно определить объем грамм-молекулы: V = M : d ; М — легко-узнать, подсчитав молекулярный вес вещества, ad — воспользовавшись таблицей плотностей. Будем рассматривать объем при нормальных условиях (температура 0° и давление 760 мм рт. ст.). Из табл. 1 видно, что грамм-молекула каждого из перечисленных веществ занимает различный объем, так как размер молекул каждого вещества неодинаков, а число молекул в грамм-молекуле одно и же. Из приведенных в табл. 2 данных видно, что грамм-молекулярные объемы газов равны между собой: грамм-молекула любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л.
• Запишите эту цифру в тетрадь и хорошо запомните. Чем же это объясняется? Оказывается, у газов промежутки между молекулами настолько велики, что величина молекул по сравнению с этими расстояниями ничтожна, и мы ею можем пренебречь. Таким образом, измеряя объем, мы фактически измеряем объем суммы промежутков между молекулами.
Таблица 1. Грамм-молекулярные объемы и плотность жидкостей и твердых веществ
Грамм-молекулярные объемы и плотность жидкостей и твердых веществ
Таблица 2. Грамм-молекулярные объемы и плотность газов
Что касается расстояния между молекулами, оно зависит только от условий (температуры и давления) и совершенно не зависит от природы газа и размеров его молекул, поэтому при одинаковых условиях мы получаем одинаковые объемы. Отсюда напрашивается следующий вывод: при одинаковых условиях грамм-молекулы любых газов занимают равные объемы.
• Запишите этот вывод в тетрадь.
Полученные результаты логически подводят нас к следующему: так как в грамм-молекуле любого вещества содержится одинаковое число молекул,а грамм-молекулы газов занимают одинаковые объемы при одних и тех же условиях, можно сделать следующий вывод: в равных объемах газов при одинаковых условиях содержится одно и же число молекул. Этот вывод был сделан в 1811 г. итальянским химиком Авогадро и поэтому получил название закона Авогадро.
• Запишите формулировку закона в тетрадь.
■ 1. Как вычислить объем грамм-молекулы твердого вещества для жидкости? (См. Ответ) 2. Почему объемы грамм-молекул жидкостей и твердых тел различны? 3. Что такое «нормальные условия»? 4. Почему объемы грамм-молекул газов при одинаковых условиях равны? 5. Чему равен объем грамм-молекулы любого газа при нормальных условиях? 6. Как формулируется закон Авогадро? (См. Ответ)
Объем, масса, плотность, удельный объем
Объем газов V измеряют в кубических метрах (м3). Вследствие того, что объем газов сильно изменяется при нагревании, охлаждении и сжатии, за его единицу принимают 1 м3 газа при нормальных условиях (температура — 0°С, давление — 101,3 кПа). Для указанных условий определяют основные характеристики газов и выполняются теплотехнические расчеты. При учете расхода газов для коммерческого (финансового) расчета за единицу объема принимают 1 м3 при стандартных условиях (температура — 20°С, давление — 101,3 кПа, влажность — 0%). Зависимость между объемом при нормальных и стандартных условиях:
Vo = V [273/(273 + t)][(Рб + Pи)/101,3] = 2,695V (Pабс/T); (2.7)
V20 = V0 (273 + 20)/273 = 1,073 V0, (2.8)
где V — объем газа, м3, измеренный при рабочих условиях; V0 — то же, м3, при нормальных условиях; V20 — то же, м3, при t = 20°С и Р = 101,3 кПа.
Любой газ способен неограниченно расширяться, поэтому знания только объема, занимаемого газом, недостаточно для определения его массы. Масса — мера вещества какого-либо тела (жидкости, газа) в состоянии покоя; скалярная величина, характеризующая инерционные и гравитационные свойства тела. Единица массы в СИ — килограмм (кг).
Таблица 2.2. Соотношение между единицами давления газа
| Обозначение единиц | Па | дин/см2 | кгс/м2 | кгс/см2(ат) | бар | мм вод. ст. | мм рт. ст. |
| 1 паскаль (Па) | 10 | 0,102 | 102-10-6 | 10-5 | 0,102 | 7>10-3 | |
| 1 дин/см2 | 0,1 | 10,2-10-3 | 1.02-10-6 | 10-6 | 10,2-10-3 | 750-10-6 | |
| 1 кгс/м2 | 9,81 | 98,1 | 10-4 | 98,1-10-6 | 73.56-10-3 | ||
| 1 кгс/см2 (ат) | 98100 | 9S-103 | 104 | 0,981 | 104 | 735,6 | |
| 1 бар | 105 | 106 | 10,2-103 | 1,02 | 10,2-103 | 750 | |
| 1 мм вод. ст. | 9,81 | 98,1 | 10-4 | 98,М0-6 | 73.56-10-3 | ||
| 1 мм рт. ст. | 133,3 | 1333 | 13,6 | 1.36-10-3 | 1.333-10-3 | 13,6 | 1 |
Плотность, или масса единицы объема, обозначаемая буквой р, — отношение массы тела т, кг, к его объему, V, м3
р = m/V (2.9)
или с учетом химической формулы газа:
р = m/VM = М/22,4 (2.10)
где М — молекулярная масса (см. табл. 2.3).
Зная состав газовой смеси и плотность ее компонентов, определяем по правилу смешения среднюю плотность смеси:
Рсм =(P1V1 + P2V2 +… + PnVJ/100 (2.11)
где р1, р2…р„ — плотность компонентов газового топлива, кг/м3; V1, V2…Vn — содержание компонентов, объем в %.
Величина, обратная плотности, называется удельным, или массовым, объемом Vyd и измеряется в кубических метрах на килограмм (м3/кг).
В практике часто, чтобы показать, на сколько 1 м3 газа легче или тяжелее 1 м3 воздуха, пользуются понятием «относительная плотность d» — отношение плотности газа к плотности воздуха:
d = р/1,293 или d = М/(22,4х1,293) (2.12-2.13)
- Главная
- Справочник
- Основные физико- химические законы и соотношения
- Объем, масса, плотность, удельный объем
Расчеты по химическим формулам с использованием объема грамм-молекулы газа
Зная, что объемы грамм-молекул газов при одинаковых условиях равны, легко высчитать объем любого количества газа, что иногда гораздо важнее, чем знание его веса.
Пример 1
. Какой объем займут 6 г водорода Н2 при нормальных условиях?
Дано:
6г Н2
Найти:
VH2 (л) ?
Решение:
Так как грамм-молекула любого газа, а значит, и водорода при нормальных условиях занимает объем 22,4 л, а 1 моль водорода Н2 — это 2 г, то 2 г Н2 занимают объем, равный (при нормальных условиях) 22,4 л, а 6 г Н2 займут объем х л. Составим пропорцию: 2 : 6 = 22,4 : х
x = (6 · 22,4) : 2 = 67,2 л.
Ответ: 6 г водорода при нормальных условиях занимают объем 67,2 л.
Пример 2
. Сколько весят 5,6 л двуокиси углерода СО2?
Дано:
5,6 л СО2
Найти:
РСО2 (г) ?
Решение:
Исходим снова из того, что грамм-молекула любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л и прежде всего высчитываем, чему равна грамм-молекула СО2. Она рав на:
22 + 16 · 2 = 44 гг
44 г СО2 занимают объем 22,4 л, а х г СО2 — объем 5,6 л. Составим и решим пропорцию:
44 : х = 22,4 : 5,6;
х = (44 · 5,6) : 22,4 = 11 г СО2
Ответ: 5,6 л двуокиси углерода весят 11 г.
■ 7. Рассчитайте, сколько весит 1 л следующих газов: (См. Ответ)
а) азота N2; б) аммиака NH3; в) хлора Сl2; г) окиси углерода СО.
8. Определите, какой объем займет 1 г каждого газа из перечислен- ных в вопросе 7. 9. Сколько весит 1 м3 газовой смеси, состоящей на 50% из хлора Сl2 и на 50% из кислорода 02? 10. Сколько весит смесь 2 л азота N2 и 3 л кислорода 02? 11. Вычислите вес 1 л воздуха, допуская, что он состоит на 79% из азота N2 и на 21% из кислорода О2. (См. Ответ)