ЕXAMCHEMISTRY

Готовимся к сдаче ЕГЭ по химии

Молярный объем газов

Молярный объем газа равен отношению объема газа к количеству вещества этого газа, т.е.

V_m = V(X) / n(X),

где V_m - молярный объем газа - постоянная величина для любого газа при данных условиях;

V(X) – объем газа Х;

n(X) – количество вещества газа Х.

Молярный объем газов при нормальных условиях (нормальном давлении р_н = 101 325 Па ≈ 101,3 кПа и температуре Т_н =273,15 К ≈ 273 К) составляет V_m = 22,4 л/моль.

Законы идеальных газов

В расчетах, связанных с газами, часто приходится переходить от данных условий к нормальным или наоборот. При этом удобно пользоваться формулой, следующей из объединенного газового закона Бойля-Мариотта и Гей-Люссака:

pV / Т = p_нV_н / Т_н

Где p -давление; V - объем; Т- температура вшкале Кельвина; индекс «н» указывает на нормальные условия.

Объемная доля

Состав газовых смесей часто выражают при помощи объемной доли - отношения объема данного компонента к общему объему системы, т.е.

φ(Х) = V(X) / V

где φ(Х) - объемная доля компонента Х;

V(X) - объем компонента Х;

V - объем системы.

Объемная доля - безразмерная величина, её выражают в долях от единицы или в процентах.

Пример 1. Какой объем займет при температуре 20°С и давлении 250 кПа аммиак массой 51 г?

Дано: m(NH3) = 51 г p = 250 кПа t = 20 °C	Решение 1. Определяем количество вещества аммиака: n(NH3) = m(NH3) / М(NH3) = 51 / 17 = 3 моль. 2. Объем аммиака при нормальных условиях составляет: V(NH3) = Vm · n(NH3) = 22,4 · 3 = 67,2 л. 3. Используя формулу (3), приводим объем аммиака к данным условиям (температура Т = (273 + 20) К = 293 К): V(NH3) = pнVн(NH3) / pТн = 101,3 · 293 · 67,2 / 250 · 273 = 29,2 л. Ответ: V(NH3) = 29,2 л.
Найти: V(NH3) = ?

Пример 2. Определите объем, который займет при нормальных условиях газовая смесь, содержащая водород, массой 1,4 г и азот, массой 5,6 г.

Дано: m(N2) = 5,6 г m(H2) = 1,4 г н.у.	Решение 1. Находим количества вещества водорода и азота: n(N2) = m(N2) / М(N2) = 5,6 / 28 = 0,2 моль n(H2) = m(H2) / М(H2) = 1,4 / 2 = 0,7 моль 2. Так как при нормальных условиях эти газы не взаимодействуют между собой, то объем газовой смеси будет равен сумме объемов газов, т.е. V(смеси) = V(N2) + V(H2) = Vm · n(N2) + Vm · n(H2) = 22,4 · 0,2 + 22,4 · 0,7 = 20,16 л. Ответ: V(смеси) = 20,16 л.
Найти: V(смеси)=?

Закон объемных отношений

Как решить задачу с использованием «Закона объемных отношений»?

Закон объемных отношений: объемы газов, участвующих в реакции, относятся друг к другу как небольшие целые числа, равные коэффициентам в уравнении реакции.

Коэффициенты в уравнениях реакций показывают числа объемов реагирующих и образовавшихся газообразных веществ.

Пример. Вычислите объем воздуха, необходимый для сгорания 112 л ацетилена.

1. Составляем уравнение реакции:

2. На основании закона объемных отношений вычисляем объем кислорода:

112 / 2 = Х / 5, откуда Х = 112 · 5 / 2 = 280л

3. Определяем объм воздуха:

V(возд) = V(O₂) / φ(O₂)

V(возд) = 280 / 0,2 = 1400 л.