volume molar. Volume satu mol gas dalam kondisi normal

Volume gram-molekul gas, serta massa gram-molekul, adalah satuan pengukuran yang diturunkan dan dinyatakan sebagai rasio satuan volume - liter atau mililiter terhadap mol. Oleh karena itu, dimensi volume gram-molekul adalah l / mol atau ml / mol. Karena volume gas bergantung pada suhu dan tekanan, volume gram-molekul gas bervariasi tergantung pada kondisinya, tetapi karena gram-molekul semua zat mengandung jumlah molekul yang sama, gram-molekul semua zat di bawah kondisi yang sama menempati volume yang sama. dalam kondisi normal. = 22,4 l/mol, atau 22400 ml/mol. Perhitungan ulang volume gram-molekul gas dalam kondisi normal per volume dalam kondisi produksi tertentu. dihitung menurut persamaan: J-t-tr dari mana Vo adalah volume gram-molekul gas dalam kondisi normal, Umol adalah volume gram-molekuler gas yang diinginkan. Contoh. Hitung volume gram-molekuler gas pada 720 mm Hg. Seni. dan 87°C. Keputusan. Perhitungan terpenting yang berkaitan dengan volume gram-molekul gas a) Mengubah volume gas menjadi jumlah mol dan jumlah mol per volume gas. Contoh 1. Hitung berapa mol yang terkandung dalam 500 liter gas dalam kondisi normal. Keputusan. Contoh 2. Hitung volume 3 mol gas pada 27 * C 780 mm Hg. Seni. Keputusan. Kami menghitung volume gram-molekul gas di bawah kondisi yang ditentukan: V - ™ ** RP st. - 22.A l / mol. 300 deg \u003d 94 hal -273 vrad 780 mm Hg "ap.--24" ° Hitung volume 3 mol GRAM VOLUME MOLEKUL GAS V \u003d 24,0 l / mol 3 mol \u003d 72 l b) Konversi massa gas ke volumenya dan volume gas per massanya. Dalam kasus pertama, jumlah mol gas pertama-tama dihitung dari massanya, dan kemudian volume gas dihitung dari jumlah mol yang ditemukan. Dalam kasus kedua, jumlah mol gas pertama-tama dihitung dari volumenya, dan kemudian, dari jumlah mol yang ditemukan, massa gas. Contoh 1, Hitung volume (pada N.C.) dari 5,5 g karbon dioksida CO * Larutan. |icoe = 44 g/mol V = 22,4 l/mol 0,125 mol 2,80 l Contoh 2. Hitung massa 800 ml (pada n.a.) karbon monoksida CO. Keputusan. | * co \u003d 28 g / mol m "28 g / lnm 0,036 did * \u003d" 1.000 g Jika massa gas dinyatakan bukan dalam gram, tetapi dalam kilogram atau ton, dan volumenya dinyatakan bukan dalam liter atau mililiter, tetapi dalam meter kubik, maka pendekatan dua kali lipat untuk perhitungan ini dimungkinkan: baik membagi ukuran yang lebih tinggi menjadi yang lebih rendah, atau perhitungan ae dengan mol diketahui, dan dengan kilogram-molekul atau ton-molekul, menggunakan rasio berikut: dalam kondisi normal, 1 kilogram -molekul-22.400 l / kmol , 1 ton-molekul - 22.400 m*/tmol. Satuan: kilogram-molekul - kg/kmol, ton-molekul - t/tmol. Contoh 1. Hitung volume 8,2 ton oksigen. Keputusan. 1 ton-molekul Oa » 32 t/tmol. Kami menemukan jumlah ton-molekul oksigen yang terkandung dalam 8,2 ton oksigen: 32 t/tmol ** 0,1 Hitung massa 1000 -k * amonia (pada n.a.). Keputusan. Kami menghitung jumlah ton-molekul dalam jumlah amonia yang ditentukan: "-stay5JT-0,045 t/mol Hitung massa amonia: 1 ton-molekul NH, 17 t/mol tyv, = 17 t/mol 0,045 t/mol * 0,765 t Prinsip umum perhitungan yang berkaitan dengan campuran gas adalah bahwa perhitungan yang berkaitan dengan masing-masing komponen dilakukan secara terpisah, kemudian hasilnya dijumlahkan. Contoh 1. Hitung volume campuran gas yang terdiri dari 140 g nitrogen dan 30 e hidrogen akan menempati dalam kondisi normal Solusi Hitung jumlah mol nitrogen dan hidrogen yang terkandung dalam campuran (No. "= 28 u/mol; cn, = 2 g/mol): 140 £ 30 dalam 28 g/mol W Total 20 mol GRAM VOLUME MOLEKUL GAS Hitung volume campuran : Ueden dalam 22"4 AlnoAb 20 mol " 448 L karbon dioksida, komposisi volumetrik yang dinyatakan dengan rasio: /lso: /iso,= 8:3. Keputusan. Menurut komposisi yang ditunjukkan, kami menemukan volume masing-masing gas dengan metode pembagian proporsional, setelah itu kami menghitung jumlah mol yang sesuai: t / II l "8 Q" "11 J 8 Q Ksoe 8 + 3 8 * Va > "a & + & * VCQM grfc - 0 "36 ^-grfc "" 0,134 jas * Menghitung massa masing-masing gas dari jumlah mol yang ditemukan masing-masingnya. 1" co 28 g / mol; jico \u003d 44 g / mol moo "28 e! mol 0,36 mol "South tco. \u003d 44 e / zham" - 0,134 "au> - 5,9 g Dengan menambahkan massa yang ditemukan dari masing-masing komponen, kami menemukan massa campuran: gas dengan volume gram-molekul Di atas dianggap metode menghitung berat molekul gas dengan kepadatan relatif.Sekarang kita akan mempertimbangkan metode menghitung berat molekul gas dengan volume gram-molekul.Dalam perhitungan, diasumsikan bahwa massa dan volume gas berbanding lurus satu sama lain. Dengan demikian, "volume gas dan massanya berhubungan satu sama lain karena volume gram-molekuler gas sebanding dengan gram-molekularnya. massa, yang dalam matematika yang bentuknya dinyatakan sebagai berikut: V_ Ushts / i (x di mana Un * "- volume gram-molekul, p - berat gram-molekul. Oleh karena itu _ Huiol t p? Mari kita pertimbangkan teknik perhitungan pada contoh spesifik. "Contoh. Massa 34$ju gas pada 740 mm Hg, spi dan 21 ° C adalah 0,604 g. Hitung berat molekul gas. Solusi. Untuk menyelesaikannya, Anda perlu mengetahui volume gram-molekul gas. Oleh karena itu, sebelum melanjutkan dengan perhitungan, Anda harus berhenti pada beberapa volume gram-molekul tertentu dari gas.Anda dapat menggunakan volume gram-molekul standar gas, yang sama dengan 22,4 l / mol.Kemudian volume gas ditunjukkan pada kondisi masalah harus dikurangi menjadi kondisi normal. Tetapi Anda dapat, sebaliknya, menghitung volume gram-molekul gas di bawah kondisi yang ditentukan dalam masalah.Pada metode perhitungan pertama, desain berikut diperoleh: y 740 * mHg 1 - 22,4 l / mol 0,604 in _ s i, ypya - mp-8 \u003d 44 g, M0Ab Dalam metode kedua, kami menemukan: V - 22»4 A!mol No. mm Hg. Uiol 273 vrad 740 mm Hg ~ R*0** Dalam kedua kasus kami menghitung massa molekul gram, tetapi karena gram molekul secara numerik sama dengan massa molekul berat molekul mereka.

Salah satu satuan dasar dalam Sistem Satuan Internasional (SI) adalah satuan besaran suatu zat adalah mol.

tahi lalat – ini adalah jumlah zat yang mengandung unit struktural zat tertentu (molekul, atom, ion, dll.) sebanyak jumlah atom karbon dalam 0,012 kg (12 g) isotop karbon 12 Dengan .

Mengingat bahwa nilai massa atom absolut untuk karbon adalah m(C) \u003d 1,99 10 26 kg, Anda dapat menghitung jumlah atom karbon N TETAPI terkandung dalam 0,012 kg karbon.

Satu mol zat apa pun mengandung jumlah partikel zat ini (unit struktural) yang sama. Banyaknya satuan struktur yang terkandung dalam suatu zat dengan jumlah satu mol adalah 6,02 10 23 dan disebut Bilangan Avogadro (N TETAPI ).

Misalnya, satu mol tembaga mengandung 6,02 10 23 atom tembaga (Cu), dan satu mol hidrogen (H 2) mengandung 6,02 10 23 molekul hidrogen.

masa molar(M) adalah massa suatu zat yang diambil dalam jumlah 1 mol.

Massa molar dilambangkan dengan huruf M dan memiliki satuan [g/mol]. Dalam fisika, dimensi [kg/kmol] digunakan.

Dalam kasus umum, nilai numerik dari massa molar suatu zat secara numerik bertepatan dengan nilai massa molekul relatif (atom relatif).

Misalnya, berat molekul relatif air adalah:

Tuan (H 2 O) \u003d 2Ar (H) + Ar (O) \u003d 2 1 + 16 \u003d 18 pagi.

Massa molar air memiliki nilai yang sama, tetapi dinyatakan dalam g/mol:

M (H2O) = 18 gram/mol.

Jadi, satu mol air yang mengandung 6,02 10 23 molekul air (masing-masing 2 6,02 10 23 atom hidrogen dan 6,02 10 23 atom oksigen) memiliki massa 18 gram. 1 mol air mengandung 2 mol atom hidrogen dan 1 mol atom oksigen.

1.3.4. Hubungan antara massa suatu zat dan kuantitasnya

Mengetahui massa suatu zat dan rumus kimianya, dan karenanya nilai massa molarnya, seseorang dapat menentukan jumlah suatu zat dan, sebaliknya, mengetahui jumlah suatu zat, seseorang dapat menentukan massanya. Untuk perhitungan seperti itu, Anda harus menggunakan rumus:

di mana adalah jumlah zat, [mol]; m adalah massa zat, [g] atau [kg]; M adalah massa molar zat, [g/mol] atau [kg/kmol].

Misalnya, untuk mencari massa natrium sulfat (Na 2 SO 4) dalam jumlah 5 mol, kami menemukan:

1) nilai berat molekul relatif Na 2 SO 4, yang merupakan jumlah dari nilai pembulatan massa atom relatif:

Mr (Na 2 SO 4) \u003d 2Ar (Na) + Ar (S) + 4Ar (O) \u003d 142,

2) nilai massa molar zat yang secara numerik sama dengannya:

M (Na2SO4) = 142 g/mol,

3) dan, akhirnya, massa 5 mol natrium sulfat:

m = M = 5 mol 142 g/mol = 710 g

Jawaban: 710.

1.3.5. Hubungan antara volume suatu zat dan kuantitasnya

Dalam kondisi normal (tidak ada), yaitu pada tekanan R , sama dengan 101325 Pa (760 mm Hg), dan suhu T, sama dengan 273,15 K (0 ), satu mol berbagai gas dan uap menempati volume yang sama, sama dengan 22,4 liter.

Volume yang ditempati oleh 1 mol gas atau uap pada n.o. disebut volume molargas dan memiliki dimensi liter per mol.

V mol \u003d 22,4 l / mol.

Mengetahui jumlah zat gas (ν ) dan nilai volume molar (V mol) Anda dapat menghitung volumenya (V) dalam kondisi normal:

V = V mol,

di mana adalah jumlah zat [mol]; V adalah volume zat gas [l]; V mol \u003d 22,4 l / mol.

Sebaliknya, mengetahui volume ( V) dari zat gas dalam kondisi normal, Anda dapat menghitung jumlahnya (ν) :

Mv \u003d K · Tuan (1)

Dimana: K - koefisien proporsionalitas, sama dengan 1g / mol.

Memang, untuk isotop karbon 12 6 Ar = 12, dan massa molar atom (menurut definisi konsep "mol") adalah 12 g / mol. Akibatnya, nilai numerik dari dua massa adalah sama, dan karenanya K = 1. Oleh karena itu massa molar suatu zat, dinyatakan dalam gram per mol, memiliki nilai numerik yang sama dengan berat molekul relatifnya(atom) bobot. Jadi, massa molar atom hidrogen adalah 1,008 g/mol, molekul hidrogen adalah 2,016 g/mol, dan oksigen molekuler adalah 31,999 g/mol.

Menurut hukum Avogadro, jumlah molekul yang sama dari setiap gas menempati volume yang sama dalam kondisi yang sama. Di sisi lain, 1 mol zat apa pun mengandung (menurut definisi) nomor yang sama partikel. Oleh karena itu, pada suhu dan tekanan tertentu, 1 mol zat apa pun dalam keadaan gas menempati volume yang sama.

Perbandingan antara volume yang ditempati oleh suatu zat dengan kuantitasnya disebut volume molar zat tersebut. Dalam kondisi normal (101,325 kPa; 273 K), volume molar gas apa pun adalah 22,4l/mol(lebih tepatnya, Vn = 22,4 l/mol). Pernyataan ini benar untuk gas seperti itu, ketika jenis interaksi molekulnya yang lain, kecuali tumbukan elastiknya, dapat diabaikan. Gas seperti itu disebut ideal. Untuk gas non-ideal, yang disebut gas nyata, volume molarnya berbeda dan agak berbeda dari nilai yang tepat. Namun, dalam kebanyakan kasus, perbedaan hanya mempengaruhi angka penting keempat dan selanjutnya.

Pengukuran volume gas biasanya dilakukan dalam kondisi selain normal. Untuk membawa volume gas ke kondisi normal, Anda dapat menggunakan persamaan yang menggabungkan hukum gas Boyle - Mariotte dan Gay - Lussac:

pV / T = p 0 V 0/T 0

Dimana: V adalah volume gas pada tekanan p dan suhu T;

V 0 - volume gas pada tekanan normal p 0 (101,325 kPa) dan suhu T 0 (273,15 K).

Massa molar gas juga dapat dihitung dengan menggunakan persamaan keadaan gas ideal- Clapeyron - Persamaan Mendeleev:

pV = m B RT / M B ,

Dimana: p – tekanan gas, Pa;

V adalah volumenya, m 3;

M B - massa zat, g;

M B adalah massa molarnya, g/mol;

T - suhu mutlak, KE;

R adalah konstanta gas universal, sama dengan 8,314 J / (mol K).

Jika volume dan tekanan gas dinyatakan dalam satuan lain, maka nilai konstanta gas dalam persamaan Clapeyron-Mendeleev akan mengambil nilai yang berbeda. Ini dapat dihitung dengan rumus berikut dari hukum gabungan keadaan gas untuk satu mol zat dalam kondisi normal untuk satu mol gas:

R = (p 0 V 0/T 0)

Contoh 1 Dinyatakan dalam mol: a) 6,0210 21 molekul CO2; b) 1,2010 24 atom oksigen; c) 2,0010 23 molekul air. Berapa massa molar zat-zat tersebut?

Keputusan. Satu mol adalah jumlah zat yang mengandung jumlah partikel jenis tertentu, sama dengan konstanta Avogadro. Oleh karena itu, a) 6.0210 21 yaitu. 0,01 mol; b) 1.2010 24 , yaitu. 2 mol; c) 2.0010 23 , yaitu. 1/3 mol. Massa mol suatu zat dinyatakan dalam kg/mol atau g/mol. Massa molar suatu zat dalam gram secara numerik sama dengan massa molekul (atom) relatifnya, yang dinyatakan dalam satuan massa atom (a.m.u.)

Sebagai berat molekul CO2 dan H2O dan massa atom oksigen, masing-masing, adalah 44; 18 dan 16 sma, maka massa molarnya adalah: a) 44 g/mol; b) 18 g/mol; c.16g/mol.

Contoh 2 Hitung massa mutlak molekul asam sulfat dalam gram.

Keputusan. Satu mol zat apa pun (lihat contoh 1) mengandung konstanta Avogadro NA unit struktural (dalam contoh kita, molekul). Massa molar H2SO4 adalah 98,0 g/mol. Oleh karena itu, massa satu molekul adalah 98/(6.02 10 23) = 1,63 10 -22 g.

Volume molar- volume satu mol zat, nilai yang diperoleh dengan membagi massa molar dengan kerapatan. Mencirikan kerapatan pengepakan molekul.

Berarti N A = 6,022…×10 23 Ini disebut bilangan Avogadro setelah ahli kimia Italia Amedeo Avogadro. Ini adalah konstanta universal untuk partikel terkecil dari zat apa pun.

Jumlah molekul inilah yang mengandung 1 mol oksigen O 2, jumlah atom yang sama dalam 1 mol besi (Fe), molekul dalam 1 mol air H 2 O, dll.

Menurut hukum Avogadro, 1 mol gas ideal di kondisi normal memiliki volume yang sama Vm\u003d 22,413 996 (39) l. Dalam kondisi normal, sebagian besar gas mendekati ideal, jadi semua informasi referensi tentang volume molar unsur kimia mengacu pada fase kentalnya kecuali dinyatakan lain

Massa 1 mol zat disebut massa molar. Volume 1 mol zat disebut? Jelas, itu juga disebut volume molar.

Apa yang sama dengan volume molar air? Ketika kami mengukur 1 mol air, kami tidak menimbang 18 g air pada timbangan - ini tidak nyaman. Kami menggunakan alat ukur: silinder atau gelas kimia, karena kami tahu bahwa massa jenis air adalah 1 g/ml. Jadi, volume molar air adalah 18 ml/mol. Untuk cairan dan padatan volume molar tergantung pada kerapatannya (Gbr. 52, a). Hal lain untuk gas (Gbr. 52, b).

Beras. 52.
Volume molar (n.a.):
a - cairan dan padatan; b - zat gas

Jika kita mengambil 1 mol hidrogen H 2 (2 g), 1 mol oksigen O 2 (32 g), 1 mol ozon O 3 (48 g), 1 mol karbon dioksida CO 2 (44 g) dan bahkan 1 mol uap air H 2 O (18 g) di bawah kondisi yang sama, misalnya, normal (dalam kimia, biasanya disebut kondisi normal (n.a.) suhu 0 ° C dan tekanan 760 mm Hg, atau 101,3 kPa), ternyata 1 mol gas mana pun akan menempati volume yang sama, sama dengan 22,4 liter, dan mengandung jumlah molekul yang sama - 6 × 10 23.

Dan jika kita mengambil 44,8 liter gas, maka berapa banyak zat yang akan diambil? Tentu saja, 2 mol, karena volume yang diberikan adalah dua kali volume molar. Karena itu:

di mana V adalah volume gas. Dari sini

Volume molarnya adalah kuantitas fisik sama dengan perbandingan volume zat dengan jumlah zat.

Volume molar zat gas dinyatakan dalam l/mol. Vm - 22,4 l/mol. Volume satu kilomol disebut kilomolar dan diukur dalam m 3 / kmol (Vm = 22,4 m 3 / kmol). Dengan demikian, volume milimolar adalah 22,4 ml/mmol.

Tugas 1. Temukan massa 33,6 m 3 amonia NH 3 (n.a.).

Tugas 2. Temukan massa dan volume (n.s.) yang dimiliki oleh 18 × 10 20 molekul hidrogen sulfida H 2 S.

Saat memecahkan masalah, perhatikan jumlah molekul 18 × 10 20 . Karena 10 20 adalah 1000 kali lebih kecil dari 10 23 , tentu saja, perhitungan harus dilakukan menggunakan mmol, ml/mmol dan mg/mmol.

Kata kunci dan frase

1. Volume molar, milimolar, dan kilomolar gas.
2. Volume molar gas (dalam kondisi normal) adalah 22,4 l / mol.
3. Kondisi normal.

Bekerja dengan komputer

1. Lihat aplikasi elektronik. Pelajari materi pelajaran dan selesaikan tugas yang disarankan.
2. Cari di Internet untuk alamat email yang dapat berfungsi sebagai sumber tambahan yang mengungkapkan konten kata kunci dan frasa paragraf. Tawarkan bantuan Anda kepada guru dalam mempersiapkan pelajaran baru - buat laporan tentang kata-kata dan frasa kunci dari paragraf berikutnya.

Pertanyaan dan tugas

1. Tentukan massa dan jumlah molekul di n. y. untuk: a) 11,2 liter oksigen; b) 5,6 m 3 nitrogen; c) 22,4 ml klorin.
2. Tentukan volume yang, pada n. y. akan membutuhkan: a) 3 g hidrogen; b) 96 kg ozon; c) 12 × 10 20 molekul nitrogen.
3. Tentukan massa jenis (massa 1 liter) argon, klor, oksigen, dan ozon di n. y. Berapa banyak molekul masing-masing zat akan terkandung dalam 1 liter dalam kondisi yang sama?
4. Hitung massa 5 l (n.a.): a) oksigen; b) ozon; c.karbon dioksida CO2
5. Tentukan mana yang lebih berat: a) 5 liter sulfur dioksida (SO 2) atau 5 liter karbon dioksida (CO 2); b) 2 liter karbon dioksida (CO 2) atau 3 liter karbon monoksida(BERSAMA).

: V \u003d n * Vm, di mana V adalah volume gas (l), n adalah jumlah zat (mol), Vm adalah volume molar gas (l / mol), pada keadaan normal (n.o.) adalah standar nilai dan sama dengan 22, 4 l/mol. Kebetulan dalam kondisi tidak ada jumlah zat, tetapi ada massa zat tertentu, maka kita lakukan ini: n = m / M, di mana m adalah massa zat (g), M adalah massa molar zat (g / mol). Kami menemukan massa molar menurut tabel D.I. Mendeleev: di bawah setiap elemen adalah massa atomnya, jumlahkan semua massa dan dapatkan yang kita butuhkan. Tetapi tugas seperti itu cukup jarang, biasanya ada file . Solusi untuk masalah seperti itu sedikit berbeda. Mari kita lihat sebuah contoh.

Berapa volume hidrogen yang akan dilepaskan dalam kondisi normal jika aluminium dengan berat 10,8 g dilarutkan dalam asam klorida berlebih.

Jika kita berurusan dengan sistem gas, maka rumus berikut terjadi: q(x) = V(x)/V, di mana q(x)(phi) adalah pecahan komponen, V(x) adalah volume komponen (l), V adalah volume sistem (l). Untuk mencari volume komponen, kita memperoleh rumus: V(x) = q(x)*V. Dan jika Anda perlu mencari volume sistem, maka: V = V(x)/q(x).

catatan

Ada rumus lain untuk mencari volume, tetapi jika Anda perlu mencari volume gas, hanya rumus yang diberikan dalam artikel ini yang bisa digunakan.

Sumber:

• "Manual dalam Kimia", G.P. Khomchenko, 2005.
• bagaimana menemukan ruang lingkup pekerjaan
• Tentukan volume hidrogen dalam elektrolisis larutan ZnSO4

Gas ideal adalah gas yang interaksi antar molekulnya dapat diabaikan. Selain tekanan, keadaan gas ditandai dengan suhu dan volume. Hubungan antara parameter ini ditampilkan dalam hukum gas.

Petunjuk

Tekanan gas berbanding lurus dengan suhu, jumlah zat, dan berbanding terbalik dengan volume bejana yang ditempati oleh gas. Koefisien proporsionalitas adalah konstanta gas universal R, kira-kira sama dengan 8,314. Itu diukur dalam joule dibagi dengan mol dan dengan.

Ketentuan ini membentuk ketergantungan matematis P=νRT/V, di mana adalah jumlah zat (mol), R=8,314 adalah konstanta gas universal (J/mol K), T adalah suhu gas, V adalah volume. Tekanan dinyatakan dalam . Itu dapat dinyatakan dan, sementara 1 atm \u003d 101,325 kPa.

Ketergantungan yang dipertimbangkan adalah konsekuensi dari persamaan Mendeleev-Clapeyron PV=(m/M) RT. Di sini m adalah massa gas (g), M adalah massa molarnya (g / mol), dan fraksi m / M menghasilkan jumlah zat , atau jumlah mol. Persamaan Mendeleev-Clapeyron berlaku untuk semua gas yang dapat dipertimbangkan. Ini adalah fisik