Kur m yra masė, M yra molinė masė, V yra tūris.

4. Avogadro dėsnis.Įkūrė italų fizikas Avogadro 1811 m. Tie patys tūriai bet kokių dujų, paimti esant tokiai pačiai temperatūrai ir slėgiui, turi tiek pat molekulių.

Taigi, galime suformuluoti medžiagos kiekio sąvoką: 1 molis medžiagos turi dalelių, lygių 6,02 * 10 23 (vadinamą Avogadro konstanta)

Šio įstatymo pasekmė yra ta 1 molis bet kokių dujų normaliomis sąlygomis (P 0 \u003d 101,3 kPa ir T 0 \u003d 298 K) užima 22,4 litro tūrį.

5. Boyle-Mariotte dėsnis

Esant pastoviai temperatūrai, tam tikro dujų kiekio tūris yra atvirkščiai proporcingas slėgiui, kuriame jis yra:

6. Gay-Lussac dėsnis

Esant pastoviam slėgiui, dujų tūrio pokytis yra tiesiogiai proporcingas temperatūrai:

V/T = konst.

7. Galima išreikšti ryšį tarp dujų tūrio, slėgio ir temperatūros jungtinis Boyle-Mariotte ir Gay-Lussac įstatymas, kuris naudojamas dujų kiekiui perkelti iš vienos būklės į kitą:

P 0 , V 0 ,T 0 - tūrinis slėgis ir temperatūra normaliomis sąlygomis: P 0 =760 mm Hg. Art. arba 101,3 kPa; T 0 \u003d 273 K (0 0 C)

8. Nepriklausomas molekulinės vertės įvertinimas masės M galima atlikti naudojant vadinamąjį idealių dujų būsenų lygtis arba Clapeyrono-Mendelejevo lygtys :

pV=(m/M)*RT=vRT.(1.1)

kur R - dujų slėgis uždaroje sistemoje, V- sistemos tūris, T - dujų masė T - absoliuti temperatūra, R- universali dujų konstanta.

Atkreipkite dėmesį, kad konstantos reikšmė R galima gauti pakeičiant reikšmes, apibūdinančias vieną molį dujų esant N.C, į (1.1) lygtį:

r = (p V) / (T) \u003d (101,325 kPa 22,4 l) / (1 mol 273K) \u003d 8,31J / mol.K)

Problemų sprendimo pavyzdžiai

1 pavyzdys Dujų tūrio padidinimas iki normalių sąlygų.

Kokio tūrio (n.o.) užims 0,4×10 -3 m 3 dujų esant 50 0 C ir 0,954×10 5 Pa slėgiui?

Sprendimas. Kad dujų tūris būtų normalus, naudokite bendrą formulę, kuri sujungia Boyle-Mariotte ir Gay-Lussac dėsnius:

pV/T = p 0 V 0 / T 0 .

Dujų tūris (n.o.) yra , kur T 0 = 273 K; p 0 \u003d 1,013 × 10 5 Pa; T = 273 + 50 = 323 K;

m 3 \u003d 0,32 × 10 -3 m 3.

Kai (n.o.) dujos užima tūrį, lygų 0,32×10 -3 m 3 .

2 pavyzdys Santykinio dujų tankio apskaičiavimas pagal jų molekulinę masę.

Apskaičiuokite etano C 2 H 6 tankį iš vandenilio ir oro.

Sprendimas. Iš Avogadro dėsnio išplaukia, kad santykinis vienų dujų tankis kitų atžvilgiu yra lygus molekulinių masių santykiui. M val) šių dujų, t.y. D=M1/M2. Jeigu M 1С2Н6 = 30, M 2 H2 = 2, vidutinė oro molekulinė masė yra 29, tada santykinis etano tankis vandenilio atžvilgiu yra D H2 = 30/2 =15.

Santykinis etano tankis ore: D oras= 30/29 = 1,03, t.y. etanas yra 15 kartų sunkesnis už vandenilį ir 1,03 karto sunkesnis už orą.

3 pavyzdys Dujų mišinio vidutinės molekulinės masės nustatymas santykiniu tankiu.

Apskaičiuokite vidutinę dujų mišinio, susidedančio iš 80% metano ir 20% deguonies (tūrio), molekulinę masę, naudodami šių dujų santykinio tankio reikšmes vandenilio atžvilgiu.

Sprendimas. Dažnai skaičiavimai atliekami pagal maišymo taisyklę, kuri yra ta, kad dviejų komponentų dujų mišinio dujų tūrių santykis yra atvirkščiai proporcingas mišinio tankio ir dujų, sudarančių šį mišinį, tankių skirtumams. . Pažymime santykinį dujų mišinio tankį vandenilio atžvilgiu D H2. jis bus didesnis nei metano tankis, bet mažesnis už deguonies tankį:

80D H2 – 640 = 320 – 20 D H2; D H2 = 9,6.

Šio dujų mišinio vandenilio tankis yra 9,6. vidutinė dujų mišinio molekulinė masė M H2 = 2 D H2 = 9,6 × 2 = 19,2.

4 pavyzdys Dujų molinės masės apskaičiavimas.

0,327 × 10 -3 m 3 dujų masė 13 0 C temperatūroje ir 1,040 × 10 5 Pa slėgyje yra 0,828 × 10 -3 kg. Apskaičiuokite dujų molinę masę.

Sprendimas. Dujų molinę masę galite apskaičiuoti naudodami Mendelejevo-Klapeirono lygtį:

kur m yra dujų masė; M yra dujų molinė masė; R- molinė (universali) dujų konstanta, kurios reikšmė nustatoma pagal priimtus matavimo vienetus.

Jei slėgis matuojamas Pa, o tūris m 3, tada R\u003d 8,3144 × 10 3 J / (kmol × K).

Pamokos tikslas: suformuoti molinių, milimolinių ir kilomolinių dujų tūrių bei jų matavimo vienetų sampratą.

Pamokos tikslai:

• Švietimo- įtvirtinti anksčiau tyrinėtas formules ir rasti ryšį tarp tūrio ir masės, medžiagos kiekio ir molekulių skaičiaus, įtvirtinti ir sisteminti studentų žinias.
• Švietimo- ugdyti gebėjimus ir gebėjimus spręsti problemas, gebėjimą logiškai mąstyti, plėsti mokinių akiratį, kūrybinius gebėjimus, gebėjimą dirbti su papildoma literatūra, ilgalaikę atmintį, domėjimąsi dalyku.
• Švietimo- ugdyti aukšto kultūros lygio asmenis, formuoti pažintinės veiklos poreikį.

Pamokos tipas: Kombinuota pamoka.

Įranga ir reagentai: Lentelė „Molinis dujų tūris“, Avogadro portretas, stiklinė, vanduo, matavimo taurelės su siera, kalcio oksidu, gliukoze po 1 mol.

Pamokos planas:

1. Organizacinis momentas (1 min.)
2. Žinių patikrinimas frontalios apklausos forma (10 min.)
3. Lentelės užpildymas (5 min.)
4. Naujos medžiagos paaiškinimas (10 min.)
5. Tvirtinimas (10 min.)
6. Apibendrinimas (3 min.)
7. Namų darbai (1 min.)

Per užsiėmimus

1. Organizacinis momentas.

2. Frontalinis pokalbis klausimais.

Kaip vadinama 1 molio medžiagos masė?

Kaip susieti molinę masę ir medžiagos kiekį?

Koks yra Avogadro numeris?

Koks ryšys tarp Avogadro skaičiaus ir medžiagos kiekio?

O kaip susieti medžiagos masę ir molekulių skaičių?

3. Dabar užpildykite lentelę spręsdami uždavinius – tai grupinis darbas.

Formulė, medžiagos	Svoris, g	Molinė masė, g/mol	Medžiagos kiekis, mol	Molekulių skaičius	Avogadro skaičius, molekulės/mol
ZnO	?	81 g/mol	? apgamas	18 10 23 molekulės	6 10 23
MgS	5,6 g	56 g/mol	? apgamas	?	6 10 23
BaCl2	?	? g/mol	0,5 mol	3 10 23 molekulės	6 10 23

4. Naujos medžiagos mokymasis.

„... Norime ne tik žinoti, kaip gamta sutvarkyta (ir kaip vyksta gamtos reiškiniai), bet ir, jei įmanoma, pasiekti tikslą, galbūt utopišką ir drąsų, išsiaiškinti, kodėl gamta yra būtent tokia ir ne kitas. Tuo mokslininkai randa didžiausią pasitenkinimą.
Albertas Einšteinas

Taigi, mūsų, kaip tikrų mokslininkų, tikslas – rasti didžiausią pasitenkinimą.

Koks yra 1 molio medžiagos tūris?

Nuo ko priklauso molinis tūris?

Koks bus molinis vandens tūris, jei jo M r = 18 ir ρ = 1 g/ml?

(Žinoma, 18 ml).

Norėdami nustatyti tūrį, naudojote iš fizikos žinomą formulę ρ = m / V (g / ml, g / cm 3, kg / m 3)

Išmatuokime šį tūrį matavimo indais. Matuojame alkoholio, sieros, geležies, cukraus molinius tūrius. Jie skiriasi, nes tankis skirtingas, (skirtingų tankių lentelė).

O kaip dujos? Pasirodo, kad 1 molis bet kokių dujų n.o. (0 ° C ir 760 mm Hg) užima tą patį molinį tūrį 22,4 l / mol (parodyta lentelėje). Kaip vadinasi 1 kilomolio tūris? Kilomolarai. Jis lygus 22,4 m 3 / kmol. Milimolinis tūris yra 22,4 ml/mol.

Iš kur atsirado šis skaičius?

Tai išplaukia iš Avogadro dėsnio. Avogadro dėsnio pasekmė: 1 molis bet kokių dujų esant n.o. užima 22,4 l/mol tūrį.

Dabar šiek tiek išgirsime apie italų mokslininko gyvenimą. (ataskaita apie Avogadro gyvenimą)

O dabar pažiūrėkime verčių priklausomybę nuo skirtingų rodiklių:

Medžiagos formulė	Bendra būsena (n.o.s.)	Svoris, g	Tankis, g/ml	Porcijų tūris 1 mol, l	Medžiagos kiekis, mol	Tūrio ir medžiagos kiekio santykis
NaCl	kietas	58,5	2160	0,027	1	0,027
H2O	Skystis	18	1000	0,018	1	0,18
O2	Dujos	32	1,43	22,4	1	22,4
H2	Dujos	2	0,09	22,4	1	22,4
CO2	Dujos	44	1,96	22,4	1	22,4
SO2	dujų	64	2,86	22,4	1	22,4

Palyginę gautus duomenis, padarykite išvadą (santykis tarp medžiagos tūrio ir kiekio visoms dujinėms medžiagoms (n.o.) išreiškiamas ta pačia verte, kuri vadinama moliniu tūriu.)

Jis žymimas V m ir matuojamas l / mol ir kt. Gauname molinio tūrio nustatymo formulę

Vm = V/v , iš čia galite rasti medžiagos kiekį ir dujų tūrį. Dabar prisiminkime anksčiau ištirtas formules, ar jas galima derinti? Galite gauti universalias skaičiavimo formules.

m/M = V/Vm;

V/Vm = N/Na

5. O dabar įgytas žinias įtvirtinsime skaičiavimo žodžiu pagalba, kad žinios per įgūdžius būtų pritaikytos automatiškai, tai yra virstų įgūdžiais.

Už teisingą atsakymą gausite balą, pagal balų skaičių gausite įvertinimą.

1. Kokia yra vandenilio formulė?
2. Kokia jo santykinė molekulinė masė?
3. Kokia jo molinė masė?
4. Kiek vandenilio molekulių bus kiekvienu atveju?
5. Koks tūris bus užimtas n.o.s. 3 g H2?
6. Kiek svers 12 10 23 vandenilio molekulės?
7. Kokį tūrį šios molekulės užims kiekvienu atveju?

Dabar spręskime problemas grupėse.

1 užduotis

Mėginys: koks yra 0,2 molio N 2 tūris n.o.?

1. Kokį tūrį užima 5 mol O 2 esant n.o.?
2. Kokį tūrį užima 2,5 molio H 2 esant n.o.?

2 užduotis

Pavyzdys: kiek medžiagos yra 33,6 litro vandenilio, kai nėra?

Savarankiško sprendimo užduotys

Išspręskite problemas pagal pateiktą pavyzdį:

1. Kokiame kiekyje medžiagos yra deguonies, kurio tūris yra 0,224 litro, esant n.o.?
2. Kokiame kiekyje medžiagos yra anglies dioksido, kurio tūris yra 4,48 litro, esant n.o.?

3 užduotis

Mėginys: kokį tūrį sunaudos 56 g CO dujų N.S.?

Savarankiško sprendimo užduotys

Išspręskite problemas pagal pateiktą pavyzdį:

1. Kokį tūrį užims 8 g dujų O 2 esant n.o.?
2. Kokį tūrį užims 64 g SO 2 dujų esant N.O.?

4 užduotis

Mėginys: kokiame tūryje yra 3 10 23 vandenilio H 2 molekulės n.o.?

Savarankiško sprendimo užduotys

Išspręskite problemas pagal pateiktą pavyzdį:

1. Kokiame tūryje yra 12,04 · 10 23 vandenilio CO 2 molekulės n.o.?
2. Kokiame tūryje yra 3,01 10 23 vandenilio O 2 molekulės n.o.?

Dujų santykinio tankio sąvoka turėtų būti pateikta remiantis jų žiniomis apie kūno tankį: D = ρ 1 / ρ 2, kur ρ 1 yra pirmųjų dujų tankis, ρ 2 yra dujų tankis. antros dujos. Jūs žinote formulę ρ = m/V. Šioje formulėje m pakeitę M, o V – V m, gauname ρ = M / V m . Tada santykinis tankis gali būti išreikštas naudojant paskutinės formulės dešinę pusę:

D \u003d ρ 1 / ρ 2 \u003d M 1 / M 2.

Išvada: santykinis dujų tankis yra skaičius, rodantis, kiek kartų vienų dujų molinė masė yra didesnė už kitų dujų molinę masę.

Pavyzdžiui, nustatykite santykinį deguonies tankį pagal orą, pagal vandenilį.

6. Apibendrinant.

Išspręskite taisymo problemas:

Raskite masę (n.o.): a) 6 l. Apie 3; b) 14 l. dujos H 2 S?

Koks yra vandenilio tūris, esant n.o. susidaro sąveikaujant 0,23 g natrio su vandeniu?

Kokia yra dujų molinė masė, jei 1 litras. jo masė yra 3,17 g? (Patarimas! m = ρ V)

Kur m yra masė, M yra molinė masė, V yra tūris.

4. Avogadro dėsnis.Įkūrė italų fizikas Avogadro 1811 m. Tie patys tūriai bet kokių dujų, paimti esant tokiai pačiai temperatūrai ir slėgiui, turi tiek pat molekulių.

Taigi, galime suformuluoti medžiagos kiekio sąvoką: 1 molis medžiagos turi dalelių, lygių 6,02 * 10 23 (vadinamą Avogadro konstanta)

Šio įstatymo pasekmė yra ta 1 molis bet kokių dujų normaliomis sąlygomis (P 0 \u003d 101,3 kPa ir T 0 \u003d 298 K) užima 22,4 litro tūrį.

5. Boyle-Mariotte dėsnis

Esant pastoviai temperatūrai, tam tikro dujų kiekio tūris yra atvirkščiai proporcingas slėgiui, kuriame jis yra:

6. Gay-Lussac dėsnis

Esant pastoviam slėgiui, dujų tūrio pokytis yra tiesiogiai proporcingas temperatūrai:

V/T = konst.

7. Galima išreikšti ryšį tarp dujų tūrio, slėgio ir temperatūros jungtinis Boyle-Mariotte ir Gay-Lussac įstatymas, kuris naudojamas dujų kiekiui perkelti iš vienos būklės į kitą:

P 0 , V 0 ,T 0 - tūrinis slėgis ir temperatūra normaliomis sąlygomis: P 0 =760 mm Hg. Art. arba 101,3 kPa; T 0 \u003d 273 K (0 0 C)

8. Nepriklausomas molekulinės vertės įvertinimas masės M galima atlikti naudojant vadinamąjį idealių dujų būsenų lygtis arba Clapeyrono-Mendelejevo lygtys :

pV=(m/M)*RT=vRT.(1.1)

kur R - dujų slėgis uždaroje sistemoje, V- sistemos tūris, T - dujų masė T - absoliuti temperatūra, R- universali dujų konstanta.

Atkreipkite dėmesį, kad konstantos reikšmė R galima gauti pakeičiant reikšmes, apibūdinančias vieną molį dujų esant N.C, į (1.1) lygtį:

r = (p V) / (T) \u003d (101,325 kPa 22,4 l) / (1 mol 273K) \u003d 8,31J / mol.K)

Problemų sprendimo pavyzdžiai

1 pavyzdys Dujų tūrio padidinimas iki normalių sąlygų.

Kokio tūrio (n.o.) užims 0,4×10 -3 m 3 dujų esant 50 0 C ir 0,954×10 5 Pa slėgiui?

Sprendimas. Kad dujų tūris būtų normalus, naudokite bendrą formulę, kuri sujungia Boyle-Mariotte ir Gay-Lussac dėsnius:

pV/T = p 0 V 0 / T 0 .

Dujų tūris (n.o.) yra čia T 0 \u003d 273 K; p 0 \u003d 1,013 × 10 5 Pa; T = 273 + 50 = 323 K;

M 3 \u003d 0,32 × 10 -3 m 3.

Kai (n.o.) dujos užima tūrį, lygų 0,32×10 -3 m 3 .

2 pavyzdys Santykinio dujų tankio apskaičiavimas pagal jų molekulinę masę.

Apskaičiuokite etano C 2 H 6 tankį iš vandenilio ir oro.

Sprendimas. Iš Avogadro dėsnio išplaukia, kad santykinis vienų dujų tankis kitų atžvilgiu yra lygus molekulinių masių santykiui. M val) šių dujų, t.y. D=M1/M2. Jeigu M 1С2Н6 = 30, M 2 H2 = 2, vidutinė oro molekulinė masė yra 29, tada santykinis etano tankis vandenilio atžvilgiu yra D H2 = 30/2 =15.

Santykinis etano tankis ore: D oras= 30/29 = 1,03, t.y. etanas yra 15 kartų sunkesnis už vandenilį ir 1,03 karto sunkesnis už orą.

3 pavyzdys Dujų mišinio vidutinės molekulinės masės nustatymas santykiniu tankiu.

Apskaičiuokite vidutinę dujų mišinio, susidedančio iš 80% metano ir 20% deguonies (tūrio), molekulinę masę, naudodami šių dujų santykinio tankio reikšmes vandenilio atžvilgiu.

Sprendimas. Dažnai skaičiavimai atliekami pagal maišymo taisyklę, kuri yra ta, kad dviejų komponentų dujų mišinio dujų tūrių santykis yra atvirkščiai proporcingas mišinio tankio ir dujų, sudarančių šį mišinį, tankių skirtumams. . Pažymime santykinį dujų mišinio tankį vandenilio atžvilgiu D H2. jis bus didesnis nei metano tankis, bet mažesnis už deguonies tankį:

80D H2 – 640 = 320 – 20 D H2; D H2 = 9,6.

Šio dujų mišinio vandenilio tankis yra 9,6. vidutinė dujų mišinio molekulinė masė M H2 = 2 D H2 = 9,6 × 2 = 19,2.

4 pavyzdys Dujų molinės masės apskaičiavimas.

0,327 × 10 -3 m 3 dujų masė 13 0 C temperatūroje ir 1,040 × 10 5 Pa slėgyje yra 0,828 × 10 -3 kg. Apskaičiuokite dujų molinę masę.

Sprendimas. Dujų molinę masę galite apskaičiuoti naudodami Mendelejevo-Klapeirono lygtį:

kur m yra dujų masė; M yra dujų molinė masė; R- molinė (universali) dujų konstanta, kurios reikšmė nustatoma pagal priimtus matavimo vienetus.

Jei slėgis matuojamas Pa, o tūris m 3, tada R\u003d 8,3144 × 10 3 J / (kmol × K).

3.1. Atliekant atmosferos oro, darbo zonos oro, taip pat pramoninių išmetamųjų teršalų ir angliavandenilių matavimus dujotiekiuose, iškyla išmatuojamo oro kiekių atstatymo į normalias (standartines) sąlygas problema. Dažnai praktikoje, atliekant oro kokybės matavimus, išmatuotų koncentracijų konvertavimas į normalias sąlygas nenaudojamas, dėl to gaunami nepatikimi rezultatai.

Čia yra ištrauka iš standarto:

„Matavimai nustatomi į standartines sąlygas, naudojant šią formulę:

C 0 \u003d C 1 * P 0 T 1 / R 1 T 0

čia: C 0 - rezultatas, išreikštas masės vienetais oro tūrio vienetui, kg / kub. m, arba medžiagos kiekis oro tūrio vienete, mol / kub. m, esant standartinei temperatūrai ir slėgiui;

C 1 - rezultatas, išreikštas masės vienetais oro tūrio vienetui, kg / kub. m, arba medžiagos kiekis tūrio vienete

oras, mol/kub. m, esant temperatūrai T 1, K ir slėgiui P 1, kPa.

Formulė, skirta normalioms sąlygoms supaprastinta forma, yra (2)

C 1 \u003d C 0 * f, kur f \u003d P 1 T 0 / P 0 T 1

standartinis normalizavimo perskaičiavimo koeficientas. Oro ir priemaišų parametrai matuojami esant skirtingoms temperatūroms, slėgiams ir drėgmei. Rezultatai sudaro standartines sąlygas išmatuotų oro kokybės parametrų palyginimui skirtingose ​​vietose ir skirtinguose klimatuose.

3.2 Įprastos pramonės sąlygos

Normalios sąlygos – tai standartinės fizinės sąlygos, su kuriomis paprastai koreliuoja medžiagų savybės (standartinė temperatūra ir slėgis, STP). Įprastas sąlygas IUPAC (Tarptautinė praktinės ir taikomosios chemijos sąjunga) apibrėžia taip: Atmosferos slėgis 101325 Pa = 760 mm Hg Oro temperatūra 273,15 K = 0° C.

Standartinės sąlygos (Standard Ambient Temperature and Pressure, SATP) yra normali aplinkos temperatūra ir slėgis: slėgis 1 Bar = 10 5 Pa = 750,06 mm T. St.; temperatūra 298,15 K = 25 °C.

Kitos sritys.

Oro kokybės matavimai.

Kenksmingų medžiagų koncentracijų darbo zonos ore matavimų rezultatai lemia šias sąlygas: 293 K (20°C) temperatūra ir 101,3 kPa (760 mm Hg) slėgis.

Aerodinaminiai teršalų išmetimo parametrai turi būti matuojami pagal galiojančius valstybės standartus. Išmetamųjų dujų tūriai, gauti pagal instrumentinių matavimų rezultatus, turi būti normalizuoti (n.s.): 0 °C, 101,3 kPa ..

Aviacija.

Tarptautinė civilinės aviacijos organizacija (ICAO) apibrėžia tarptautinę standartinę atmosferą (ISA) jūros lygyje, kai temperatūra yra 15°C, atmosferos slėgis – 101325 Pa, o santykinė oro drėgmė – 0%. Šie parametrai naudojami apskaičiuojant orlaivio judėjimą.

Dujų ekonomika.

Rusijos Federacijos dujų pramonė atsiskaitymams su vartotojais naudoja atmosferos sąlygas pagal GOST 2939-63: temperatūra 20°C (293,15K); slėgis 760 mm Hg. Art. (101325 N/m²); drėgnumas yra 0. Taigi kubinio metro dujų masė pagal GOST 2939-63 yra šiek tiek mažesnė nei „cheminėmis“ įprastomis sąlygomis.

Testai

Bandant mašinas, prietaisus ir kitus techninius gaminius, bandant gaminius (įprastos klimato bandymo sąlygos) laikomos normalios klimato veiksnių vertės:

Temperatūra - plius 25°±10°С; Santykinė oro drėgmė - 45-80%

Atmosferos slėgis 84-106 kPa (630-800 mmHg)

Matavimo priemonių patikra

Dažniausių normalių įtakojančių dydžių vardinės vertės parenkamos taip: Temperatūra - 293 K (20°C), atmosferos slėgis - 101,3 kPa (760 mmHg).

Normavimas

Oro kokybės standartų nustatymo gairėse nurodoma, kad MPC aplinkos ore nustatomos normaliomis patalpų sąlygomis, t.y. 20 C ir 760 mm. rt. Art.

Norint išsiaiškinti bet kokių dujinių medžiagų sudėtį, būtina mokėti dirbti su tokiomis sąvokomis kaip medžiagos molinis tūris, molinė masė ir tankis. Šiame straipsnyje mes apsvarstysime, kas yra molinis tūris ir kaip jį apskaičiuoti?

Medžiagos kiekis

Kiekybiniai skaičiavimai atliekami siekiant iš tikrųjų atlikti tam tikrą procesą arba išsiaiškinti tam tikros medžiagos sudėtį ir struktūrą. Šiuos skaičiavimus nepatogu atlikti naudojant absoliučiąsias atomų ar molekulių masių vertes, nes jos yra labai mažos. Santykinės atominės masės taip pat daugeliu atvejų neįmanoma naudoti, nes jos nėra susijusios su visuotinai priimtais medžiagos masės ar tūrio matais. Todėl buvo įvesta medžiagos kiekio sąvoka, kuri žymima graikiška raide v (nu) arba n. Medžiagos kiekis yra proporcingas medžiagoje esančių struktūrinių vienetų (molekulių, atominių dalelių) skaičiui.

Medžiagos kiekio vienetas yra molis.

Molis – tai medžiagos kiekis, kuriame yra tiek struktūrinių vienetų, kiek atomų yra 12 g anglies izotopo.

1 atomo masė yra 12 a. e.m., taigi atomų skaičius 12 g anglies izotopo yra:

Na \u003d 12g / 12 * 1,66057 * 10 iki -24 g \u003d 6,0221 * 10 iki 23 laipsnio

Fizinis dydis Na vadinamas Avogadro konstanta. Viename molyje bet kurios medžiagos yra 6,02 * 10 iki 23 dalelių.

Ryžiai. 1. Avogadro dėsnis.

Molinis dujų tūris

Molinis dujų tūris yra medžiagos tūrio ir tos medžiagos kiekio santykis. Ši vertė apskaičiuojama dalijant medžiagos molinę masę iš jos tankio pagal šią formulę:

kur Vm – molinis tūris, M – molinė masė, o p – medžiagos tankis.

Ryžiai. 2. Molinio tūrio formulė.

Tarptautinėje C sistemoje dujinių medžiagų molinis tūris matuojamas kubiniais metrais vienam moliui (m 3 / mol)

Dujinių medžiagų molinis tūris skiriasi nuo skystos ir kietos būsenos medžiagų tuo, kad dujinis elementas, kurio kiekis yra 1 mol, visada užima tą patį tūrį (jei stebimi tie patys parametrai).

Dujų tūris priklauso nuo temperatūros ir slėgio, todėl skaičiuojant reikia atsižvelgti į dujų tūrį normaliomis sąlygomis. Normaliomis sąlygomis laikoma 0 laipsnių temperatūra ir 101,325 kPa slėgis. 1 mol dujų molinis tūris normaliomis sąlygomis visada yra vienodas ir lygus 22,41 dm 3 /mol. Šis tūris vadinamas idealių dujų moliniu tūriu. Tai yra, 1 molyje bet kokių dujų (deguonies, vandenilio, oro) tūris yra 22,41 dm 3 / m.

Ryžiai. 3. Molinis dujų tūris normaliomis sąlygomis.

Lentelė "Molinis dujų tūris"

Šioje lentelėje parodytas kai kurių dujų tūris:

Dujos	Molinis tūris, l
H2	22,432
O2	22,391
Cl2	22,022
CO2	22,263
NH3	22,065
SO2	21,888
Idealus	22,41383

Ko mes išmokome?

Dujų molinis tūris, tirtas chemijos srityje (8 klasė), kartu su moline mase ir tankiu yra būtini dydžiai tam tikros cheminės medžiagos sudėčiai nustatyti. Molinių dujų ypatybė yra ta, kad viename molyje dujų visada yra toks pat tūris. Šis tūris vadinamas moliniu dujų tūriu.

Temos viktorina

Ataskaitos įvertinimas

Vidutinis reitingas: 4.3. Iš viso gautų įvertinimų: 70.

Dujų tūrį galima rasti kelių formulių pagalba. Būtina pasirinkti tinkamą, remiantis probleminių verčių būklės duomenimis. Pagrindinį vaidmenį renkantis norimą formulę vaidina aplinkos duomenys, o ypač: slėgis ir temperatūra.

Instrukcija

1. Ypač dažnai uždaviniuose naudojama formulė: V = n * Vm, kur V – dujų tūris (l), n – medžiagos skaičius (mol), Vm – molinis dujų tūris (l/mol), įprastomis sąlygomis (ne) yra standartinė vertė ir lygi 22,4 l / mol. Taip atsitinka, kad sąlygoje nėra medžiagos skaičiaus, bet yra tam tikros medžiagos masė, tada darome taip: n = m / M, kur m yra medžiagos masė (g), M yra medžiagos molinė masė (g / mol). Molinę masę randame pagal lentelę D.I. Mendelejevas: po kiekvienu elementu parašyta jo branduolinė masė, sudėkite visas mases ir gaukite mums reikalingą. Bet tokios problemos yra gana retos, dažniausiai užduotyje yra reakcijos lygtis. Tokių problemų sprendimas yra šiek tiek kitoks. Pažiūrėkime į pavyzdį.

2. Koks vandenilio tūris išsiskirs įprastomis sąlygomis, jei 10,8 g sveriantis aliuminis ištirps druskos rūgšties perteklyje.Užrašome reakcijos lygtį: 2Al + 6HCl (pvz.) = 2AlCl3 + 3H2 Išsprendžiame šios lygties uždavinį . Raskite sureagavusios aliuminio medžiagos skaičių: n(Al) = m(Al)/M(Al). Norėdami pakeisti duomenis į šią formulę, turime apskaičiuoti aliuminio molinę masę: M(Al) = 27 g/mol. Pakeičiame: n(Al) = 10,8/27 = 0,4 mol Iš lygties matome, kad ištirpus 2 moliams aliuminio susidaro 3 mol vandenilio. Apskaičiuojame, kiek vandenilio medžiagos susidaro iš 0,4 mol aliuminio: n(H2) = 3*0,4/2 = 0,6 mol. Po to duomenis pakeičiame į vandenilio tūrio nustatymo formulę: V \u003d n * Vm \u003d 0,6 * 22,4 \u003d 13,44 litro. Štai ir gavome rezultatą.

3. Jei kalbame apie dujų sistemą, tada yra tokia formulė: q(x) = V(x)/V, kur q(x)(phi) yra komponento tūrinė dalis, V(x) yra komponento tūris (l), V – sistemos tūris (l). Norėdami rasti komponento tūrį, gauname formulę: V(x) = q(x)*V. O jei reikia rasti sistemos tūrį, tai: V = V(x)/q(x).

Dujos laikomos nepriekaištingomis, kuriose molekulių sąveika yra nereikšminga. Be slėgio, dujų būseną apibūdina temperatūra ir tūris. Ryšys tarp šių parametrų rodomas dujų įstatymuose.

Instrukcija

1. Dujų slėgis yra tiesiogiai proporcingas jų temperatūrai, medžiagų skaičiui ir atvirkščiai proporcingas indo tūriui, kurį užima dujos. Proporcingumo rodiklis yra universalus dujų ištisinis R, maždaug lygus 8,314. Jis matuojamas džauliais, padalintas iš molių ir kelvinų.

2. Šis išdėstymas sudaro matematinį ryšį P=?RT/V, kur? – medžiagos skaičius (mol), R=8,314 – universaliųjų dujų nuolatinis (J/mol K), T – dujų temperatūra, V – tūris. Slėgis išreiškiamas paskaliais. Jis taip pat gali būti išreikštas atmosferomis, kai 1 atm = 101,325 kPa.

3. Nagrinėjamas ryšys yra Mendelejevo-Klapeirono lygties PV=(m/M) RT pasekmė. Čia m yra dujų masė (g), M yra jų molinė masė (g / mol), o frakcija m / M lemia medžiagos skaičių ? arba molių skaičių. Mendelejevo-Clapeyrono lygtis yra objektyvi visoms dujoms, kurios gali būti laikomos nepriekaištingomis. Tai yra pagrindinis fizinis ir cheminis dujų dėsnis.

4. Stebint tobulų dujų elgseną, kalbama apie vadinamąsias tipines sąlygas – aplinkos sąlygas, su kuriomis ypač dažnai susiduriama tikrovėje. Taigi, tipiniai duomenys (nr.) daro prielaidą, kad temperatūra yra 0 laipsnių Celsijaus (arba 273,15 laipsnių Kelvino) ir slėgis 101,325 kPa (1 atm). Rasta vertė, lygi vieno molio tobulų dujų tūriui tokiomis sąlygomis: Vm=22,413 l/mol. Šis tūris vadinamas moliniu. Molinis tūris yra viena iš pagrindinių cheminių konstantų, naudojamų sprendžiant problemas.

5. Svarbiausia suprasti, kad esant nuolatiniam slėgiui ir temperatūrai, dujų tūris taip pat nesikeičia. Šis nuostabus postulatas suformuluotas Avogadro dėsne, kuriame teigiama, kad dujų tūris yra tiesiogiai proporcingas molių skaičiui.

Susiję vaizdo įrašai

Pastaba!
Yra ir kitų tūrio nustatymo formulių, tačiau jei reikia rasti dujų tūrį, tiks tik šiame straipsnyje pateiktos formulės.