Як обчислити масу одного моля водню


 

Водень — найлегший газ, перший і найпростіший елемент таблиці Менделєєва. Атом його найбільш поширеного ізотопу протію складається з єдиного протона і єдиного електрона. Водень — наймасовіше речовина у Всесвіті. Саме з нього, головним чином, складаються зірки. Цей елемент знаходить широке застосування в різних галузях промисловості. Часто виникає необхідність обчислити масу якоїсь кількості водню.



Інструкція

  1. Припустимо, вам дана така задача. Відомо, що 44,8 кубічних метрів водню важать 4 кілограми. Необхідно визначити, яка маса одного моля водню. Існує універсальне правило: один моль будь-якого газу при умовах, близьких до нормальних, займає об’єм, рівний 22,4 літрів. В одному кубічному метрі 1000 літрів. Отже, в 44,8 кубічних метрах міститься 44800 літрів. Тобто 44800/22, 4 = 2000 молей водню. Їх маса вам відома за умовами задачі — 4 кілограми, тобто 4000 грам. Розділіть 4000/2000 = 2 грама. Така маса одного моля водню.
  2. Можна відповісти на питання за допомогою таблиці Менделєєва. Кожному елементу в ній відведено певне місце — осередок, де міститься вся необхідна інформація. Зокрема, молекулярна маса його найбільш поширеного ізотопу, виражена в атомних одиницях маси. Подивіться на таблицю. Молекулярна маса ізотопу водню протію становить 1,008 а.е.м. Отже, молекулярна маса однієї молекули водню (з урахуванням того, що вона двоатомних) складе 2,016 а.е.м. Або округлено 2 а.е.м.
  3. Є ще одне універсальне правило: молярна маса якого елемента чисельно дорівнює його молекулярної маси, тільки виражається в іншій розмірності: грам / моль. Таким чином, молярна маса водню дорівнює 2,016 грам. Округлено 2 грама.
  4. Можна визначити масу моля водню і з допомогою рівняння Менделєєва-Клапейрона. Воно виглядає наступним чином: PV = MRT / m. Р — тиск газу, V — його об’єм, M — фактична маса, R — універсальна газова стала, Т — температура, а m — молярна маса. Видозмінити рівняння, отримаєте: m = MRT / PV. Це рівняння справедливо для будь-якого газу, що знаходиться за умов, близьких до нормальних. У тому числі, зрозуміло, і для водню.
  5. Підставте у формулу відомі вам значення тиску, обсягу, маси, температури і газової постійної (рівною 8,31). Ви отримаєте шукану молярну масу водню m.