Як обчислити об’єм кисню

Як обчислити об'єм кисню

Кисень — найважливіший для життєдіяльності людини і всіх живих організмів елемент таблиці Менделєєва. Являє собою газ, не має кольору, смаку і запаху, трохи важчий за повітря. Хімічна формула кисню — O2. Найсильніший окислювач, який поступається за активністю тільки фтору і хлору, реагує з переважною більшістю елементів, утворюючи оксиди. Широко використовується в металургії, хімії, сільському господарстві, медицині, а також як компонент ракетного палива (як окислювач). Як же визначити об’єм кисню?

Інструкція

  1. Припустимо, вам відомо кількість молей кисню (наприклад, 5). Перед вами стоїть питання: який об’єм при нормальних умовах займають ці 5 молей? Рішення буде таким: при нормальних умовах обсяг 1 моля будь-якого газу є постійною величиною і дорівнює приблизно 22,4 літра. Отже, 5 молей кисню при нормальних умовах займуть місця 22,4 * 5 = 112 літрів.
  2. Ну а якщо вам відома маса кисню? Припустимо, 96 грам. Який обсяг вони займуть при нормальних умовах? Спочатку дізнайтеся, скільки молей кисню міститься в 96 грамах цієї речовини. Молярна маса кисню (виходячи з формули О2) = 32 г / моль. Отже, 96 грам — це 3 моля. Зробивши множення, отримаєте таку відповідь: 22,4 * 3 = 67,2 літра.
  3. А якщо вам треба визначити об’єм кисню при умовах, відмінних від нормальних? Тут вам на допомогу прийде універсальне рівняння Менделєєва-Клапейрона, що описує стан так званого «ідеального газу». Воно записується в такому вигляді:

    PV = RTM / m, де Р — тиск газу в паскалях, V — його об’єм в літрах, R — універсальна газова стала, T — температура газу в градусах Кельвіна, М — маса газу, m — його молярна маса.
  4. Перетворюючи рівняння, отримаєте:

    V = RTM / mP.
  5. Як бачите, якщо у вас є необхідні для розрахунків дані (температура, маса і тиск кисню), обчислити його обсяг дуже просто. Оскільки значення R (8,31) і m (32) вам і так відомі.

Корисні поради

Зрозуміло, кисень (як і будь-який інший газ) не можна вважати ідеальним газом, тому рівняння Менделєєва-Клапейрона, строго кажучи, не зовсім точно описує його стан. Проте якщо тиск і температура газу не дуже сильно відрізняються від нормальних, його можна використовувати при розрахунках. Похибка буде досить незначною.