Як знайти об’єм газу при нормальних умовах


 

Будь ідеальний газ можна охарактеризувати декількома параметрами: температурою, об’ємом, тиском. Співвідношення, що встановлює зв’язок між цими величинами, називається рівнянням стану газу.


Інструкція

  1. Експериментально було встановлено, що при постійній температурі P1V1 = P2V2, або, що те ж саме, PV = const (закон Бойля-Маріотта). При постійному тиску постійним залишається відношення обсягу до температури: V / T = const (закон Гей-Люссака). Якщо ж зафіксувати об’єм, то P / T = const (закон Шарля). Об’єднання цих трьох законів дає універсальний газовий закон, який свідчить, що PV / T = const. Дане рівняння було встановлено французьким фізиком Б. Клапейроном в 1834 році.
  2. Значення постійної визначається лише кількістю речовини газу. Д.І. Менделєєв в 1874 році вивів рівняння для одного моля. Так він набув значення універсальної газової постійної: R = 8,314 Дж / (моль ∙ К). Отже, PV = RT. У разі довільної кількості газу ν PV = νRT. Сама кількість речовини можна знайти з відношення маси до молярної маси: ν = m / M.
  3. Молярна маса чисельно дорівнює відносній молекулярної. Останню можна знайти з таблиці Менделєєва, вона вказується в комірці елемента, як правило, внизу. Молекулярна маса з’єднання дорівнює сумі молекулярних мас входять до нього елементів. У разі різновалентних атомів потрібно множення на індекс. Наприклад, M (N2O) = 14 ∙ 2 +16 = 28 +16 = 44 г / моль.
  4. Нормальними умовами для газів прийнято вважати тиск P0 = 1 атм = 101, 325 кПа, температуру T0 = 273,15 К = 0 ° C. Тепер можна знайти об’єм одного моля газу при нормальних умовах: Vm = RT/P0 = 8,314 ∙ 273,15 / 101,325 = 22,413 л / моль. Ця таблична величина є молярним об’ємом.
  5. При нормальних умовах кількість речовини дорівнює відношенню об’єму газу до молярному об’ємом: ν = V / Vm. При довільних умовах треба використовувати безпосередньо рівняння Менделєєва-Клапейрона: ν = PV / RT.
  6. Таким чином, щоб знайти об’єм газу при нормальних умовах, треба кількість речовини (число молей) цього газу помножити на молярний об’єм, рівний 22,4 л / моль. Зворотною операцією можна знайти кількість речовини із заданого обсягу.