Як знайти число молекул в газі

Як знайти число молекул в газі

Молекула — це електрично нейтральна частинка, що володіє усіма хімічними властивостями, властивими даному конкретному речовини. У тому числі і газам: кисню, азоту, хлору і т.д. Як можна визначити кількість молекул газу?

Інструкція

  1. Якщо вам необхідно підрахувати, скільки молекул кисню міститься в 320 грамах цього газу при нормальних умовах, перш за все, визначте, яка кількість молей кисню укладено в цій кількості. По таблиці Менделєєва, можна побачити, що округлена атомна маса кисню — 16 атомних одиниць. Оскільки молекула кисню — двоатомних, маса молекули складе 32 атомні одиниці. Отже, кількість молей 320/32 = 10.
  2. Далі вам допоможе універсальне число Авогадро, назване на честь вченого, який припустив, що рівні об’єми ідеальних газів при постійних умовах утримують однакові кількості молекул. Воно позначається символом N (A) і дуже велика — приблизно становить 6,022 * 10 (23). Помножте це число на обчислена кількість молей кисню і ви дізнаєтеся, що шукану кількість молекул в 320 грамах кисню — 6,022 * 10 (24).
  3. А якщо вам відомо тиск кисню, а також обсяг, займаний ним, і температура? Як обчислити кількість його молекул при таких даних? І тут немає нічого складного. Треба лише записати універсальне рівняння Менделєєва-Клапейрона для ідеальних газів:

    PV = RTM / m

    Де P — тиск газу в паскалях, V — його об’єм в кубічних метрах, R — універсальна газова постійна, M — маса газу, а m — його молярна маса.
  4. Cлегка перетворюючи це рівняння, ви отримаєте:

    M = PVm / RT
  5. Оскільки у вас є всі необхідні дані (тиск, об’єм, температура задані спочатку, R = 8,31, а молярна маса кисню = 32 грама / моль), ви елементарно знайдете масу газу при даному обсязі, тиску і температурі. А далі задача вирішується точно так само, як і у вищеописаному прикладі: N (A) M / m. Провівши обчислення, ви дізнаєтеся, скільки молекул кисню міститься при заданих умовах.
  6. Можна ще більш спростити рішення, оскільки в отриманій дробу N (A) PVm / RTm молярні маси скорочуються, і залишається: N (A) PV / RT. Підставивши у формулу відомі вам величини, ви отримаєте відповідь.

Корисні поради

Жоден реальний газ (включаючи кисень), звичайно ж, не є ідеальним, тому рівняння Менделєєва-Клапейрона можна використовувати для розрахунків лише за умов, не дуже сильно відрізняються від нормальних.