Молярный объём

Молярный объём Кислород

Закон объемных отношений

Как решить задачу с использованием «Закона объемных отношений»?

Закон объемных отношений: объемы газов, участвующих в реакции, относятся друг к другу как небольшие целые числа, равные коэффициентам в уравнении реакции.

Коэффициенты в уравнениях реакций показывают числа объемов реагирующих и образовавшихся газообразных веществ.

Пример. Вычислите объем воздуха, необходимый для сгорания 112 л ацетилена.

1. Составляем уравнение реакции:

Молярный объём

2. На основании закона объемных отношений вычисляем объем кислорода:

112 / 2 = Х / 5, откуда Х = 112 · 5 / 2 = 280л

3. Определяем объм воздуха:

V(возд) = V(O2) / φ(O2)

V(возд) = 280 / 0,2 = 1400 л.

Законы идеальных газов

В расчетах, связанных с газами, часто приходится переходить от данных условий к нормальным или наоборот. При этом удобно пользоваться формулой, следующей из объединенного газового закона Бойля-Мариотта и Гей-Люссака:

pV / Т = pнVн / Тн

Где p -давление; V — объем; Т- температура вшкале Кельвина; индекс «н» указывает на нормальные условия.

Как вычислить объем кислорода

Кислород – важнейший для жизнедеятельности человека и всех живых организмов элемент таблицы Менделеева. Представляет собою газ, не имеющий цвета, вкуса и запаха, чуть более тяжелый, чем воздух. Химическая формула кислорода – O2. Сильнейший окислитель, уступающий по активности только фтору и хлору, реагирует с подавляющим большинством элементов, образуя оксиды. Широко используется в металлургии, химии, сельском хозяйстве, медицине, а также как компонент ракетного топлива (в качестве окислителя). Как же определить объем кислорода?

Инструкция

Количество вещества, объём и молярный объём — урок. химия, 8 класс.

Молярный объем

С помощью этого видеофрагмента учащиеся вспомнят основные формулы и физические величины, а также познакомятся с новым понятием – молярным объемом, научатся решать задачи на основе нового материала, что значительно облегчит изучение новых тем.

Молярный
объём
– это объём 1 моль вещества. Понятие молярного
объема
применимо для газов. Например, если взять 1 моль воды, то мы
не взвешиваем на весах 18 г воды
, т.к. это совершенно неудобно, а зная, что
плотность воды 1 г/мл, мы измеряем её объем цилиндром или мензуркой.

Молярный объём

Молярный
объем воды в таком случае будет равен 18 мл/моль. Молярный
объём твёрдых веществ и жидкостей зависит от их плотности.
Молярный
объём воды, кислоты, сахара и соли отличается между собой, потому что и
плотности их тоже отличаются.

Молярный объём

Если
взять 1 моль кислорода, 1 моль углекислого газа, 1 моль водорода, то при
одинаковых нормальных условиях они
будут занимать одинаковый объем,
равный 22,4 л
. Эти газы также будут содержать и одинаковое число частиц,
т.е. 6,02 · 1023. Нормальными условиями или н.у. принято
считать температуру 0 0С (градусов по Цельсию) и давление 760 мм.
рт. ст. (миллиметров ртутного столба) или 101,3 кПа (килопаскаля).

Молярный объём

Следовательно,
молярный объём – это объём газа количеством 1 моль. Обозначается молярный
объём, как и любой другой объем, но с символом Vm.

Кроме
того, молярный объём – это физическая величина, равная отношению объёма
вещества к количеству вещества. Это можно записать в виде формулы:

Vm=Молярный объём

V
это объём газа, n
это количество вещества.

Из
этого выражения можно найти и V.

V=
n
·
Vm

Единицей
измерения молярного объёма является л/моль, и т.к. это величина
постоянная при нормальных условиях, то молярный объём равен 22,4 л/моль.

Молярный объём

Объём
1 кмоля называют киломолярным объёмом и измеряют в м3/кмоль,
т.е. он равен 22,4 м3/кмоль, а объём 1 ммоля называют миллимолярным
объёмом
, измеряют его в мл/ммоль, т.е. миллимолярный объём равен 22,
4 мл/ммоль.

Используя
новые формулы, решим задачи.

1.               
Найдите объём азота (N2)
количеством 2 моль.

Найдем объем азота (N2)
количеством 2 моль. По условию нам дано количество вещества азота – 2 моль.
Найти необходимо его объем. Для решения задачи используем формулу нахождения
объема газа через количество вещества, т.е. нужно молярный объем умножить на
количество вещества. Подставляем значения в формулу, т.е. 22,4 литра на моль
умножаем на 2 моль, в результате получаем 44,8 литра. Следовательно, 2 моль
азота занимает объем 44,8 л.

Молярный объём

2.               
Найдите количество вещества озона (O3)
объёмом 67,2 л.

По
условию задачи нам дан объем озона – 67,2 литра, найти нужно количество
вещества озона. Для решения задачи используем формулу: объем, разделенный на
молярный объем, подставим значения в формулу, т.е. 67,2 литра делим на 22,4
литра на моль, получаем результат – 3 моль. Поэтому 3 моль озона занимают объем
67,2 л.

Молярный объём

Пример: рассчитайте объем для 1 кг кислорода, для 160 г кислорода, для 8 г кислорода:

Рассчитайте объем для 1 кг кислорода при нормальных условиях.

V = m · Vm / M = 1 000 грамм · 22,4 л/моль / 32 г/моль = 700 литров.

Рассчитайте объем для 1 кг кислорода при 30 градусах Цельсия (303,15 К), давлении 30 кПа.

V = m·R ·T / p·M = 1 000 грамм · 8,314 Дж/(моль⋅К) · 303,15 К / (30 кПа · 32 г/моль) = 2 625,405 литров или 2,625405 м3.

Рассчитайте объем для 160 г кислорода при нормальных условиях.

V = m · Vm / M = 160 грамм · 22,4 л/моль / 32 г/моль = 112 литров.

Рассчитайте объем для 160 г кислорода при 30 градусах Цельсия (303,15 К), давлении 30 кПа.

V = m·R ·T / p·M = 160 грамм · 8,314 Дж/(моль⋅К) · 303,15 К / (30 кПа · 32 г/моль) = 420,064 литров.

Рассчитайте объем для 8 г кислорода при нормальных условиях.

V = m · Vm / M = 8 грамм · 22,4 л/моль / 32 г/моль = 5,6 литров.

Рассчитайте объем для 8 г кислорода при 30 градусах Цельсия (303,15 К), давлении 30 кПа.

V = m·R ·T / p·M = 8 грамм · 8,314 Дж/(моль⋅К) · 303,15 К / (30 кПа · 32 г/моль) = 21,003 литра.

Пример: рассчитайте объем для 2 моль кислорода, для 3 моль кислорода, для 5 моль кислорода:

Рассчитайте объем для 2 моль кислорода при нормальных условиях.

V = ν · Vm = 2 моль · 22,4 г/моль = 44,8 литров.

Рассчитайте объем для 2 моль кислорода при 30 градусах Цельсия (303,15 К), давлении 30 кПа.

V = ν · R · T / p = 2 моль · 8,314 Дж/(моль⋅К) · 303,15 К / (30 кПа) = 168,025 литров.

Рассчитайте объем для 3 моль кислорода при нормальных условиях.

V = ν · Vm = 3 моль · 22,4 г/моль = 67,2 литров.

Рассчитайте объем для 3 моль кислорода при 30 градусах Цельсия (303,15 К), давлении 30 кПа.

V = ν · R · T / p = 3 моль · 8,314 Дж/(моль⋅К) · 303,15 К / (30 кПа) = 252,038 литра.

Рассчитайте объем для 5 моль кислорода при нормальных условиях.

V = ν · Vm = 5 моль · 22,4 г/моль = 112 литров.

Рассчитайте объем для 5 моль кислорода при 30 градусах Цельсия (303,15 К), давлении 30 кПа.

V = ν · R · T / p = 5 моль · 8,314 Дж/(моль⋅К) · 303,15 К / (30 кПа) = 420,064 литров.

Рассчитать объем газа: азота, водорода, воздуха, гелия,озона, кислорода, углекислого газа, хлора

Коэффициент востребованности 3 079

Рассчитать объем кислорода.

Рассчитать объем кислорода (газа) при нормальных условиях, если известна его масса, можно по формуле: V = m · Vm / M = ν · Vm. Рассчитать объем кислорода (газа), если известна его масса, температура и давление, можно по формуле: V = m·R ·T / (p·M) = ν ·R ·T / p.

Химическая формула кислорода O₂.

Расчет объема кислорода (газа)

Теория расчета объема газа

Пример: Рассчитайте объем для 1 кг кислорода, для 160 г кислорода, для 6 г кислорода

Пример: Рассчитайте объем для 2 моль кислорода, для 3 моль кислорода, для 5 моль кислорода

Рассчитать объем газа: азота, водорода, воздуха, гелия,озона, кислорода, углекислого газа, хлора

Таблица молярных объёмов химических элементов (2 часть):

31 Галлий Ga 11,80945
32 Германий Ge 13,6464
33 Мышьяк As 13,082
34 Селен Se 16,3851
35 Бром Br 25,610256
36 Криптон Kr 22,34613
37 Рубидий Rb 55,78838
38 Стронций Sr 33,315589
39 Иттрий Y 19,88
40 Цирконий Zr 14,01075
41 Ниобий Nb 10,84
42 Молибден Mo 9,33
43 Технеций Tc 8,5217
44 Рутений Ru 8,17057
45 Родий Rh 8,2655
46 Палладий Pd 8,851
47 Серебро Ag 10,282955
48 Кадмий Cd 12,995
49 Индий In 15,7
50 Олово Sn 16,239398
51 Сурьма Sb 18,181275
52 Теллур Te 20,4487
53 Йод I 25,689
54 Ксенон Xe 22,253
55 Цезий Cs 70,732
56 Барий Ba 39,1245
57 Лантан La 22,6
58 Церий Ce 20,9472
59 Празеодим Pr 21,221
60 Неодим Nd 20,5763

Таблица молярных объёмов химических элементов (3 часть):

61 Прометий Pm 19,961
62 Самарий Sm 20,4487964
63 Европий Eu 28,978642
64 Гадолиний Gd 19,9
65 Тербий Tb 19,3363
66 Диспрозий Dy 19,0
67 Гольмий Ho 18,7527
68 Эрбий Er 18,449
69 Тулий Tm 18,124
70 Иттербий Yb 26,33789
71 Лютеций Lu 17,77939
72 Гафний Hf 13,41
73 Тантал Ta 10,86774
74 Вольфрам W 9,55
75 Рений Re 8,858563
76 Осмий Os 8,42
77 Иридий Ir 8,52
78 Платина Pt 9,249786
79 Золото Au 10,2
80 Ртуть Hg 14,821
81 Таллий Tl 17,247535
82 Свинец Pb 18,2716
83 Висмут Bi 21,3681
84 Полоний Po 22,727272
85 Астат At 32,94 − предположительно
86 Радон Rn 22,816
87 Франций Fr нет данных
88 Радий Ra 45,2
89 Актиний Ac 22,5422
90 Торий Th 19,791717

Таблица молярных объёмов химических элементов.

Молярный объём – отношение объёма вещества к его количеству при определенной температуре и давлении.

Молярный объём имеет обозначение Vm.

Молярный объём численно равен объёму одного моля вещества.

Молярный объём в Международной системе единиц (СИ) измеряется в кубических метрах на моль, русское обозначение: м3/моль; международное: m3/mol.

Термин «молярный объём» может быть применён к простым веществам, химическим соединениям и смесям.

Молярный объём зависит от температуры, давления и агрегатного состояния вещества.

Молярный объём вещества вычисляется по формуле:

Vm =  V/n = M/ρ,

где

V – объем вещества,

n – количество вещества,

M – молярная масса,

ρ – плотность вещества.

Таблица молярных объёмов химических элементов:

Атомный номер Химический элемент Символ Молярный объём, см3/моль
1 Водород H 11,21
2 Гелий He 22,42354
3 Литий Li 12,97383
4 Бериллий Be 4,8767
5 Бор B 4,3947
6 Углерод C 5,314469 – графит,

3,42 – алмаз

7 Азот N 11,196
8 Кислород O 11,196
9 Фтор F 11,202
10 Неон Ne 22,42
11 Натрий Na 23,74976
12 Магний Mg 13,984
13 Алюминий Al 9,993
14 Кремний Si 12,05386
15 Фосфор P 16,99054
16 Сера S 16,35969
17 Хлор Cl 11,0308
18 Аргон Ar 22,392
19 Калий K 45,675584
20 Кальций Ca 25,85677
21 Скандий Sc 15,060606
22 Титан Ti 10,62059
23 Ванадий V 8,3373977
24 Хром Cr 7,282
25 Марганец Mn 7,35449
26 Железо Fe 7,0923
27 Кобальт Co 6,6217
28 Никель Ni 6,58884
29 Медь Cu 7,12399
30 Цинк Zn 9,16092
31 Галлий Ga 11,80945
32 Германий Ge 13,6464
33 Мышьяк As 13,082
34 Селен Se 16,3851
35 Бром Br 25,610256
36 Криптон Kr 22,34613
37 Рубидий Rb 55,78838
38 Стронций Sr 33,315589
39 Иттрий Y 19,88
40 Цирконий Zr 14,01075
41 Ниобий Nb 10,84
42 Молибден Mo 9,33
43 Технеций Tc 8,5217
44 Рутений Ru 8,17057
45 Родий Rh 8,2655
46 Палладий Pd 8,851
47 Серебро Ag 10,282955
48 Кадмий Cd 12,995
49 Индий In 15,7
50 Олово Sn 16,239398
51 Сурьма Sb 18,181275
52 Теллур Te 20,4487
53 Йод I 25,689
54 Ксенон Xe 22,253
55 Цезий Cs 70,732
56 Барий Ba 39,1245
57 Лантан La 22,6
58 Церий Ce 20,9472
59 Празеодим Pr 21,221
60 Неодим Nd 20,5763
61 Прометий Pm 19,961
62 Самарий Sm 20,4487964
63 Европий Eu 28,978642
64 Гадолиний Gd 19,9
65 Тербий Tb 19,3363
66 Диспрозий Dy 19,0
67 Гольмий Ho 18,7527
68 Эрбий Er 18,449
69 Тулий Tm 18,124
70 Иттербий Yb 26,33789
71 Лютеций Lu 17,77939
72 Гафний Hf 13,41
73 Тантал Ta 10,86774
74 Вольфрам W 9,55
75 Рений Re 8,858563
76 Осмий Os 8,42
77 Иридий Ir 8,52
78 Платина Pt 9,249786
79 Золото Au 10,2
80 Ртуть Hg 14,821
81 Таллий Tl 17,247535
82 Свинец Pb 18,2716
83 Висмут Bi 21,3681
84 Полоний Po 22,727272
85 Астат At 32,94 − предположительно
86 Радон Rn 22,816
87 Франций Fr нет данных
88 Радий Ra 45,2
89 Актиний Ac 22,5422
90 Торий Th 19,791717
91 Протактиний Pa 15,03
92 Уран U 12,4949559
93 Нептуний Np 11,5892
94 Плутоний Pu 12,313
95 Америций Am 17,77615
96 Кюрий Cm 18,28275
97 Берклий Bk 16,71
98 Калифорний Cf 16,62
99 Эйнштейний Es нет данных
100 Фермий Fm нет данных
101 Менделевий Md нет данных
102 Нобелий No нет данных
103 Лоуренсий Lr нет данных
104 Резерфордий (Курчатовий) Rf нет данных
105 Дубний (Нильсборий) Db нет данных
106 Сиборгий Sg нет данных
107 Борий Bh нет данных
108 Хассий Hs нет данных
109 Мейтнерий Mt нет данных
110 Дармштадтий Ds нет данных

Теория:

Рассчитать объем кислорода (газа) при нормальных условиях, если известна его масса, можно по формуле:

V = m · Vm / M = ν · Vm,

где

V – объем газа, л,

ν – количество вещества, моль,

Vm – молярный объем газа, л/моль, Vm = 22,4 л/моль,

ν = m / M,

m – масса газа, г,

М – молярная масса газа, г/моль,

M(О₂) = 2·16 = 32 г/моль,

Нормальные условия: 0 оС (или 273,15 К), 101,325 кПа или 1 атм.

Рассчитать объем кислорода (газа), если известна его масса, температура и давление, можно по формуле:

V = m·R ·T / (p·M) = ν ·R ·T / p,

где

V – объем газа, л,

ν – количество вещества, моль,

ν = m / M,

m – масса газа, г,

М – молярная масса газа, г/моль,

M(О₂) = 2·16 = 32 г/моль,

R – универсальная газовая постоянная, R ≈ 8,314 Дж/(моль⋅К),

T – термодинамическая температура, К.

P – давление, кПа.

Оцените статью
Кислород
Добавить комментарий