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):

31ГаллийGa11,80945
32ГерманийGe13,6464
33МышьякAs13,082
34СеленSe16,3851
35БромBr25,610256
36КриптонKr22,34613
37РубидийRb55,78838
38СтронцийSr33,315589
39ИттрийY19,88
40ЦирконийZr14,01075
41НиобийNb10,84
42МолибденMo9,33
43ТехнецийTc8,5217
44РутенийRu8,17057
45РодийRh8,2655
46ПалладийPd8,851
47СереброAg10,282955
48КадмийCd12,995
49ИндийIn15,7
50ОловоSn16,239398
51СурьмаSb18,181275
52ТеллурTe20,4487
53ЙодI25,689
54КсенонXe22,253
55ЦезийCs70,732
56БарийBa39,1245
57ЛантанLa22,6
58ЦерийCe20,9472
59ПразеодимPr21,221
60НеодимNd20,5763

Таблица молярных объёмов химических элементов (3 часть):

61ПрометийPm19,961
62СамарийSm20,4487964
63ЕвропийEu28,978642
64ГадолинийGd19,9
65ТербийTb19,3363
66ДиспрозийDy19,0
67ГольмийHo18,7527
68ЭрбийEr18,449
69ТулийTm18,124
70ИттербийYb26,33789
71ЛютецийLu17,77939
72ГафнийHf13,41
73ТанталTa10,86774
74ВольфрамW9,55
75РенийRe8,858563
76ОсмийOs8,42
77ИридийIr8,52
78ПлатинаPt9,249786
79ЗолотоAu10,2
80РтутьHg14,821
81ТаллийTl17,247535
82СвинецPb18,2716
83ВисмутBi21,3681
84ПолонийPo22,727272
85АстатAt32,94 − предположительно
86РадонRn22,816
87ФранцийFrнет данных
88РадийRa45,2
89АктинийAc22,5422
90ТорийTh19,791717

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 номерХимический элементСимволМолярный объём, см3/моль
1ВодородH11,21
2ГелийHe22,42354
3ЛитийLi12,97383
4БериллийBe4,8767
5БорB4,3947
6УглеродC5,314469 – графит,

3,42 – алмаз

7АзотN11,196
8КислородO11,196
9ФторF11,202
10НеонNe22,42
11НатрийNa23,74976
12МагнийMg13,984
13АлюминийAl9,993
14КремнийSi12,05386
15ФосфорP16,99054
16СераS16,35969
17ХлорCl11,0308
18АргонAr22,392
19КалийK45,675584
20КальцийCa25,85677
21СкандийSc15,060606
22ТитанTi10,62059
23ВанадийV8,3373977
24ХромCr7,282
25МарганецMn7,35449
26ЖелезоFe7,0923
27КобальтCo6,6217
28НикельNi6,58884
29МедьCu7,12399
30ЦинкZn9,16092
31ГаллийGa11,80945
32ГерманийGe13,6464
33МышьякAs13,082
34СеленSe16,3851
35БромBr25,610256
36КриптонKr22,34613
37РубидийRb55,78838
38СтронцийSr33,315589
39ИттрийY19,88
40ЦирконийZr14,01075
41НиобийNb10,84
42МолибденMo9,33
43ТехнецийTc8,5217
44РутенийRu8,17057
45РодийRh8,2655
46ПалладийPd8,851
47СереброAg10,282955
48КадмийCd12,995
49ИндийIn15,7
50ОловоSn16,239398
51СурьмаSb18,181275
52ТеллурTe20,4487
53ЙодI25,689
54КсенонXe22,253
55ЦезийCs70,732
56БарийBa39,1245
57ЛантанLa22,6
58ЦерийCe20,9472
59ПразеодимPr21,221
60НеодимNd20,5763
61ПрометийPm19,961
62СамарийSm20,4487964
63ЕвропийEu28,978642
64ГадолинийGd19,9
65ТербийTb19,3363
66ДиспрозийDy19,0
67ГольмийHo18,7527
68ЭрбийEr18,449
69ТулийTm18,124
70ИттербийYb26,33789
71ЛютецийLu17,77939
72ГафнийHf13,41
73ТанталTa10,86774
74ВольфрамW9,55
75РенийRe8,858563
76ОсмийOs8,42
77ИридийIr8,52
78ПлатинаPt9,249786
79ЗолотоAu10,2
80РтутьHg14,821
81ТаллийTl17,247535
82СвинецPb18,2716
83ВисмутBi21,3681
84ПолонийPo22,727272
85АстатAt32,94 − предположительно
86РадонRn22,816
87ФранцийFrнет данных
88РадийRa45,2
89АктинийAc22,5422
90ТорийTh19,791717
91ПротактинийPa15,03
92УранU12,4949559
93НептунийNp11,5892
94ПлутонийPu12,313
95АмерицийAm17,77615
96КюрийCm18,28275
97БерклийBk16,71
98КалифорнийCf16,62
99ЭйнштейнийEsнет данных
100ФермийFmнет данных
101МенделевийMdнет данных
102НобелийNoнет данных
103ЛоуренсийLrнет данных
104Резерфордий (Курчатовий)Rfнет данных
105Дубний (Нильсборий)Dbнет данных
106СиборгийSgнет данных
107БорийBhнет данных
108ХассийHsнет данных
109МейтнерийMtнет данных
110ДармштадтийDsнет 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