Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

5.3: Применение закона идеального газа: молярная масса, плотность и объем
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Applications of the Ideal Gas Law: Molar Mass, Density, and Volume
 
ТРАНСКРИПТ

5.3: Применение закона идеального газа: молярная масса, плотность и объем

Объем, занимаемый одним молем вещества, является его молярным объемом. Закон об идеальном газе, PV = nRT, предполагает, что объем заданного количества газа и количество молей в данном объёме газа изменяется в зависимости от изменения давления и температуры. При стандартной температуре и давлении, или STP (273.15 K и 1 atm), один моль идеального газа (независимо от его идентичности) имеет объем около 22.4 л — это называется стандартным молярным объемом.

Например, один моль каждого из следующих газов: водорода, кислорода, аргона или углекислого газа занимает 22.4 литра при STP. Это означает, что 0.5 моля любого газа на STP занимает объём 11.2 л, а 2 моля любого газа при STP занимают объём 44.8 л.

Закон идеального газа универсален, связывает давление, объем, количество молей и температуру газа независимо от химической идентичности газа:

Плотность d газа, с другой стороны, определяется его природой. Плотность — это отношение массы к объему. Переставив месмтами парамеры в уравнении идеального газа так, чтобы выразить V и подставляяв уравнение плотности, получаем:

Отношение m/n, то есть масса на моль, является определением молярной массы, М:

Затем уравнение плотности можно записать как

Это уравнение говорит нам, что плотность газа прямо пропорциональна давлению и молярной массе и обратно пропорциональна температуре. Например, CO2 (молярная масса = 44 г/моль) тяжелее N2 (молярная масса = 28 г/моль) или O2 (молярная масса = 32 г/моль), поэтому он плотнее воздуха. По этой причине CO2, выделяемый из огнетушителя CO2, обеспечивает изоляцию пламени, предотвращая попадание O2 на горючий материал. Явление подъема воздушных шаров, наполненных горячим воздухом, зависит от соотношения, согласно которому газы с одинаковой молярной массой (например, воздух) имеют более низкую плотность при более высоких температурах, и поэтому воздушные шары могут плавать.

Этот текст адаптирован из Openstax, Химия 2е изд., раздел 9.3: Стехиометрия газообразных веществ, смесей и реакций.

"

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter