Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

5.5: Химическая стехиометрия и газы
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
Chemical Stoichiometry and Gases: Using Ideal Gas Law to Determine Moles
 
ТРАНСКРИПТ

5.5: Химическая стехиометрия и газы

Химическая стехиометрия описывает количественные отношения между реагентами и продуктами в химических реакциях.

Помимо измерения количества реагентов и продуктов, использующих массы для твердых веществ и объемов, в сочетании с молярностью для растворов, теперь объемы газа также могут использоваться для указания количества. Если известен объем, давление и температура газа, то можно использовать идеальное уравнение газа для расчета количества молей газа. И наоборот, если известно количество молей газа, можно определить объем газа при любой температуре и давлении.

В качестве примера рассмотрим объем водорода при 27 °C и 723 торр, приготовленный в результате реакции 8.88 г галлия с избытком соляной кислоты.

Во-первых, преобразуйте предоставленную массу ограничивающего реагента, Ga, в моли производимого водорода:

Преобразуйте указанные значения температуры и давления в соответствующие единицы (K и атмосферы, соответственно), а затем используйте молярное количество водорода и уравнение идеального газа для расчета объема газа:

Вспомним закон Авогадро

Можно также воспользоваться простой особенностью стехиометрии газов, которые не проявляются как твердые тела и растворы: Все газы, которые показывают идеальное поведение, содержат одинаковое количество молекул в одном и том же объеме (при одинаковой температуре и давлении). Таким образом, соотношения объемов газов, участвующих в химической реакции, приводятся коэффициентами в уравнении для реакции при условии, что объемы газа измеряются при той же температуре и давлении.

Закон Авогадро может быть расширен (он гласит, что объем газа прямо пропорционален количеству молей газа) до химических реакций с газами: Газы объединяются или реагируют в определенных и простых пропорциях по объему при условии, что все объемы газа измеряются при одинаковой температуре и давлении.

Например, поскольку азот и водородные газы реагируют на выделение аммиачного газа в соответствии с.  

данный объем газообразного азота реагирует с трехкратным объемом газообразного водорода, чтобы в два раза больше объема аммиачного газа, если давление и температура остаются постоянными.

Согласно закону Авогадро, одинаковые объемы газообразных N2, H2 , и NH3 при одинаковой температуре и давлении содержат одинаковое количество молекул. Поскольку одна молекула N2 вступает в реакцию с тремя молекулами H2, образуя две молекулы NH3, требуемый объем Н2 в три раза превышает объем N2, а объем производимого NH3 в два раза превышает объем N2.

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

"

Tags

Chemical Stoichiometry Ideal Gas Law Moles Reactants Products Stoichiometric Coefficients Conversion Factors Gaseous Substances Volume Temperature Pressure Ideal Gas Law Molar Mass Calculations Lithium Water Hydrogen Gas Reaction Temperature Pressure

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

Waiting X
Simple Hit Counter