Πώς μπορείτε να ανακαλύψετε τη μοριακή μάζα ενός αερίου που έχει δοθεί θερμοκρασία και πίεση πυκνότητας;
Κατανόηση των εννοιών
* Μοριακή μάζα (m): Η μάζα ενός μοσχεύματος μιας ουσίας (γραμμάρια ανά mole, g/mol).
* Πυκνότητα (ρ): Μάζα ανά μονάδα όγκου (γραμμάρια ανά λίτρο, G/L).
* πίεση (p): Δύναμη ανά περιοχή μονάδας (ατμόσφαιρες, ΑΤΜ).
* Θερμοκρασία (t): Μετρείται στο Kelvin (k).
* Ιδανικός νόμος αερίου: PV =NRT, πού:
* P =πίεση
* V =όγκος
* n =αριθμός κροταλιών
* R =Ιδανική σταθερά αερίου (0.0821 Lτοπληρωμένη/mol .K)
* T =θερμοκρασία
Παραγωγή του τύπου
1. Ξεκινήστε με τον ιδανικό νόμο περί αερίου: PV =NRT
2. N/V =P/(RT)
3. Αναγνωρίστε ότι η πυκνότητα (ρ) είναι μάζα (m) ανά όγκο μονάδας (V): ρ =m/v
4. Δεδομένου ότι η μοριακή μάζα (m) είναι μάζα (m) ανά mole (n): M =m/n
5. Συνδυάστε τις εξισώσεις για επίλυση για m:
* N/V =P/(RT)
* ρ =m/v
* M =m/n
Πολλαπλασιάστε τις δύο πρώτες εξισώσεις:(n/v) * ρ =(p/(rt)) * (m/v)
Απλοποιήστε:Nρ =PM/(RT)
Αναδιατάξτε την επίλυση για m:m =(pm)/(ρΡΤ)
Ο τύπος
Η μοριακή μάζα (m) ενός αερίου μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
m =(p * m)/(ρ * r * t)
Πού:
* Μ =μοριακή μάζα (g/mol)
* P =πίεση (ATM)
* ρ =πυκνότητα (g/l)
* R =Ιδανική σταθερά αερίου (0.0821 Lτοπληρωμένη/mol .K)
* T =θερμοκρασία (k)
Παράδειγμα
Ας πούμε ότι έχετε ένα αέριο με τις ακόλουθες ιδιότητες:
* Πίεση (P) =1,5 atm
* Πυκνότητα (ρ) =2,0 g/l
* Θερμοκρασία (t) =298 K
Υπολογίστε τη μοριακή μάζα (m):
M =(1,5 atm * 0,0821 L⋅atm/mol .K * 298 K)/(2,0 g/l)
M ≈ 18,3 g/mol
Σημαντικές σημειώσεις
* Βεβαιωθείτε ότι όλες οι μονάδες είναι συνεπείς πριν τις συνδέσετε στον τύπο.
* Αυτή η φόρμουλα προϋποθέτει την ιδανική συμπεριφορά αερίου. Τα πραγματικά αέρια μπορούν να αποκλίνουν ελαφρώς από την ιδανική συμπεριφορά, ειδικά σε υψηλές πιέσεις ή χαμηλές θερμοκρασίες.
