Πώς υπολογίζετε τον μοριακό όγκο ενός αερίου;
Κατανόηση του μοριακού όγκου
* Ορισμός: Ο μοριακός όγκος ενός αερίου είναι ο όγκος που καταλαμβάνεται από ένα γραμμομόριο του αερίου σε συγκεκριμένη θερμοκρασία και πίεση.
* Ιδανική συμπεριφορά αερίου: Η έννοια του μοριακού όγκου είναι πιο απλή όταν ασχολείται με αέρια που συμπεριφέρονται ιδανικά. Τα ιδανικά αέρια ακολουθούν τον ιδανικό νόμο περί αερίου:
pv =nrt
Οπου:
* P =πίεση (συνήθως σε ατμόσφαιρες, ATM)
* V =όγκος (συνήθως σε λίτρα, l)
* n =αριθμός moles (mol)
* R =Ιδανική σταθερά αερίου (0.0821 L · atm/mol · k)
* T =θερμοκρασία (στο Kelvin, k)
Υπολογισμός μοριακού όγκου
1. Τυπικές συνθήκες: Ο μοριακός όγκος υπολογίζεται συχνά σε τυπική θερμοκρασία και πίεση (STP) , που είναι:
* Θερμοκρασία (t):0 ° C (273.15 k)
* Πίεση (P):1 atm
2. Χρησιμοποιώντας τον ιδανικό νόμο περί αερίου:
* Αναδιατάξτε τον ιδανικό νόμο για το αέριο για επίλυση για όγκο (v):
V =(nrt) / p
* Αντικαταστήστε τις τιμές για το STP:
V =(1 mol * 0.0821 L · atm / mol · k * 273.15 k) / 1 atm
V ≈ 22,4 l/mol
Βασικά σημεία
* Το STP είναι σημαντικό: Ο μοριακός όγκος ενός αερίου είναι μόνο 22,4 L/mol στο STP. Εάν η θερμοκρασία και η πίεση είναι διαφορετικές, ο γραμμομοριακός όγκος θα αλλάξει.
* Ιδανικός νόμος αερίου: Ο ιδανικός νόμος για το φυσικό αέριο παρέχει μια καλή προσέγγιση για τη συμπεριφορά πολλών αερίων σε μέτριες θερμοκρασίες και πιέσεις. Ωστόσο, τα πραγματικά αέρια αποκλίνουν από την ιδανική συμπεριφορά σε υψηλές πιέσεις και χαμηλές θερμοκρασίες.
Παράδειγμα:
Ας υποθέσουμε ότι έχετε 2 γραμμομορείς αερίου οξυγόνου (O₂) σε πίεση 2 atm και θερμοκρασία 300 K. Ποιος είναι ο όγκος του αερίου;
1. Χρησιμοποιώντας τον ιδανικό νόμο περί αερίου:
V =(nrt) / p
V =(2 mol * 0.0821 L · atm / mol · k * 300 k) / 2 atm
V ≈ 24,6 L
Συνοπτικά
Για τον υπολογισμό του μοριακού όγκου ενός αερίου:
1. Γνωρίστε τη θερμοκρασία και την πίεση .
2. Χρησιμοποιήστε τον ιδανικό νόμο αερίου Για την επίλυση του όγκου.
3. στο STP , ο μοριακός όγκος ενός ιδανικού αερίου είναι περίπου 22,4 L/mol.
