Πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι εξισώσεις που έχουν χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό του όγκου των αερίων που σχηματίζονται σε χημικές αντιδράσεις;
1. Ο λόγος μόριας:
* Οι ισορροπημένες εξισώσεις δείχνουν τις ακριβείς αναλογίες των αντιδραστηρίων και των προϊόντων.
* Αυτή η αναλογία είναι ζωτικής σημασίας επειδή σας λέει πόσες γραμμομορείς ενός αερίου παράγονται από ένα ορισμένο αριθμό γραμμομορίων αντιδραστηρίων.
Παράδειγμα:
Η αντίδραση του διττανθρακικού νατρίου (NAHCO₃) με υδροχλωρικό οξύ (HCl) παράγει διοξείδιο του άνθρακα (CO₂), νερό (H₂O) και χλωριούχο νάτριο (NaCl):
`` `
Nahco₃ (s) + hcl (aq) → co₂ (g) + h₂o (l) + naCl (aq)
`` `
Αυτή η εξίσωση μας λέει ότι 1 mole του nahco₃ αντιδρά με 1 mole του HCl για να παράγει 1 mole co₂.
2. Ο νόμος του Avogadro:
* Ο νόμος του Avogadro δηλώνει ότι ίσοι όγκοι αερίων στην ίδια θερμοκρασία και πίεση περιέχουν τον ίδιο αριθμό μορίων.
* Αυτό σημαίνει ότι ο όγκος ενός αερίου είναι άμεσα ανάλογος με τον αριθμό των γραμμομορίων αυτού του αερίου.
3. Ιδανικός νόμος αερίου:
* Ο νόμος για το ιδανικό αέριο, PV =NRT, σχετίζεται με την πίεση (P), τον όγκο (V), τα moles (n), τη θερμοκρασία (t) και την ιδανική σταθερά αερίου (R).
* Αυτός ο νόμος μας επιτρέπει να υπολογίσουμε τον όγκο ενός αερίου εάν γνωρίζουμε τον αριθμό των γραμμομορίων, της θερμοκρασίας και της πίεσης.
Βήματα υπολογισμού:
1. Εξισορρόπηση της χημικής εξίσωσης. Αυτό εξασφαλίζει ότι έχετε τις σωστές αναλογίες mole.
2. Προσδιορίστε το προϊόν αερίου.
3. Μετατρέψτε τη γνωστή ποσότητα αντιδραστηρίου σε moles.
4. Χρησιμοποιήστε την αναλογία mole από την ισορροπημένη εξίσωση για να υπολογίσετε τις γραμμομορείς του προϊόντος αερίου.
5. Θα χρειαστείτε την πίεση, τη θερμοκρασία και την ιδανική σταθερά αερίου (r =0,0821 L · atm/mol · k) για αυτό το βήμα.
Παράδειγμα:
Ας υποθέσουμε ότι αντιδρούμε 25,0 g Nahco₃ με περίσσεια HCl στους 25 ° C και 1 πίεση atm. Πόσα λίτρα CO₂ θα παραχθούν;
1. Ισορροπημένη εξίσωση: Που έχουν ήδη παρασχεθεί παραπάνω.
2. Προϊόν αερίου: Κτηνοτροφία
3. moles του nahco₃: 25.0 g nahco₃ / 84.01 g / mol nahco₃ =0.298 mol nahco₃
4. moles co₂: 0.298 mol nahco₃ * (1 mol co₂ / 1 mol nahco₃) =0.298 mol co₂
5. όγκος CO₂: (1 atm) * V =(0.298 mol) * (0.0821 L · atm/mol · k) * (25 ° C + 273.15 k)
V =7.27 l co₂
Επομένως, 7.27 λίτρα CO₂ θα παραχθούν υπό αυτές τις συνθήκες.
Βασικά σημεία:
* Βεβαιωθείτε ότι η θερμοκρασία βρίσκεται στο Kelvin (k) όταν χρησιμοποιείτε τον ιδανικό νόμο για το αέριο.
* Αυτή η μέθοδος λειτουργεί καλά για τα αέρια που συμπεριφέρονται ιδανικά. Εάν το αέριο αποκλίνει σημαντικά από την ιδανική συμπεριφορά, ο υπολογιζόμενος όγκος μπορεί να μην είναι ακριβής.
* Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε παρόμοιους υπολογισμούς για να προσδιορίσετε τον όγκο του αερίου που απαιτείται ως αντιδραστήριο.
