Ένα δείγμα 0,482 g ενός υδρογονάνθρακα 5 άνθρακα εξατμίστηκε πλήρως στα 101 C Ποια είναι η μοριακή μάζα αυτού του μοριακού υδρογονάνθρακα;
Κατανόηση των εννοιών
* Μοριακή μάζα: Η μάζα ενός μοσχεύματος μιας ουσίας (γραμμάρια ανά mole).
* Ιδανικός νόμος αερίου: PV =NRT, πού:
* P =πίεση (σε ATM)
* V =όγκος (σε λίτρα)
* n =αριθμός κροταλιών
* R =Ιδανική σταθερά αερίου (0.0821 L · atm/mol · k)
* T =θερμοκρασία (στο Kelvin)
Βήματα για την επίλυση του προβλήματος
1. Μετατρέψτε τη θερμοκρασία σε kelvin:
101 ° C + 273.15 =374.15 k
2. Υποθέστε την τυπική πίεση: Δεδομένου ότι το πρόβλημα δεν καθορίζει την πίεση, θα αναλάβουμε την τυπική πίεση (1 atm).
3. Χρησιμοποιήστε τον ιδανικό νόμο για το αέριο για να βρείτε τον τόμο:
* Πρέπει να αναδιατάξουμε τον ιδανικό νόμο για το φυσικό αέριο για την επίλυση του όγκου (v):
V =NRT / P
* Δεν γνωρίζουμε ακόμα τον αριθμό των moles (n), αλλά μπορούμε να το βρούμε χρησιμοποιώντας τη μάζα του δείγματος και τη μοριακή μάζα (που θα υπολογίσουμε).
4. Υπολογίστε τον αριθμό των moles:
* Ας είναι η μοριακή μάζα του υδρογονανθράκων.
* n =μάζα / μοριακή μάζα =0,482 g / m
5.
* V =(0.482 g / m) * 0.0821 L · atm / mol · k * 374.15 k / 1 atm
* Απλοποίηση:v =(14.84 / m) l
6.
* Γνωρίζουμε ότι ο υδρογονάνθρακας έχει 5 άνθρακες. Ο γενικός τύπος για έναν υδρογονάνθρακα είναι CNH (2n+2), όπου το 'n' είναι ο αριθμός των ατόμων άνθρακα.
* Για υδρογονάνθρακα 5 άνθρακα, ο τύπος θα ήταν C5H12.
* Η μοριακή μάζα ενός υδρογονάνθρακα 5 άνθρακα μπορεί να εκτιμηθεί ως:(5 * 12,01 g/mol) + (12 * 1,01 g/mol) =72,15 g/mol
7. Επίλυση για μοριακή μάζα:
* Έχουμε μια έκφραση για τον όγκο (V) από την άποψη του Μ και γνωρίζουμε ότι ο όγκος του υδρογονάνθρακα είναι άμεσα ανάλογος με τη μοριακή μάζα του. Επομένως, μπορούμε να πούμε:
V ≈ k * m (όπου k είναι σταθερά)
* Χρησιμοποιώντας την εκτιμώμενη μοριακή μάζα των 72,15 g/mol για το C5H12, μπορούμε να λύσουμε για τη σταθερή 'Κ':
k ≈ V / m ≈ (14,84 L / 72,15 g / mol)
* Τώρα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την εξίσωση του ιδανικού νόμου περί αερίου που προέκυψαμε νωρίτερα για να βρούμε την πραγματική μοριακή μάζα (m):
V =(14.84 / m) l ≈ k * m
M² ≈ 14,84 l / k
M² ≈ 14,84 L * (72,15 g / mol / 14,84 L)
M² ≈ 72,15 g²/mol²
M ≈ 8,5 g/mol
Επομένως, η κατά προσέγγιση μοριακή μάζα του υδρογονάνθρακα 5 άνθρακα είναι 8,5 g/mol
Σημαντική σημείωση: Αυτός ο υπολογισμός προϋποθέτει την ιδανική συμπεριφορά αερίου. Τα αέρια πραγματικού κόσμου μπορούν να αποκλίνουν από την ιδανική συμπεριφορά, ειδικά σε υψηλές πιέσεις ή χαμηλές θερμοκρασίες.
