Transcript Vmol = 22,4 dm 3 /mol - INF-WLF

Treści multimedialne kodowanie, przetwarzanie,
prezentacja
Odtwarzanie treści
multimedialnych
Andrzej Majkowski
informatyka +
1
Objętość molowa gazów
Anna Gawza
Mariusz Strecha
2
Objętość molowa gazów
Porównując gazy zawsze robimy to w tych samych
warunkach
temperatury i ciśnienia.
(objętości gazów w istotny sposób zależą zarówno od
ciśnienia, jak i temperatury)
Warunki normalne:
Temperatura (T) = 273K (0o K)
Ciśnienie(p) = 1013,25 hPa = 101325 Pa
Objętość gazu odmierzonego w warunkach
normalnych nazywamy
objętością molową gazu,
jeżeli zawiera 1 mol cząsteczek lub3atomów.
Objętość molowa gazów
Objętość molową gazów oznaczmy symbolem:
Vmol
3
Jednostką objętości molowej gazów jest: [dm /mol]
Objętość molowa gazów w warunkach normalnych
3
jest równa 22,4 dm
3
V = 22,4 dm /mol,
mol
czyli
1 mol (dowolnego gazu) zajmuje 22,4 dm
4
3
Prawo Avogadra
3
Objętość 22,4 dm dowolnego gazu
23
zawiera w warunkach normalnych 6,02 ∙ 10 cząsteczek.
(Wyjątek stanowią gazy szlachetne ponieważ nie tworzą
3
cząsteczek, dlatego objętość 22,4 dm gazu szlachetnego
23
zawiera w warunkach normalnych 6,02 ∙ 10 atomów.)
Równe objętości różnych gazów w tych samych warunkach
ciśnienia i temperatury mają jednakowe liczby cząsteczek.
Znając objętość molową możemy obliczyć liczbę moli gazu,
korzystając ze wzoru:
n - liczba moli [mol]
3
V - objętość gazu [dm ]
3
Vmol – objętość molowa gazu czyli 22,4 dm /mol
5
Prawo Avogadra – zadania
Zadanie 1.
3
Oblicz, ile moli cząsteczek zawiera 20 dm gazu odmierzonego w warunkach
normalnych.
a) rozwiązanie z zastosowaniem wzoru:
Dane:
3
V = 20 dm
3
Vmol = 22,4 dm /mol
=
= 0,89 mola
n=?
[n =
3
3
= dm ∙ mol/ dm = mol]
3
Odpowiedź: 20 dm gazu odmierzonego w warunkach normalnych zawiera 0,89
mola cząsteczek.
b) rozwiązanie z zastosowaniem proporcji:
Dane:
3
3
V = 20 dm
1 mol
22,4 dm
3
3
Vmol = 22,4 dm /mol
x
20 dm
n=?
x = 13,4 mol
3
Odpowiedź: 20 dm gazu odmierzonego w warunkach normalnych zawiera 0,89
mola cząsteczek.
6
Prawo Avogadra – zadania
Zadanie 2.
3
Oblicz masę 1dm gazowego chloru w warunkach normalnych.
rozwiązanie z zastosowaniem proporcji
Dane:
3
V = 1dm
3
V = 22,4 dm /mol
1mol
mCl2 = ?
MCl2 = 71g/mol
1mol
22,4dm
3
71g
3
22,4dm
3
1dm
71g
x
x = 3,17g
3
Odpowiedź: 1dm gazowego chloru w warunkach normalnych stanowi masę
3,17g.
7
Prawo Avogadra – zadania
Zadanie 3.
Oblicz, jaką objętość wyrażoną w decymetrach sześciennych zajmuje
23
w warunkach normalnych 2,35 ∙ 10 cząsteczek CH4.
Dane:
23
N = 2,35 ∙ 10 cząsteczek
23
NA = 6,02 ∙ 10 cząsteczek /mol
3
Vmol = 22,4 dm /mol
V=?
1mol
1mol
23
6,02 ∙ 10 cząsteczek
3
22,4 dm
23
6,02 ∙ 10 cząsteczek
23
2,35 ∙ 10 cząsteczek
22,4 dm
x
x = 8,74 dm
23
Odpowiedź: 2,35 ∙ 10
3
objętość 8,74 dm .
3
3
cząsteczek CH4 w warunkach normalnych zajmuje
8
Obliczenia oparte na równaniach reakcji
Obliczenia stechiometryczne – to zadania rachunkowe, których rozwiązanie
opiera się na uzgodnionym równaniu reakcji. Wykorzystujemy w nich ilościową
interpretację zapisu równania reakcji chemicznej. Dowolne równanie możemy
w zależności od potrzeby interpretować na różne sposoby.
Interpretacja molowa i interpretacja ilościowa w objętościach molowych
2H2(g)
Interpretacja molowa
2 mole
Interpretacja ilościowa
w objętościach molowych
44,8 dm
+
3
O2(g)
2 H2O(c)
1 mol
2 mole
22,4 dm
3
Odpowiednią interpretację umieszczamy pod równaniem reakcji, natomiast
dane z zadania nad równaniem reakcji. Musimy również pamiętać, aby
posługiwać się tymi samymi jednostkami. Część danych może być podana
w jednej, a część w drugiej jednostce. Trzeba jednak uważać, aby jednostki
zapisane „ w tym samym pionie” były takie same.
9
Obliczenia oparte na równaniach reakcji –
zadanie
Zadanie 1.
Oblicz objętość tlenu (w warunkach normalnych) potrzebną do utworzenia
100 g tlenku litu.
4Li
+
V=?
m = 100 g
dane
O2
2 Li2O
uzgodnione równanie reakcji
22,4 dm
3
60 g
ilościowa interpretacja równania
M Li2O = 30g/mol
x O2
100g Li2O
3
22,4 dm O2
x = 37,33 dm
60g Li2O
3
3
Odpowiedź: Aby otrzymać 100 g tlenku litu należy użyć 37,33 dm tlenu.
10
Obliczenia stechiometryczne a wydajność reakcji
Wydajność reakcji – to stosunek ilości produktu otrzymanej w danym procesie
do oczekiwanej, maksymalnej możliwej do uzyskania ilości tego
produktu, wynikającej z równania reakcji chemicznej.
Wydajność oznaczmy symbolem: W
Wydajności wyrażamy w: %
Wydajność możemy obliczać ze wzoru: W =
Ilość produktu
lub w molach.
może
być
podawana
w jednostkach
∙ 100%
masy,
objętości
Wydajność możemy obliczać z proporcji:
ilość oczekiwana
ilość uzyskana
100% (wynikająca z równania reakcji)
x
11
Obliczenia stechiometryczne a wydajność reakcji – zadanie
Zadanie 1.
Oblicz wydajność reakcji otrzymywania CH3Cl, jeśli wiesz, że do reakcji użyto
3
3
28 dm metanu, a otrzymano 25 dm chlorometanu. Obie objętości zostały
zmierzone w warunkach normalnych.
3
28 dm
CH4 +
3
22,4 dm
Cl2
Zastosowanie proporcji:
x
CH3Cl + HCl
3
22,4 dm
3
28 dm
3
25 dm
100 %
x
x = 89,3%
Odpowiedź: Wydajność reakcji otrzymania chlorometanu wynosi 89,3%.
12
Obliczenia stechiometryczne a gęstość roztworu
Możemy wykorzystać objętość molową
do obliczania gęstości dowolnego gazu w warunkach normalnych.
Gęstość wyrażamy wzorem:
3
D – gęstość gazu [g/ dm ]
M – masa molowa gazu [g/mol]
3
3
Vmol – objętość molowa gazów [dm /mol ], czyli 22,4 dm /mol
13
Źródła:
Kosztołowicz P., Powtórka przed maturą – CHEMIA – zadania, zakres
rozszerzony, Pazdro Krzysztof Oficyna Edukacyjna, Warszawa
2013
Hejwowska St., Marcinkowski R., Staluszka J., Chemia 1 i 2 – zbiór
zadań, OPERON, Rumia 2002
14