Стехиометрические расчеты

Задачи по теме

«Стехиометрические расчеты»

Пример 1. При [pic 1] и давлении 99300 Па некоторое количество газа занимает объём 152 мл. Найти какой объём займет это же количество газа при [pic 2] и давлении 101330 Па.

Решение. Зависимость между объёмом  газа, давление и температурой можно выразить уравнением:

                                                    [pic 3] ,                (1.1)                                          

объединяющим законом Бойля-Мариотта и Гей-Люссака, где P и V – давление и объем газа при данной температуре Т ; [pic 4] - давление и объём газа при нормальных условиях.

           Нормальными условиями  (н.у.) называются условия, когда температура  равна [pic 5] или 273 К и давление – 101325 Па (760 мм рт. ст. или 1 атм.). Подставляя данные задачи в  уравнение (1.1), получим:

                    [pic 6]             

Пример 2. Смешивая 2 л [pic 7] и 4 л [pic 8] , взятых при одинаковом  давлении, равном 100000 Па; объем 6 л. Определить парциальные давления газов в смеси.

Решение. Парциальным давлением газа в смеси называется давление, которое производил бы этот газ, занимая при тех же условиях объём всей газовой смеси.

           Согласно закону парциальных давлений, общее давление смеси газов, не вступающих друг с другом во взаимодействие, равно сумме парциальных давлений газов, составляющих смесь (закон Дальтона). По условию задачи после смешения газов объем кислорода увеличится в [pic 9]раза, объем диоксида серы [pic 10] в [pic 11] раза.  Во сколько же раз уменьшилось парциальное давление газов?

Следовательно, [pic 12]

Пример 3. Смешивают 3 л [pic 13] 4 л [pic 14] и 6 л [pic 15] До смешения давление [pic 16]  составляло соответственно 96000, 108000 и 90600 Па. Общий объем смеси 10 л. Определить давление смеси.

        Решение. Аналогично предыдущей задаче находим парциальные давления отдельных газов:

                                             [pic 17]

Общее давление смесей равно сумме парциальных давлений:

[pic 18]

Пример 4. Какой объем  V0  займут при нормальных условиях 120 мл азота, собранного над водой при 20 0С и давлении 100000 Па? Давление насыщенного пара воды при 20 0С равного 2300 Па.

Решение. Если газ собран над жидкостью, то при расчетах следует иметь в виду, что его давление является парциальным и равно разности общего давления газовой смеси и парциального давления пара жидкости.

         Парциальное давление азота равно разности общего давления и парциального давления пара воды:

                              [pic 19]

Далее находим

                                [pic 20]

  Пример 5. Какова молекулярная масса газа, если 28,6 г его при нормальных условиях занимают объем 10 л?

  Решение. Молярная масса М – масса одного моля вещества, выраженная в граммах, численно равна относительной молекулярной массе этого вещества, выраженной в атомных единицах массы – а.е.м., равная 1/12 части массы атома изотопа углеводорода 12С.

            Согласно следствию  из закона Авогадро, 1 моль любого газа  при нормальных условиях занимает объем 22,4 л. Поэтому можно записать:

                                                    [pic 21]        (1.2)        

где М – молярная масса газа, г/моль; m – масса данного газа, г; V0 – объем, занимаемый массой данного газа при нормальных  условиях, л.

Из уравнения (1.2) находим

                                           [pic 22]

что соответствует молекулярной массе 64,06 а.е.м.

 Пример 6. Сколько молекул содержится в 1мл H2O при 40С?