Досліджуючи гази, італійський учений А. Авогадро у 1811 р. висловив думку, яка пізніше підтвердилася численними дослідами і була сформульована у вигляді закону:
Нам відомо, що 1 моль будь-якої речовини містить 6,02 • 1023 структурних частинок (атомів, молекул, йонів). Рідкі й тверді речовини кількістю 1 моль, як видно із рис. 1, займають порівняно незначні й, до того ж, різні об’єми і мають різні маси.
Рис. 1. Об’єм різних речовин кількістю 1 моль
У твердих і рідких речовин частинки зближені до стикання. Об’єм рідин і твердих речовин через це залежить головним чином від розмірів самих частинок. А в газах відстані між молекулами великі і значно більші від самих молекул (у 15-20 разів). Об’єм газу визначається головним чином відстанями між молекулами, а ці відстані за однакових умов (температури 0ºС і тиску 760 мм рт. ст.) в усіх газах приблизно однакові. Тому справедливим є і зворотне твердження, відоме як наслідок із закону Авогадро:
1 моль будь-якого газу за н. у. займає об’єм 22,4 л. Цей об’єм називають молярним об’ємом. Молярний об’єм чисельно дорівнює об’єму 1 моль речовини і позначається Vm («ве-ем»):
Vm = 22,4 л/моль, м3/моль.
Оскільки число молекул однакове, вага рівних об’ємів газів пропорційна молекулярним масам узятих речовин.
Молярний об’єм газу (Vm) визначається за відношенням об’єму (V) порції даного газу до кількості речовини (n) в цій порції: Vm = V / υ, де V – об’єм газу за н. у., (л, м3); ν – кількість речовини газу, (моль).
Отже, молярний об’єм газу вимірюється в літрах на моль (л/моль) або кубічних метрах на моль (м3/моль).
Визначення молярного об’єму газу за кількістю речовини і об’ємом
Приклад 22. Обчисліть молярний об’єм газу, 3 моль якого займають об’єм 67,2 л.
|
Дано: υ(газу) = 3 моль |
Vm = V/ν; |
Розв’язання: Обчислюємо молярний об’єм газу: |
|
Vm(газу) – ? |
Відповідь: Vm(газу) = 22,4 л/моль.
Молярний об’єм газу можна обчислити також, знаючи молярну масу газу та його густину ρ, тобто масу 1 л даного газу за нормальних умов.
Визначення молярного об’єму газу за густиною
Приклад 23. Обчисліть молярний об’єм амоніаку (NH3), маса 1 л якого за нормальних умов важить 0,76 г.
|
Дано: ρ(NH3) = 0,76 г/л |
M(NH3) = 17 г/моль |
Розв’язання: Обчислюємо молярний об’єм амоніаку: |
|
Vm(NH3) – ? |
Відповідь: Vm(NH3) = 22,4 л/моль.
Знаючи молярний об’єм газів, можна визначити: а) об’єм газу за відомою кількістю речовини; б) кількість речовини газу за відомим об’ємом; в) масу 1 літра газу, виміряного за нормальних умов, за відомою молярною масою; г) об’єм газу за відомою густиною та масою:
|
V = υ • Vm |
υ = V / Vm |
m = M / 22,4 |
V = m / ρ |
Визначення об’єму газів
а) за кількістю речовини газу
Приклад 24. Обчисліть об’єм кисню кількістю речовини 2 моль.
|
Дано: n(O2) = 2 моль |
V = υ • Vm |
Розв’язання: Обчислюємо об’єм кисню кількістю речовини 2 моль: |
|
V(O2) – ? |
Відповідь: V(O2) = 44,8 л.
б) за масою газу
Приклад 25. Який об’єм займає карбон(IV) оксид масою 4,4 г?
|
Дано: m(СO2) = 4,4 г |
V = υ · Vm |
Розв’язання: 1. Визначаємо кількість речовини СО2: 2. Знаходимо об’єм СО2: |
|
V(СO2) – ? |
Відповідь: V(СO2) = 2,24 л.
в) за числом молекул
Приклад 26. Який об’єм за нормальних умов займуть 1,505·1023 молекул азоту?
|
Дано: N(N2) = 1,505•1023 |
V = υ • Vm; |
Розв’язання: 1. Визначаємо кількість речовини N2: 2. Знаходимо об’єм N2: |
|
V(N2) – ? |
Відповідь: V(N2) = 5,6 л.
Визначення кількості речовини газу за відомим об’ємом
Приклад 27. Яка кількість речовини карбон(IV) оксиду об’ємом 67,2 л?
|
Дано: V (СO2) = 67,2 л |
υ = V/Vm |
Розв’язання: 1. Визначаємо кількість речовини СО2: |
|
υ (СO2) – ? |
Відповідь: υ (СO2) = 3 моль.
Пов'язані публікації:
3.1. Кількість речовини. Моль – одиниця кількості речовини. Число Авогадро
3.3. Обчислення кількості речовини за відомою масою та за числом атомів
3.2. Молярна маса
3.4. Обчислення за хімічною формулою маси речовини
Контроль навчальних досягнень за темою «Кількість речовини. Моль»
3.8. Визначення молярної маси газів за відносною густиною
3 коментарі
Катя
вопрос. С какой это книги взято, а?
Ximiya
Матеріал авторський. Та й сутність закону Авогадро не залежить від джерела інформації про нього.
Манжелій Іван Олександрович.
Навіть в школі так гарно не пояснюють як тут, матеріалуне багато але й не мало, зате достатньо знань.