ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЯРНОЙ МАССЫ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА
Равные объемы газов, взятых при одинаковой температуре и оди- наковом давлении, содержат равное число молекул (закон Авогадро). Отсюда следует, что массы равных объемов двух газов относятся друг к другу, как их молекулярные или численно им равные молярные массы:
m1 M1
m 2 M 2
где m1 и m2 – массы газов; M1 и M2 – молярные массы этих газов.
Отношение массы данного газа к массе того же объема другого га- за, взятого при той же температуре и том же давлении, называется отно- сительной плотностью первого газа по второму. Например, масса одно- го литра диоксида углерода равна 1,98 г, а масса одного литра водорода при тех же условиях составляет 0,09 г, следовательно, плотность CO2 по водороду равна:
1,98 : 0,09 = 22
Обозначим относительную плотность газа буквой D. Тогда
1 2
D m1 M1 , откуда М = D·М ,
m 2 M 2
то есть молярная масса газа равна его плотности по отношению ко вто- рому газу, умноженному на молярную массу второго газа.
Чаще всего плотность газов определяют по отношению к самому лёгкому газу – водороду. Молярная масса водорода равна 2 г/моль, по- этому уравнение для расчета молярных масс газов имеет вид
М = 2.DH2
Нередко также молярную массу газа вычисляют, исходя из его плотности по воздуху. Хотя воздух представляет собой смесь несколь- ких газов, известна его средняя молярная масса, равная 29 г/моль. В этом случае уравнение для расчета молярных масс газов имеет вид
М = 29.Dвозд.
Молярную массу газа можно определить также через молярный объем, равный 22,4 л/моль. Для этого находят объем, занимаемый при нормальных условиях определенной массой газообразного вещества, а затем вычисляют массу 22,4 л этого вещества. Полученная величина яв- ляется его молярной массой.
Измерения объемов газов обычно проводят при условиях, отли- чающихся от нормальных. Для приведения объема газа к нормальным условиям (н.у.) используется уравнение Клапейрона:
PV P0 V0 ,
T T0
где V – объем газа при давлении P и температуре T; V0 – объем газа при нормальном давлении P0 (101325 Па) и температуре T0 (273 К).
Молярную массу газа можно также вычислить по уравнению со- стояния идеального газа (уравнению Клапейрона–Менделеева)
где P – давление газа (Па); V – его объем (м3); m – масса (г); M – моляр- ная масса (г/моль); T – температура (К); R = 8,31 Дж/(моль·К) – моляр- ная газовая постоянная.
Достарыңызбен бөлісу: |