Kako odrediti masu mješavine plinova. Prosječna molekulska težina mješavine plinova

Prosječna molekulska težina je uslovna vrijednost i odnosi se na takav homogeni plin, u kojem su broj molekula i ukupna masa jednaki broju molekula i masi mješavine plinova.

Ako je vrijednost konstante mješavine plinova poznata, onda

Zamjenom plinskih konstanti R 1 , R 2 , ..., R n njihovim vrijednostima iz Clapeyronove jednadžbe, dobijamo izraz za prosječnu molekulsku težinu ako je smjesa data masenim udjelima:

(3-8)

Ako je smjesa data volumnim udjelima, tada, kao što slijedi iz jednačine (3-6),

Zbog onda

Prosječna molekulska težina mješavine plinova jednaka je zbroju proizvoda volumnih udjela i molekulskih masa pojedinačnih plinova koji čine mješavinu.

Parcijalni pritisci

Parcijalni pritisak plin se može odrediti kroz masene udjele iz Clapeyronove jednadžbe, ako su poznati glavni parametri plina:

(3-10)

Da biste pronašli parcijalni tlak svakog plina kada je smjesa data zapreminskim udjelima, možete koristiti Boyle-Mariotteov zakon, iz kojeg slijedi da pri konstantnoj temperaturi

(3-11)

Parcijalni pritisak svakog gasa jednak je proizvodu ukupnog pritiska mešavine gasova i njenog zapreminskog udela.

Jednačina (3-11) se obično koristi u tehničkim proračunima i pri ispitivanju toplinskih instalacija. Zapreminski udjeli plinova određuju se posebnim uređajima - gasnim analizatorima.

Specifična entalpija, tj. entalpija po 1 kg, označena je slovom i i po definiciji je složena funkcija oblika

Diferencijal entalpije di je elementarna količina topline uključena u proces pri konstantnom pritisku. Sva toplina u procesu pri konstantnom pritisku troši se na promjenu entalpije:

(5-15)

Iz jednačine (5-12) slijedi da

(5-16)

Entalpija je veća od vanjske topline za količinu rada vdp, što je na pv dijagramu predstavljeno elementarnom površinom abed (sl. 5-11). Očigledno, cijeli trg. ABCD je definiran izrazom

, što se naziva jednokratnim ili korisnim radom.

Promjena entalpije u potpunosti je određena početnim i konačnim stanjem radnog fluida i ne ovisi o međustanjima. Promjena entalpije gasa u ciklusima je nula, tj.

Budući da je entalpija funkcija glavnih parametara stanja, onda je di ukupni diferencijal ove funkcije za sve nezavisne varijable koje karakteriziraju stanje gas;

(5-17)

Promjena entalpije u svim procesima koji se odvijaju između dvije tačke A i B bit će ista (Slika 5-12).

Fizičko značenje entalpije bit će jasno iz razmatranja sljedećeg primjera. Uteg mase t kg postavljen je na klip koji se kreće u cilindru sa 1 kg gasa (sl. 5-13). Područje klipa /; unutrašnja energija radnog tijela i. Potencijalna energija utega jednaka je umnošku mase utega m i visine S. Pošto je pritisak gasa p uravnotežen masom utega, njegova potencijalna energija može biti izraziti drugačije:

Proizvod /S je specifična zapremina gasa. Odavde

Proizvod pritiska i zapremine je rad koji se mora utrošiti da bi se gas zapremine v uveo u spoljašnji medij sa pritiskom p. Dakle, rad pv je potencijalna energija plina, koja ovisi o silama koje djeluju na klip. Što su ove vanjske sile veće, to je veći pritisak p i veća je potencijalna energija pritiska pv.

Ako posmatramo gas u cilindru i klip sa opterećenjem kao jedan sistem, koji ćemo nazvati proširenim sistemom, onda je ukupna energija E ovog sistema zbir unutrašnje energije gasa i potencijalne energije klip sa opterećenjem jednakim pv:

Ovo pokazuje da je entalpija i jednaka energiji proširenog sistema - tijela i okruženje. Ovo je šta fizičko značenje entalpija.

Vrijednosti entalpije za pare, plinove i mješavine plinova date su u tehničkom i referentna literatura. Koristeći ove podatke, moguće je odrediti količinu topline uključene u proces pri konstantnom pritisku. Entalpija primljena veliki značaj i primjena u proračunima toplotnih i rashladnih instalacija i, kao parametar stanja radnog fluida, uvelike pojednostavljuje termičke proračune. Omogućava [primenu grafičkih metoda u proučavanju različitih termodinamičkih procesa i ciklusa.

Posebno je preporučljivo koristiti entalpiju kada se kao glavni parametri uzimaju p i T. To se jasno vidi ako se entalpija i uporedi sa unutrašnjom energijom u. Kada v = const, jednadžba prvog zakona termodinamike dq = du + pdv pretvara se u dq v = du, ili q v - u 2 -u 1 i kada p = const q p = i 3 - i 1 .

Entalpija idealnog gasa, "kao i unutrašnja energija, funkcija je temperature i ne zavisi od drugih parametara. Zaista, za idealni gas

dakle (pošto oba člana zavise samo od temperature), i = f(T).

Zatim, po analogiji sa unutrašnjom energijom, imamo

tj. u bilo kom procesu promjene stanja idealnog plina, izvod promjene entalpije u odnosu na temperaturu bit će ukupni izvod.

Numeričke vrijednosti entalpija idealnih plinova date su u dodatku, tabela. XIII.

28. Srednji molarna masa gasne mešavine

Jednačina za određivanje specifične konstante mješavine plinova je:

R \u003d npr. i R i \u003d 8314,2 (g 1 / M 1 + g 2 / M 2 + ... + g n / M n)

Znajući molarnu masu smjese, možete pronaći plinsku konstantu smjese:

Poznavajući volumetrijski sastav smjese, dobijamo sljedeće formule:

g i = (R/ R i),

npr i= Re(r i/R i) = 1.

Formula za izračunavanje specifične plinske konstante imat će oblik:

R= 1 / e(r i/R i) = 1 / (r 1 / R 1 + R 2 + ... + r n / R n).

Prosječna molarna masa mješavine plinova je prilično proizvoljna vrijednost:

M= 8314,2 / (g 1 R 1 + g 2 R 2 +. + g n R n).

Ako promijenimo specifične plinske konstante R1, R2,…, R n njihove vrijednosti iz Claiperonove jednadžbe, nalazimo prosječnu molarnu masu mješavine plinova, ako je smjesa određena masenim udjelima:

M= 1 / (r1/ M1+ r2/ M2+. + rn/ Mn).

U slučaju kada je smjesa određena volumnim udjelima, dobivamo sljedeći izraz:

R= 1 / er i R i= 8314,2 / er i M i .

Znajući to R= 8314,2 / M, dobijamo:

M= er i M i= r 1 M 1 + r 2 M 2 +. + r n M n .

Na ovaj način, prosječna molarna masa mješavine plinova određuje se zbirom proizvoda zapreminskih udjela molarnih masa pojedinačnih plinova koji čine smjesu.

Iz knjige Informaciona tehnologija PROCES ZA KREIRANJE SOFTVERSKE KORISNIČKE DOKUMENTACIJE autor autor nepoznat

8.2.3.1.8 Boja, težina i kvalitet papira Mora se navesti boja, težina i kvalitet (broj) papira koji se koristi za dokumentaciju.

Iz knjige Hidraulika autor Babaev M A

43. Ujednačeno kretanje i koeficijent otpora po dužini. Chezy formula. Prosječna brzina i protok prosječna brzina, niti se dijagram brzina po dužini ne mijenja s vremenom ravnomerno kretanje

Iz knjige Toplotna tehnika autor Burkhanova Natalia

42. Jednačina stanja za realne gasove M. N. Vukaloviča i I. I. Novikova Univerzalna jednačina koja opisuje stanje bilo kog realnog gasa dobila su 1939. godine ruski naučnici I. I. Novikov i M. N. Vukalovich. Uzeo je u obzir i fenomen interakcije sila

Iz knjige Prepoznavanje i rješavanje problema samostalno u automobilu autor Zolotnicki Vladimir

Izduvni gas motora je zadimljen. Povećana količina plinova ulazi u karter motora Dijagnoza motora prema boji dima iz izduvne cijevi Plavo-bijeli dim - nestabilan rad motora. Radna ivica ventila je izgorjela. Procijenite stanje distribucije gasa

Iz knjige Rakete i svemirski let od Leigh Willy

RAKETNO GORIVO, MASA RAKETE I TRAJEKTORIJU LETA

Iz knjige Universal Foundation TISE Technology autor Yakovlev R. N.

Iz knjige Ritz Balistička teorija i slika svemira autor Semikov Sergej Aleksandrovič

Iz knjige Servisiramo i popravljamo Volgu GAZ-3110 autor Zolotnicki Vladimir Aleksejevič

Iz knjige Materijali za nakit autor Kumanin Vladimir Igorevič

§ 3.8 Sastav i masa elementarne čestice Dosljedna teorija elementarnih čestica, koja bi predvidjela moguće vrijednosti masa elementarnih čestica i njihove druge unutrašnje karakteristike, još nije stvorena. Sovjetski enciklopedijski rječnik trenutno

Iz knjige Country Construction. Najmoderniji građevinski i završni materijali autor Strašnov Viktor Grigorijevič

Iz knjige Tehnički propisi o zahtjevima zaštite od požara. saveznog zakona br. 123-FZ od 22. jula 2008 autor Tim autora

Povećana toksičnost izduvnih gasova Sastav i količina toksičnih komponenti u izduvnim gasovima motora zavise uglavnom od njegovog tehničkog stanja, svi ostali faktori su opisani u nastavku.

Iz knjige Anatomija arhitekture [Sedam knjiga o logici, formi i značenju] autor Kavtaradze Sergey

10.5. Utjecaj plinova na svojstva legura srebra Srebro ne djeluje vrlo aktivno s raznim plinovima, osim kisika. Dakle, dušik se ne rastvara ni u tekućem ni u čvrstom srebru. Rastvorljivost inertnih gasova u srebru je zanemarljiva. Rastvorljivost vodonika u

Iz knjige autora

11.5. Uticaj gasova na svojstva legura zlata Gasovi koji se javljaju tokom taljenja, kao što su kiseonik, vodonik, ugljovodonici, azot, ugljen mono- i dioksid, sumpordioksid, vodena para koja nastaje kada vodonik uđe u rastvor koji sadrži kiseonik, itd., niti u čvrsta, niti u

Iz knjige autora

Iz knjige autora

Iz knjige autora

III. Masa, prostor i druge formalne kategorije Treća knjiga koja govori o osjećajima koje u nama budi arhitektura. U prvoj, a dijelom i u drugoj knjizi govorili smo uglavnom o jeziku arhitekture. Kao da sama zgrada ili njen autor želi nešto za nas

Količina supstance - broj strukturnih elemenata (molekula, atoma, jona, itd.) sadržanih u telu ili sistemu. Količina supstance izražava se u molovima. Mol je jednak količini supstance u sistemu koji sadrži onoliko strukturnih elemenata koliko ima atoma u 0,012 kg ugljičnog izotopa 12 C. Količina supstance u telu (sistemu)

gdje N - broj strukturnih elemenata (molekula, atoma, jona itd.) koji čine tijelo (sistem). Avogadrova konstanta N ALI =6,02 10 23 mol -1 .

molarna masa supstance,

gdje m- masa homogenog tijela (sistema); -količina supstance (broj molova) ovog tijela (sistema). Izraženo u jedinicama g/mol (ili kg/mol).

Jedinica mase jednaka 1/12 mase atoma ugljika 12 C naziva se jedinica atomske mase (a.m.u.). Mase atoma ili molekula izražene u jedinicama atomske mase nazivaju se, respektivno, relativna atomska ili relativna molekulska masa supstance. Relativna molekulska masa supstance sastoji se od relativnih atomskih masa hemijskih elemenata koji čine molekul supstance. Relativne atomske mase hemijskih elemenata date su u tabeli D. I. Mendeljejeva (vidi i tabelu 8 u dodatku ovog priručnika).

Molarna masa supstance je brojčano jednaka relativnoj atomskoj ili molekularna težina date supstance, ako je dimenzija a.m.u. zamijeniti jedinicom g/mol.

Količina tvari u mješavini n plinova

ili
,

gdje v i , N i , m i ,  i - odnosno količina supstance, broj molekula, masa i molarna masa i-ta komponenta smjese ( i=1,2,…,n).

Mendeljejev - Klapejronova jednačina (idealna gasna jednačina stanja)

,

gdje t - masa gasa,  - molarna masa gasa, R - univerzalna plinska konstanta, ν - količina tvari, T - termodinamička temperatura.

Eksperimentalni plinski zakoni, koji su posebni slučajevi Mendelejev-Clapeyronove jednadžbe za izoprocese:

a) Boyle-Mariotteov zakon (izotermni proces: T= const, m= const)

ili za dva stanja gasa, označena brojevima 1 i 2,

,

b) Gay-Lussacov zakon (izobarni proces: R= const, m= const)

ili za dvije države
,

c) Charlesov zakon (izohorni proces: V= const, m= const)

ili za dvije države
,

d) kombinovani gasni zakon ( m= const)

ili za dvije države
.

Normalni uslovi znače pritisak str o \u003d 1 atm (1,013 10 5 Pa), temperatura 0 o C ( T=273 K).

Daltonov zakon, koji određuje pritisak smjese n gasovi.

,

gdje str i - parcijalni pritisci komponenti smjese ( i=1,2,…,n). Parcijalni tlak je tlak plina koji bi ovaj plin proizveo da se sam nalazi u posudi koju zauzima smjesa.

Molarna masa mješavine n plinova

.

Maseni udio i-ta komponenta mješavine plinova (u udjelima jedinice ili postotku)

,

gdje t - težine smeše.

Koncentracija molekula

,

gdje N - broj molekula sadržanih u datom sistemu;  je gustina materije u sistemu; V- volumen sistema. Formula vrijedi ne samo za plinove, već i za bilo koje agregatno stanje materije.

Van der Waalsova jednadžba za stvarni plin

,

gdje a i b- van der Waalsovi koeficijenti

Za idealan gas, van der Waalsova jednačina se pretvara u Mendelejev-Klapejronovu jednačinu.

Osnovna jednadžba molekularno-kinetičke teorije plinova

,

gdje je  p  prosječna kinetička energija translacijskog kretanja molekula.

2.10.1. Proračun relativne i apsolutne mase atoma i molekula

Relativne mase atoma i molekula određuju se pomoću D.I. Mendeljejevske vrijednosti atomskih masa. Istovremeno, prilikom izvođenja proračuna u obrazovne svrhe, vrijednosti atomskih masa elemenata obično se zaokružuju na cijele brojeve (s izuzetkom klora, atomska masašto se uzima jednako 35,5).

Primjer 1 Relativna atomska masa kalcijuma And r (Ca)=40; relativna atomska masa platine And r (Pt)=195.

Relativna masa molekula izračunava se kao zbir relativnih atomskih masa atoma koji čine ovaj molekul, uzimajući u obzir količinu njihove supstance.

Primjer 2. Relativna molarna masa sumporne kiseline:

M r (H 2 SO 4) = 2A r (H) + A r (S) + 4A r (O) \u003d 2 · 1 + 32 + 4· 16 = 98.

Apsolutne mase atoma i molekula se nalaze dijeljenjem mase 1 mola tvari s Avogadrovim brojem.

Primjer 3. Odrediti masu jednog atoma kalcijuma.

Rješenje. Atomska masa kalcijuma je And r (Ca)=40 g/mol. Masa jednog atoma kalcijuma bit će jednaka:

m (Ca) = A r (Ca) : N A = 40: 6,02 · 10 23 = 6,64· 10 -23 godine

Primjer 4 Odrediti masu jednog molekula sumporne kiseline.

Rješenje. Molarna masa sumporne kiseline je M r (H 2 SO 4) = 98. Masa jednog molekula m (H 2 SO 4) je:

m (H 2 SO 4) \u003d M r (H 2 SO 4) : N A = 98: 6,02 · 10 23 = 16,28· 10 -23 godine

2.10.2. Proračun količine materije i izračunavanje broja atomskih i molekularnih čestica iz poznatih vrijednosti mase i zapremine

Količina supstance se određuje dijeljenjem njene mase, izražene u gramima, njenom atomskom (molarnom) masom. Količina supstance u gasovitom stanju na n.o. nalazi se tako što se njen volumen podeli sa zapreminom 1 mol gasa (22,4 l).

Primjer 5 Odrediti količinu natrijeve supstance n(Na) u 57,5 ​​g metalnog natrijuma.

Rješenje. Relativna atomska masa natrijuma je And r (Na)=23. Količina supstance se nalazi dijeljenjem mase metalnog natrijuma sa njegovom atomskom masom:

n(Na)=57,5:23=2,5 mol.

Primjer 6. Odrediti količinu azotne supstance, ako je njen volumen na n.o. je 5,6 litara.

Rješenje. Količina dušične supstance n(N 2) nalazimo tako što njegovu zapreminu podelimo sa zapreminom 1 mol gasa (22,4 l):

n(N 2) = 5,6: 22,4 = 0,25 mol.

Broj atoma i molekula u supstanciji određuje se množenjem broja atoma i molekula u tvari s Avogadrovim brojem.

Primjer 7. Odrediti broj molekula sadržanih u 1 kg vode.

Rješenje. Količina vodene tvari nalazi se dijeljenjem njene mase (1000 g) s molarnom masom (18 g/mol):

n (H 2 O) = 1000: 18 = 55,5 mol.

Broj molekula u 1000 g vode će biti:

N (H 2 O) \u003d 55,5 · 6,02· 10 23 = 3,34· 10 24 .

Primjer 8. Odrediti broj atoma sadržanih u 1 litri (n.o.) kisika.

Rješenje. Količina kiseonika, čija je zapremina u normalnim uslovima 1 litar jednaka:

n(O 2) = 1: 22,4 = 4,46 · 10 -2 mol.

Broj molekula kiseonika u 1 litri (N.O.) će biti:

N (O 2) \u003d 4,46 · 10 -2 · 6,02· 10 23 = 2,69· 10 22 .

Treba napomenuti da je 26.9 · 10 22 molekula će biti sadržano u 1 litri bilo kojeg plina na br. Pošto je molekula kiseonika dvoatomska, broj atoma kiseonika u 1 litri biće 2 puta veći, tj. 5.38 · 10 22 .

2.10.3. Proračun prosječne molarne mase mješavine plinova i volumnog udjela
gasova koje sadrži

Prosječna molarna masa mješavine plinova izračunava se na osnovu molarnih masa sastavnih plinova ove mješavine i njihovih zapreminskih udjela.

Primer 9 Uz pretpostavku da je sadržaj (u zapreminskim procentima) azota, kiseonika i argona u vazduhu 78, 21 i 1, izračunajte prosečnu molarnu masu vazduha.

Rješenje.

M vazduh = 0,78 · M r (N 2)+0,21 · M r (O 2)+0,01 · M r (Ar)= 0,78 · 28+0,21· 32+0,01· 40 = 21,84+6,72+0,40=28,96

Ili otprilike 29 g/mol.

Primjer 10. Smjesa plinova sadrži 12 l NH 3 , 5 l N 2 i 3 l H 2 mjereno na n.o. Izračunajte volumne udjele plinova u ovoj smjesi i njenu prosječnu molarnu masu.

Rješenje. Ukupna zapremina mešavine gasova je V=12+5+3=20 l. Zapreminski udjeli j plinova bit će jednaki:

φ(NH 3)= 12:20=0,6; φ(N 2)=5:20=0,25; φ(H 2)=3:20=0,15.

Prosječna molarna masa izračunava se na osnovu volumnih udjela sastavnih plinova ove mješavine i njihove molekularne težine:

M=0,6 · M (NH 3) + 0,25 · M(N2)+0,15 · M (H 2) \u003d 0,6 · 17+0,25· 28+0,15· 2 = 17,5.

2.10.4. Proračun masenog udjela kemijskog elementa u kemijskom spoju

Maseni udio ω kemijskog elementa definira se kao omjer mase atoma datog elementa X sadržanog u datoj masi supstance i mase ove supstance m. Maseni udio je bezdimenzionalna veličina. Izražava se u ulomcima jedinice:

ω(X) = m(X)/m (0<ω< 1);

ili u procentima

ω(X),%= 100 m(X)/m (0%<ω<100%),

gdje je ω(X) maseni udio hemijskog elementa X; m(X) je masa hemijskog elementa X; m je masa supstance.

Primjer 11. Izračunajte maseni udio mangana u mangan (VII) oksidu.

Rješenje. Molarne mase tvari su jednake: M (Mn) = 55 g / mol, M (O) = 16 g / mol, M (Mn 2 O 7) = 2M (Mn) + 7M (O) \u003d 222 g/mol. Dakle, masa Mn 2 O 7 sa količinom supstance 1 mol je:

m(Mn 2 O 7) = M(Mn 2 O 7) · n(Mn 2 O 7) = 222 · 1= 222

Iz formule Mn 2 O 7 proizilazi da je količina tvari atoma mangana dvostruko veća od količine tvari oksida mangana (VII). znači,

n(Mn) = 2n (Mn 2 O 7) = 2 mol,

m(Mn)= n(Mn) · M(Mn) = 2 · 55 = 110 g.

Dakle, maseni udio mangana u mangan(VII) oksidu je:

ω(X)=m(Mn) : m(Mn 2 O 7) = 110:222 = 0,495 ili 49,5%.

2.10.5. Utvrđivanje formule hemijskog jedinjenja prema njegovom elementarnom sastavu

Najjednostavnija kemijska formula neke tvari određuje se na temelju poznatih vrijednosti masenih udjela elemenata koji čine ovu tvar.

Pretpostavimo da postoji uzorak supstance Na x P y O z mase m o g. Razmotrimo kako se određuje njena hemijska formula ako su količine supstance atoma elemenata, njihove mase ili maseni udjeli u poznatoj masi supstanca je poznata. Formula supstance određena je omjerom:

x: y: z = N(Na) : N(P) : N(O).

Ovaj omjer se ne mijenja ako se svaki njegov član podijeli s Avogadrovim brojem:

x: y: z = N(Na)/N A: N(P)/N A: N(O)/N A = ν(Na) : ν(P) : ν(O).

Dakle, da bismo pronašli formulu tvari, potrebno je znati omjer između količina tvari atoma u istoj masi tvari:

x: y: z = m(Na)/M r (Na) : m(P)/M r (P) : m(O)/M r (O).

Ako svaki član posljednje jednadžbe podijelimo s masom uzorka m o , tada ćemo dobiti izraz koji nam omogućava da odredimo sastav tvari:

x: y: z = ω(Na)/M r (Na) : ω(P)/M r (P) : ω(O)/M r (O).

Primjer 12. Supstanca sadrži 85,71 mas. % ugljika i 14,29 mas. % vodonika. Njegova molarna masa je 28 g/mol. Odredite najjednostavnije i istinite hemijske formule ove supstance.

Rješenje. Odnos između broja atoma u molekuli C x H y određen je dijeljenjem masenih udjela svakog elementa njegovom atomskom masom:

x: y = 85,71 / 12: 14,29 / 1 = 7,14: 14,29 \u003d 1: 2.

Dakle, najjednostavnija formula supstance je CH 2. Najjednostavnija formula neke supstance ne poklapa se uvek sa njenom pravom formulom. U ovom slučaju, formula CH 2 ne odgovara valenciji atoma vodika. Da biste pronašli pravu hemijsku formulu, morate znati molarnu masu date supstance. U ovom primjeru, molarna masa supstance je 28 g/mol. Dijeljenjem 28 sa 14 (zbir atomskih masa koji odgovara jedinici formule CH 2), dobijamo pravi omjer između broja atoma u molekuli:

Dobijamo pravu formulu supstance: C 2 H 4 - etilen.

Umjesto molarne mase za plinovite tvari i pare, gustina za bilo koji plin ili zrak može se navesti u stanju problema.

U slučaju koji se razmatra, gustina gasa u vazduhu je 0,9655. Na osnovu ove vrijednosti može se naći molarna masa plina:

M = M vazduh · D vazduh = 29 · 0,9655 = 28.

U ovom izrazu, M je molarna masa gasa C x H y, M vazduha je prosečna molarna masa vazduha, D vazduh je gustina gasa C x H y u vazduhu. Dobivena vrijednost molarne mase koristi se za određivanje prave formule tvari.

Uslov problema možda ne ukazuje na maseni udio jednog od elemenata. Nalazi se oduzimanjem od jedinice (100%) masenih udjela svih ostalih elemenata.

Primjer 13 Organsko jedinjenje sadrži 38,71 mas. % ugljenika, 51,61 mas. % kiseonika i 9,68 mas. % vodonika. Odredite pravu formulu ove supstance ako je njena gustina pare kiseonika 1,9375.

Rješenje. Izračunavamo omjer između broja atoma u molekuli C x H y O z:

x: y: z = 38,71/12: 9,68/1: 51,61/16 = 3,226: 9,68: 3,226= 1:3:1.

Molarna masa M supstance je:

M \u003d M (O 2) · D(O2) = 32 · 1,9375 = 62.

Najjednostavnija formula supstance je CH 3 O. Zbir atomskih masa za ovu formulu će biti 12+3+16=31. Podijelite 62 sa 31 i dobijete pravi omjer između broja atoma u molekuli:

x:y:z = 2:6:2.

Dakle, prava formula supstance je C 2 H 6 O 2. Ova formula odgovara sastavu dihidričnog alkohola - etilen glikola: CH 2 (OH) -CH 2 (OH).

2.10.6. Određivanje molarne mase supstance

Molarna masa supstance može se odrediti na osnovu gustine njene gasne pare sa poznatom molarnom masom.

Primjer 14. Gustina pare nekog organskog jedinjenja u smislu kiseonika je 1,8125. Odredite molarnu masu ovog spoja.

Rješenje. Molarna masa nepoznate supstance M x jednaka je umnošku relativne gustine ove supstance D sa molarnom masom supstance M, prema kojoj se određuje vrednost relativne gustine:

M x = D · M = 1,8125 · 32 = 58,0.

Supstance sa pronađenom vrednošću molarne mase mogu biti aceton, propionaldehid i alil alkohol.

Molarna masa gasa može se izračunati korišćenjem vrednosti njegove molarne zapremine na n.c.

Primjer 15. Masa 5,6 litara plina na n.o. je 5,046 g. Izračunajte molarnu masu ovog gasa.

Rješenje. Molarna zapremina gasa na n.s. je 22,4 litara. Dakle, molarna masa željenog gasa je

M = 5,046 · 22,4/5,6 = 20,18.

Željeni gas je neon Ne.

Clapeyron–Mendeleev jednačina se koristi za izračunavanje molarne mase gasa čija je zapremina data pod nenormalnim uslovima.

Primjer 16 Na temperaturi od 40 °C i pritisku od 200 kPa, masa 3,0 litara plina je 6,0 g. Odredite molarnu masu ovog plina.

Rješenje. Zamjenom poznatih veličina u Clapeyron–Mendelejevovu jednačinu dobijamo:

M = mRT/PV = 6,0 · 8,31· 313/(200· 3,0)= 26,0.

Gas koji se razmatra je acetilen C 2 H 2.

Primjer 17 Sagorijevanjem 5,6 l (N.O.) ugljovodonika proizvedeno je 44,0 g ugljičnog dioksida i 22,5 g vode. Relativna gustina ugljovodonika u odnosu na kiseonik je 1,8125. Odredite pravu hemijsku formulu ugljikovodika.

Rješenje. Jednačina reakcije za sagorevanje ugljovodonika može se predstaviti na sledeći način:

C x H y + 0,5 (2x + 0,5y) O 2 \u003d x CO 2 + 0,5 y H 2 O.

Količina ugljovodonika je 5,6:22,4=0,25 mol. Kao rezultat reakcije nastaje 1 mol ugljičnog dioksida i 1,25 mola vode, koja sadrži 2,5 mola atoma vodika. Kada se ugljovodonik sagori s količinom tvari od 1 mol, dobije se 4 mola ugljičnog dioksida i 5 mola vode. Dakle, 1 mol ugljikovodika sadrži 4 mola atoma ugljika i 10 mola atoma vodika, tj. hemijska formula ugljovodonika C 4 H 10 . Molarna masa ovog ugljovodonika je M=4 · 12+10=58. Njegova relativna gustina kiseonika D=58:32=1,8125 odgovara vrednosti datoj u uslovu zadatka, što potvrđuje tačnost pronađene hemijske formule.