Kako odrediti masu mješavine plinova. Prosječna molekularna težina mješavine plinova

Prosječna molekularna masa je uvjetna vrijednost i odnosi se na takav homogeni plin, u kojem su broj molekula i ukupna masa jednaki broju molekula i masi smjese plinova.

Ako je poznata vrijednost konstante plinske smjese, tada

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

(3-8)

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

Jer zatim

Prosječna molekularna masa mješavine plinova jednaka je zbroju umnožaka volumnih udjela i molekulskih masa pojedinačnih plinova koji čine smjesu.

Parcijalni pritisci

Parcijalni tlak plin se može odrediti preko masenih udjela iz Clapeyronove jednadžbe, ako su poznati glavni parametri plina:

(3-10)

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

(3-11)

Parcijalni tlak svakog plina jednak je umnošku ukupnog tlaka mješavine plinova i njezinog volumnog udjela.

Jednadžba (3-11) se obično koristi u tehničkim proračunima i pri ispitivanju toplinskih instalacija. Volumni udjeli plinova određuju se posebnim uređajima - analizatorima plina.

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

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

(5-15)

Iz jednadžbe (5-12) slijedi da

(5-16)

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

, što se naziva jednokratni ili korisni rad.

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

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

(5-17)

Promjena entalpije u svim procesima koji se odvijaju između dviju točaka 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 pokretni klip u cilindru s 1 kg plina (sl. 5-13). Područje klipa /; unutarnja energija radnog tijela i. Potencijalna energija utega jednaka je umnošku mase utega m i visine S. Budući da je tlak plina p uravnotežen masom utega, njegova se potencijalna energija može izraziti drugačije:

Umnožak /S je specifični volumen plina. Odavde

Umnožak tlaka i volumena je rad koji je potrebno utrošiti da se plin volumena v uvede u vanjski medij s tlakom p. Dakle, rad pv je potencijalna energija plina, koja ovisi o silama koje djeluju na klip. Što su te vanjske sile veće, to je veći tlak p i veća je potencijalna energija tlaka pv.

Ako plin u cilindru i klip s teretom promatramo kao jedan sustav, koji ćemo nazvati prošireni sustav, tada je ukupna energija E tog sustava zbroj unutarnje energije plina i potencijalne energije plina. klip s opterećenjem jednakim pv:

To pokazuje da je entalpija i jednaka energiji proširenog sustava – tijela i okoliš. To je što fizičko značenje entalpija.

Vrijednosti entalpije za pare, plinove i plinske smjese dane su u tehničkim i referentna literatura. Pomoću tih podataka moguće je odrediti količinu topline uključenu u proces pri konstantnom tlaku. Primljena entalpija veliki značaj i primjenu u proračunima toplinskih i rashladnih instalacija te kao parametar stanja radnog fluida znatno pojednostavljuje toplinske proračune. Omogućuje [primjenu grafičkih metoda u proučavanju različitih termodinamičkih procesa i ciklusa.

Posebno je preporučljivo koristiti entalpiju kada se kao glavni parametri uzmu p i T. To se može jasno vidjeti ako se entalpija i usporedi s unutarnjom energijom u. Kada je v \u003d const, jednadžba prvog zakona termodinamike dq \u003d du + pdv pretvara se u dq v \u003d du, ili q v - u 2 -u 1 i kada je p \u003d const q p \u003d i 3 - i 1 .

Entalpija idealnog plina, "kao i unutarnja energija, funkcija je temperature i ne ovisi o drugim parametrima. Doista, za idealni plin

dakle (budući da oba člana ovise samo o temperaturi), i = f(T).

Zatim, po analogiji s unutarnjom energijom, imamo

tj. u svakom procesu promjene stanja idealnog plina, derivacija promjene entalpije u odnosu na temperaturu bit će ukupna derivacija.

Brojčane vrijednosti entalpija idealnih plinova dane su u Dodatku, Tablica. XIII.

28. Srednje molekulska masa plinske smjese

Jednadžba 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, dobivamo sljedeće formule:

g i = (R/ R i),

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

Formula za izračunavanje specifične plinske konstante imat će oblik:

R= 1 / e(r ja/R ja) = 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 da R= 8314,2 / M, dobivamo:

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 zbrojem umnožaka volumnih udjela i molarnih masa pojedinačnih plinova koji čine smjesu.

Iz knjige Informacijska tehnologija POSTUPAK IZRADE KORISNIČKE DOKUMENTACIJE SOFTVERA Autor autor nepoznat

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

Iz knjige Hidraulika autor Babaev M A

43. Jednoliko kretanje i koeficijent otpora po dužini. Chezy formula. Prosječna brzina i protok Prosječna brzina, niti se krivulja brzina po dužini ne mijenja s vremenom.Kada jednoliko kretanje

Iz knjige Toplinska tehnika Autor Burkhanova Natalia

42. Jednadžba stanja za realne plinove M. N. Vukalovich i I. I. Novikov Univerzalnu jednadžbu koja opisuje stanje bilo kojeg realnog plina dobili su 1939. godine ruski znanstvenici I. I. Novikov i M. N. Vukalovich. Također je uzeo u obzir fenomen međudjelovanja sila

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

Ispuh motora je zadimljen. Povećan volumen plinova ulazi u kućište radilice motora Dijagnoza motora prema boji dima iz ispušne cijevi Plavo-bijeli dim - nestabilan rad motora. Radna ivica ventila je spaljena. Procijenite stanje distribucije plina

Iz knjige Rakete i svemirski let od Leigh Willy

RAKETNO GORIVO, RAKETNA MASA I PUTANJE LETA

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

Iz knjige Ritzova 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 Konzistentna teorija elementarnih čestica, koja bi predvidjela moguće vrijednosti masa elementarnih čestica i njihovih drugih unutarnjih karakteristika, još nije stvorena. Sovjetski enciklopedijski rječnik Trenutno

Iz knjige Izgradnja zemlje. Najmoderniji građevinski i završni materijali Autor Strašnov Viktor Grigorijevič

Iz knjige Tehnički propisi o zahtjevima zaštite od požara. savezni zakon br. 123-FZ od 22. srpnja 2008 Autor Tim autora

Povećana toksičnost ispušnih plinova Sastav i količina toksičnih komponenti u ispušnim plinovima motora ovise uglavnom o njegovom tehničkom stanju, svi ostali čimbenici opisani su u nastavku.

Iz knjige Anatomija arhitekture [Sedam knjiga o logici, obliku i značenju] Autor Kavtaradze Sergej

10.5. Utjecaj plinova na svojstva srebrnih legura. Srebro ne stupa u aktivne interakcije s raznim plinovima, osim s kisikom. Dakle, dušik se ne otapa ni u tekućem ni u čvrstom srebru. Topljivost inertnih plinova u srebru je zanemariva. Topljivost vodika u

Iz autorove knjige

11.5. Utjecaj plinova na svojstva legura zlata Plinovi koji se javljaju tijekom taljenja, kao što su kisik, vodik, ugljikovodici, dušik, ugljikov mono- i , niti u

Iz autorove knjige

Iz autorove knjige

Iz autorove knjige

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

Količina tvari - broj strukturnih elemenata (molekula, atoma, iona itd.) sadržanih u tijelu ili sustavu. Količina tvari izražava se u molovima. Mol je jednak količini tvari sustava koji sadrži onoliko strukturnih elemenata koliko ima atoma u 0,012 kg izotopa ugljika 12 C. Količina tvari tijela (sustava)

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

molarna masa tvari,

gdje m- masa homogenog tijela (sustava); -količina tvari (broj molova) ovog tijela (sustava). 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 atomskim jedinicama mase nazivaju se relativna atomska odnosno relativna molekularna masa tvari. Relativna molekularna masa tvari sastoji se od relativnih atomskih masa kemijskih elemenata koji čine molekulu tvari. Relativne atomske mase kemijskih elemenata dane su u tablici D. I. Mendeljejeva (vidi i tablicu 8 u dodatku ovog priručnika).

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

Količina tvari u smjesi n plinova

ili
,

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

Mendeleev - Clapeyron jednadžba (jednadžba stanja idealnog plina)

,

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

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

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

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

,

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

ili za dvije države
,

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

ili za dvije države
,

d) zakon kombiniranog plina ( m= konst)

ili za dvije države
.

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

Daltonov zakon, koji određuje tlak smjese n plinovi.

,

gdje str ja - parcijalni tlakovi komponenata smjese ( ja=1,2,…,n). Parcijalni tlak je tlak plina koji bi taj plin proizveo da je sam u posudi koju zauzima smjesa.

Molarna masa smjese n plinova

.

Maseni udio ja-ta komponenta plinske smjese (u dijelovima jedinice ili postocima)

,

gdje t - težinu smjese.

Koncentracija molekula

,

gdje N - broj molekula sadržanih u danom sustavu;  je gustoća tvari u sustavu; V- volumen sustava. Formula vrijedi ne samo za plinove, već i za bilo koje agregatno stanje tvari.

Van der Waalsova jednadžba za realni plin

,

gdje a i b- van der Waalsovi koeficijenti

Za idealni plin, van der Waalsova jednadžba pretvara se u Mendeleev-Clapeyronovu jednadžbu.

Osnovne jednadžbe molekularno-kinetičke teorije plinova

,

gdje je  p  prosječna kinetička energija translatornog gibanja molekule.

2.10.1. Izračunavanje relativnih i apsolutnih masa atoma i molekula

Relativne mase atoma i molekula određuju se pomoću D.I. Mendeljejevske vrijednosti atomskih masa. Istodobno, kada se izvode izračuni 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 kalcija And r (Ca)=40; relativna atomska masa platine I r (Pt)=195.

Relativna masa molekule izračunava se kao zbroj relativnih atomskih masa atoma koji čine ovu molekulu, uzimajući u obzir količinu njihove tvari.

Primjer 2. Relativna molarna masa sumporne kiseline:

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

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

Primjer 3. Odredite masu jednog atoma kalcija.

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

m (Ca) \u003d A r (Ca) : N A \u003d 40: 6,02 · 10 23 = 6,64· 10-23 godine

Primjer 4. Odredite masu jedne molekule sumporne kiseline.

Riješenje. Molarna masa sumporne kiseline je M r (H 2 SO 4) = 98. Masa jedne molekule m (H 2 SO 4) je:

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

2.10.2. Izračunavanje količine materije i izračunavanje broja atomskih i molekularnih čestica iz poznatih vrijednosti mase i volumena

Količina tvari određuje se dijeljenjem njezine mase, izražene u gramima, s njezinom atomskom (molarnom) masom. Količina tvari u plinovitom stanju u n.o. nalazi se tako da se njezin volumen podijeli s volumenom 1 mol plina (22,4 l).

Primjer 5. Odredite količinu natrijeve tvari n(Na) u 57,5 ​​g metalnog natrija.

Riješenje. Relativna atomska masa natrija je And r (Na)=23. Količina tvari nalazi se dijeljenjem mase metalnog natrija s njegovom atomskom masom:

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

Primjer 6 . Odredite količinu tvari dušika, ako je njezin volumen pri n.o. je 5,6 litara.

Riješenje. Količina dušične tvari n(N 2) nalazimo dijeljenjem njegovog volumena s volumenom 1 mol plina (22,4 l):

n(N2) \u003d 5,6: 22,4 \u003d 0,25 mol.

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

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

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

n (H2O) \u003d 1000: 18 \u003d 55,5 mol.

Broj molekula u 1000 g vode bit će:

N (H20) \u003d 55,5 · 6,02· 10 23 = 3,34· 10 24 .

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

Riješenje. Količina tvari kisika čiji je volumen u normalnim uvjetima 1 litra jednaka je:

n(O 2) \u003d 1: 22,4 \u003d 4,46 · 10 -2 mol.

Broj molekula kisika u 1 litri (N.O.) bit će:

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

Valja napomenuti da je 26.9 · 10 22 molekule bit će sadržane u 1 litri bilo kojeg plina na n.o. Budući da je molekula kisika dvoatomna, broj atoma kisika u 1 litri bit će 2 puta veći, tj. 5.38 · 10 22 .

2.10.3. Izračunavanje prosječne molarne mase plinske smjese i volumnog udjela
plinove koje sadrži

Prosječna molarna masa plinske smjese izračunava se iz molarnih masa sastavnih plinova te smjese i njihovih volumnih udjela.

Primjer 9 Uz pretpostavku da je sadržaj (u volumnim postocima) dušika, kisika i argona u zraku 78, 21 odnosno 1, izračunajte prosječnu molarnu masu zraka.

Riješenje.

M zraka = 0,78 · Mr(N2)+0,21 · Mr(02)+0,01 · M r (Ar) = 0,78 · 28+0,21· 32+0,01· 40 = 21,84+6,72+0,40=28,96

Ili približno 29 g/mol.

Primjer 10. Plinska smjesa sadrži 12 l NH 3 , 5 l N 2 i 3 l H 2 izmjereno na n.o. Izračunajte volumne udjele plinova u toj smjesi i njezinu prosječnu molarnu masu.

Riješenje. Ukupni volumen smjese plinova je V=12+5+3=20 l. Volumni udjeli j plinova bit će jednaki:

φ(NH3)= 12:20=0,6; φ(N2)=5:20=0,25; φ(H2)=3:20=0,15.

Prosječna molarna masa izračunava se na temelju volumnih udjela sastavnih plinova ove smjese i njihovih molekulskih masa:

M=0,6 · M (NH3)+0,25 · M(N2)+0,15 · M (H2) \u003d 0,6 · 17+0,25· 28+0,15· 2 = 17,5.

2.10.4. Izračunavanje masenog udjela kemijskog elementa u kemijskom spoju

Maseni udio ω kemijskog elementa definiran je kao omjer mase atoma danog elementa X sadržanog u danoj masi tvari i mase te tvari m. Maseni udio je bezdimenzijska veličina. Izražava se u dijelovima jedinice:

ω(X) = m(X)/m (0<ω< 1);

ili u postotku

ω(X),%= 100 m(X)/m (0%<ω<100%),

gdje je ω(X) maseni udio kemijskog elementa X; m(X) je masa kemijskog elementa X; m je masa tvari.

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

Riješenje. Molarne mase tvari su jednake: M (Mn) \u003d 55 g / mol, M (O) = 16 g / mol, M (Mn 2 O 7) \u003d 2M (Mn) + 7M (O) = 222 g/mol. Prema tome, masa Mn 2 O 7 s količinom tvari 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 proizlazi da je količina tvari atoma mangana dvostruko veća od količine tvari manganova oksida (VII). Sredstva,

n(Mn) \u003d 2n (Mn 2 O 7) \u003d 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. Određivanje formule kemijskog spoja po elementarnom sastavu

Najjednostavnija kemijska formula tvari određena je na temelju poznatih vrijednosti masenih udjela elemenata koji čine tu tvar.

Pretpostavimo da postoji uzorak tvari Na x P y O z s masom m o g. Razmotrite kako se određuje njezina kemijska formula ako količine tvari atoma elemenata, njihove mase ili maseni udjeli u poznatoj masi tvar je poznata. Formula tvari određena je omjerom:

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

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

x: y: z = N(Na)/NA: N(P)/NA: N(O)/NA = 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 omogućuje određivanje sastava tvari:

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

Primjer 12. Tvar sadrži 85,71 mas. % ugljika i 14,29 mas. % vodik. Njegova molarna masa je 28 g/mol. Odredite najjednostavnije i istinite kemijske formule ove tvari.

Riješenje. Omjer između broja atoma u molekuli C x H y određuje se dijeljenjem masenih udjela svakog elementa s njegovom atomskom masom:

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

Dakle, najjednostavnija formula tvari je CH 2. Najjednostavnija formula tvari ne podudara se uvijek s njezinom pravom formulom. U ovom slučaju, formula CH 2 ne odgovara valenciji atoma vodika. Da biste pronašli pravu kemijsku formulu, morate znati molarnu masu određene tvari. U ovom primjeru, molarna masa tvari je 28 g/mol. Podijelimo li 28 s 14 (zbroj atomskih masa koji odgovara formulskoj jedinici CH 2), dobivamo pravi omjer između broja atoma u molekuli:

Dobivamo pravu formulu tvari: C 2 H 4 - etilen.

Umjesto molarne mase za plinovite tvari i pare, u uvjetu zadatka može se navesti gustoća za bilo koji plin ili zrak.

U ovom slučaju gustoća plina u zraku je 0,9655. Na temelju ove vrijednosti može se pronaći molarna masa plina:

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

U ovom izrazu M je molarna masa plina C x H y, M zrak je prosječna molarna masa zraka, D zrak je gustoća plina C x H y u zraku. Dobivena vrijednost molarne mase koristi se za određivanje prave formule tvari.

Uvjet zadatka ne mora označavati maseni udio jednog od elemenata. Dobiva se oduzimanjem masenih udjela svih ostalih elemenata od jedinice (100%).

Primjer 13 Organski spoj sadrži 38,71 mas. % ugljika, 51,61 tež. % kisika i 9,68 mas. % vodik. Odredite pravu formulu te tvari ako je gustoća njezine pare kisika 1,9375.

Riješenje. 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 tvari je:

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

Najjednostavnija formula tvari je CH 3 O. Zbroj atomskih masa za ovu jedinicu formule bit će 12+3+16=31. Podijelite 62 s 31 i dobijete pravi omjer između broja atoma u molekuli:

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

Dakle, prava formula tvari 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 tvari

Molarna masa tvari može se odrediti na temelju njezine gustoće plinske pare uz poznatu molarnu masu.

Primjer 14. Gustoća pare nekog organskog spoja u odnosu na kisik je 1,8125. Odredite molarnu masu ovog spoja.

Riješenje. Molarna masa nepoznate tvari M x jednaka je umnošku relativne gustoće te tvari D s molarnom masom tvari M, prema kojoj se određuje vrijednost relativne gustoće:

M x = D · M = 1,8125 · 32 = 58,0.

Tvari s pronađenom vrijednošću molarne mase mogu biti aceton, propionaldehid i alilni alkohol.

Molarna masa plina može se izračunati pomoću vrijednosti njegovog molarnog volumena na n.c.

Primjer 15. Masa 5,6 litara plina na n.o. iznosi 5,046 g. Izračunajte molarnu masu tog plina.

Riješenje. Molarni volumen plina u n.s. je 22,4 litre. Stoga je molarna masa željenog plina

M = 5,046 · 22,4/5,6 = 20,18.

Željeni plin je neon Ne.

Clapeyron–Mendelejevljeva jednadžba koristi se za izračunavanje molarne mase plina čiji je volumen zadan pod nenormalnim uvjetima.

Primjer 16 Pri temperaturi od 40 ° C i tlaku od 200 kPa, masa 3,0 litara plina je 6,0 g. Odredite molarnu masu tog plina.

Riješenje. Zamjenom poznatih veličina u Clapeyron-Mendelejevu jednadžbu dobivamo:

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

Plin koji se razmatra je acetilen C2H2.

Primjer 17 Izgaranjem 5,6 1 (N.O.) ugljikovodika dobiveno je 44,0 g ugljičnog dioksida i 22,5 g vode. Relativna gustoća ugljikovodika u odnosu na kisik je 1,8125. Odredite pravu kemijsku formulu ugljikovodika.

Riješenje. Jednadžba reakcije za izgaranje ugljikovodika može se prikazati na sljedeći način:

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

Količina ugljikovodika je 5,6:22,4=0,25 mol. Kao rezultat reakcije nastaje 1 mol ugljičnog dioksida i 1,25 mol vode, koja sadrži 2,5 mol atoma vodika. Kada se ugljikovodik sagorijeva s količinom tvari od 1 mola, dobivaju se 4 mola ugljičnog dioksida i 5 mola vode. Dakle, 1 mol ugljikovodika sadrži 4 mol atoma ugljika i 10 mol atoma vodika, tj. kemijska formula ugljikovodika C 4 H 10 . Molarna masa ovog ugljikovodika je M=4 · 12+10=58. Njegova relativna gustoća kisika D=58:32=1,8125 odgovara vrijednosti zadanoj u uvjetu zadatka, što potvrđuje točnost pronađene kemijske formule.