Уравнение менделеева-клапейрона

Для вычисления молярных масс используют также у р а в н е н и е с о с т о я н и я и д е а л ь н о г о г а з а – уравнение Менделеева-Клапейрона:

PV = m/M RT,

где Р – давление газа, Па; V – его объем, м³; m – масса газа, г; М – молярная масса газа, г/моль; R – универсальная газовая постоянная, Дж/(моль∙К;

Т – абсолютная температура, К.

ВЫЧИСЛЕНИЯ ПО УРАВНЕНИЮ МЕНДЕЛЕЕВА-КЛАПЕЙРОНА

Пример 1. Вычислить массу 2 л водорода, который находится при 17^оС и давлении 95 кПа.

Решение. Из уравнения Менделеева-Клапейрона следует, что масса газа будет определяться по формуле: m = PVM/RT,

причем в системе СИ газовая постоянная равна 8,314 Дж/моль∙К,

тогда давление нужно выразить в паскалях, а объем в метрах кубических:

Р = 95000 Па, V = 2∙10^–3 м³, Т = 273 + 17 = 290 К, М(Н₂) = 2 г/моль.

Подставляем эти значения

m = 95∙10³ ∙2 ∙10^∙–3∙2/8.314 ∙ 290 = 0.2958 (г).

Ответ: масса двух литров водорода равна 0,2958 г.

Пример 2. Масса 344 мл газа при 42^оС и 772 мм рт.ст. равна 0,866 г. Вычислить молярную массу газа.

Решение. Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, выведем формулу для расчета молярной массы: М = m RT/PV.

Объем необходимо выразить в метрах кубических: V = 0,344∙10^–3 м³, давление в паскалях, для этого сделать расчет:

760 мм рт.ст. – 101 300 Па

772 мм рт.ст. - ? Па,

Отсюда: Р = 772 ∙101 300 / 760 = 102 899 Па.

Подставляем найденные значения

М = 0,866 ∙ 8,314 ∙ 315/ 102 899 ∙ 0,344 ∙10^–3 ≈ 64 г/моль

Ответ: молярная масса газа составляет 64 г/моль.

Проектное задание. При разложении карбоната кальция выделилось 11,2 л углекислого газа. Определить, чему равна масса гидроксида калия, необходимая для связывания выделившегося газа в карбонат.

Тест рубежного контроля № 2.

Тест содержит 6 заданий , на выполнение которых отводится 15 минут. Выберите наиболее правильный, по Вашему мнению, вариант ответа и отметьте его в бланке ответов любым значком (правильных ответов может быть несколько!)

1. Взаимодействуют 2 г водорода и 14 г кислорода. О реагентах можно сказать, что:
а) Н2 в избытке		б) О2 в избытке
в) Н2 в недостатке		г) Реагенты в эквивалентных количествах
2. Сумма коэффициентов реакции Al(OH)3 + HCl равна: (закончить, уравнять и выбрать правильное)
а) 4		б) 6
в) 7		г) 8
3. Используя уравнение Менделеева-Клапейрона указать изменение каких величин при постоянстве остальных может увеличить давление газа
а) увеличение объема	б) уменьшение массы
в) увеличение температуры	г) уменьшение объема
4. Один грамм какого из газов занимает наибольший объем? (условия одинаковые)
а) CH4	б) CO2
в) H2	г) O2
5. Какова молекулярная формула соединения азота с кислородом, если плотность этого газа по водороду равна 15.
а) NO	б) N2O
в) NO2	г) N2O3
6. Смешали равные объемы водорода и хлора. Как изменится объем смеси после протекания реакции:
а) не изменится	б) увеличится в два раза
в) уменьшится в два раза	г) увеличится в четыре раза