CHEMTUTOR GASES
Les gaz nous apparaissent comme matériau de densité très faible qui doit être mise à garder ensemble. Contrairement à solides, les gaz ont pas de forme définie. Contrairement à des liquides, des gaz ont aucun volume défini, mais ils remplissent complètement un récipient. Le volume du récipient est le volume du gaz dedans. Un gaz exerce une pression sur tous les côtés du récipient qui la contient. Le gaz peut être comprimé par des pressions supérieures à la pression du gaz sur son contenant. La vapeur de mots, de la fumée, l'air ou miasmes décrivent également un gaz. Air décrit le mélange commun de gaz dans l'atmosphère. Un miasme est généralement une mauvaise odeur ou de gaz toxiques. La vapeur et les fumées mots suggèrent que le gaz provenait d'un liquide particulier.
En ce qui concerne l'état gazeux est constitué de particules (atomes ou molécules) qui ne sont pas attachées les unes aux autres. Les forces intermoléculaires ou interatomiques qui détiennent des solides et des liquides ont été surmontés par le mouvement des molécules. Les particules d'un gaz ont trop d'énergie thermique pour rester attaché à l'autre. Le mouvement et les vibrations des atomes tirent les molécules individuelles les unes des autres.
air liquide (avec toutes les molécules se touchent) a une densité de 0,875 gramme par millilitre. Par la loi d'Avogadro, une mole d'un gaz quelconque occupe 22,4 litres à température et pression normales (STP).
1 mol d'un gaz à STP = 22.4 litres
L'air dans la phase gazeuse à température et pression standard (1 atmosphère de pression et 0 ° C.) A une mole de celui-ci (28,96 g) dans 22,4 litres, venant à environ 1,29 grammes par litre. L'air liquide est plus de 680 fois plus dense que l'air à une atmosphère. Comme une estimation, chaque molécule de gaz dans l'air a 680 fois son propre volume hochet autour de. Les gaz sont la plupart du temps l'espace inoccupé. Chaque molécule d'un gaz peut se déplacer sur une longue distance avant qu'elle ne rencontre une autre molécule. On peut penser d'un gaz comme ayant une « source ponctuelle de masse », à savoir, le volume de la molécule est négligeable par rapport à l'espace qu'il occupe.
Lorsqu'une molécule de gaz frappe un autre, ils rebondissent les uns des autres, idéalement dans une rencontre complètement élastique. Il y a une pression dans le gaz qui est causée par les molécules de gaz en mouvement frappant les uns les autres et tout le reste dans le gaz. La pression d'un gaz qui exerce sur son récipient provient des molécules de gaz en appuyant sur la face intérieure du récipient et qui rebondit sur.
Il y a quelques matériaux qui ne figurent pas sous la forme d'un gaz parce que la quantité de mouvement moléculaire nécessaire pour tirer une molécule loin de ses voisins est suffisant pour tirer la molécule à part. Pour cette raison, vous n'êtes pas susceptible de voir de grandes molécules biologiques telles que les protéines, les graisses, ou de l'ADN sous la forme d'un gaz.
LA FORMULE DE LA LOI DE GAZ IDEAL
De même à la loi de Charles, il peut être organisé de sorte qu'il apparaisse dans la même forme que vous voyez dans la plupart des livres.
GAZ STOECHIOMETRIE MATH
Comme vous le savez de la Mols, Percents et section stoechiométrie, stoechiométrie est le calcul d'un matériau inconnu dans une réaction chimique à partir des informations données d'un autre des matériaux dans la même réaction chimique. Que faire si soit le matériau donné ou le matériel que vous demande de trouver est un gaz? En stoechiométrie vous devez connaître la quantité d'un matériau. Pour les gaz non à STP, vous devez connaître la pression, la température et le volume de connaître la quantité de matériau donné. Si on vous donne un gaz non à STP, vous serez en mesure de remplacer P V = n R T pour le côté donné et le brancher directement dans le lieu de Mols résolution de l'équation pour « n ». Voici un exemple de problème en utilisant un gaz non à STP comme donné.
Quelle est la masse d'ammoniac recevriez-vous de suffisamment d'azote avec 689 litres d'hydrogène gazeux à 350 ° C et 4587 mmHg ?,
Donné. 689 l de H 2 = V T = 350 ° C + 273 ° = 623K P = 4587 mm Hg (changement de Atm)
Remarquez que nous avons tous les trois des bits de données pour connaître la quantité d'hydrogène.
Trouver. Masse (m) du NH 3
3 H 2 + N 2 « > 2 NH 3
Le plan-cadre d'orientation de la feuille de route stoechiométrie est:
(Lois des gaz) (moles donné) (rapport en moles) (formule découverte en poids) (Trouver masse)
La loi des gaz parfaits (P v = n R T) doivent être résolus pour « n » de sorte qu'il peut être utilisé comme la « donnée » du contour.
SUR LES PROBLÈMES DE REPÈRES MATH DROIT DE GAZ
1. Connaître les unités et les dimensions de la pression, le volume et la température et la façon de les convertir à ce que vous voulez.
2. Les lois de gaz exigent une température absolue, habituellement Kelvin, dans les formules. Savoir comment convertir toute la mesure de la température que vous donne à Kelvin.
3. connaître le nombre et les unités de « R » à utiliser dans les équations de gaz. Rappelez-vous de convertir toutes les unités aux unités du « R » que vous utilisez pour annuler les unités.
4. Etiquette soigneusement la dimension et de l'état de chaque variable. Les dimensions de la s am e c sur di ti doivent être étiquetés avec le s am e s ub sc ri pt.
Pneumatique 20,6 litres à 23 ° C et 3,21 atmosphères à l'intérieur de la pression est exécuté sur l'autoroute pendant quatre heures. Le pneu est maintenant 20,8 litres à 235 ° C. Quelle est la pression dans le pneu chaud? Il faut groupe V = 20,6 litres, P = 3,21 atmosphères, et T = 296 K comme une condition. Chacune de ces mesures doivent avoir le même indice, tout ce que vous choisissez. Par exemple, V 1 = 20,6 litres, P 1 = 3,21 atmosphères, et T 1 = 296 K La deuxième condition a une composante manquante. On vous donne le volume et la température, mais pas la pression. V 2 = 20,8, T 2 Litres = 508 K, et vous devez trouver P 2.
5. Vous pouvez utiliser la formule Loi combinée gaz pour l'un de ces problèmes, mais vous devez soigneusement annuler toutes les dimensions qui sont les mêmes dans les deux conditions.
6. Résoudre pour l'inconnu, insérez les quantités données, et d'annuler les unités pour vous assurer que votre réponse sortira droite.
Il est encore plus que nous pouvons faire avec un bon vieux P V = n R T. La première partie de cette section vous a présenté à la loi d'Avogadro. Une mole de tout gaz occupe un volume de 22,4 litres à température et pression normales (STP). Si nous revenons à la comparaison de deux formules de la loi des gaz parfaits, nous avons:
P 1 V 1 = n 1 R T 1
P 2 V 2 = n 2 R 2 T
R s » sont les mêmes, de sorte qu'ils peuvent être annulées. A la température standard, T 1 = T 2 = 273K. et T s » peuvent être annulées. Sous la pression normale, l'atmosphère P 1 = P 2 = 1. et le P s » peuvent être annulées. Quand tout a été l'annulation fait,
Si le volume est proportionnel au nombre de moles d'un gaz, il y est une constante, k, que l'on peut utiliser dans la formule, V = k n. à exprimer la proportionnalité de V et n. Qu'est-ce que la constante de proportionnalité? A température et pression normales, la pression est une atmosphère et la température est de 273K. La constante universelle des gaz est encore 0.0821 litres - atmosphère par mole - degré. Fixons n à un pour savoir ce que k est.
P = V n R T et V = n R T / P
V = (1 mole) (0,0821 L - A / mol - K) (237 K) / (1 A)
Annuler les moles, les A (par atmosphère) et les K. Faire le calcul.
Nous avons vu ce numéro avant dans la loi d'Avogadro, ce qui est d'où il vient. Lorsque n est égal à une mole et V est de 22,4 litres, k est de 22,4 litres / mol.
1 mol d'un gaz à STP = 22.4 litres
LOI DE DALTON DE PRESSIONS PARTIELLES
De même à la façon dont nous avons calculé V = k n pour le droit de Avogadro ci-dessus lorsque la pression est constante, on peut en déduire P = k n pour des conditions lorsque le volume ne change pas. Cette fois-ci il n'y a pas de signification notable à k. donc nous allons simplement dire que P est proportionnel à n lorsque la température et la pression sont constantes. Dans des conditions où plus d'un gaz est mélangé, on peut ajouter un numéro et les pressions Mols. Si nous devions avoir P 1 de gaz n ° 1 en raison de n 1 moles de celui-ci et P 2 d'un autre gaz (n ° 2) en raison de n 2 moles de celui-ci, ces deux gaz dans le même volume (Ils doivent être au même température.) peut être ajouté en même temps. P T est la pression totale et n T est le nombre total de moles.
n 1 + n 2 = n T et P 1 + P 2 = P T
Cela n'a rien à voir avec le fait que le gaz # 1 est le même que le gaz # 2. La loi de Dalton des pressions partielles dit que « La somme de toutes les pressions partielles des gaz dans un volume est égal à la pression totale. » Où PT est la pression totale, P 1 est la pression partielle de « gaz # 1 », P 2 est la pression partielle de « gaz # 2 », P n est la pression du dernier gaz, quel que soit le numéro (n), il est .
P T = P 1 + P 2 +. + P n
LOI DE GRAHAM DE DIFFUSION (OU EFFUSION)
Gaz sous aucun changement de pression qui soit diffus dans toutes les directions à partir d'une concentration initiale ou effuse à travers un petit trou se déplacent dans le mélange à une vitesse qui est inversement proportionnelle à la racine carrée du poids de la formule de la particule de gaz.
La température est un type d'énergie. La température est la façon dont nous nous sentons le mouvement des molécules. E = 1/2 m v 2 est la formule de l'énergie de mouvement. Ce mouvement même des molécules est le mouvement de fonctionnement de l'action de mélange de diffusion. La masse de la molécule est le poids de formule ou poids moléculaire des particules de gaz.
D'après la formule de l'énergie de mouvement, nous pouvons voir que la masse de la particule (le poids de la formule) est inversement proportionnelle au carré de la vitesse de la particule. Ceci est la meilleure façon de se rappeler la loi de Graham.
Notez que dans la formule ci-dessus que 1 « v » est sur « v 2 » et « F w 2 » est supérieure à F « w 1 ». Il en est ainsi que la relation inverse peut être exprimée dans la formule.
Si vous résolvez pour la vitesse d'effusion d'une particule, vous pouvez prendre la racine carrée des deux côtés pour obtenir l'autre formule utile Loi de Graham.
GAZ LE DROIT DES PROBLÈMES MATH
1. L'hélium reprend 5,71 litres à O ° C et 3,95 atmosphère. Quel est le volume du même hélium à 32 ° F et 800 mmHg?
2. 257 mL d'oxygène dans un tube à gaz va de 17 ° C à 42 ° C après être sorti au soleil. La pression dans le tube est 39 # / po2, mais il ne change pas la température augmente. Quel est le volume du tube après avoir chauffé?
3. Un énorme (57.400 mètre cube) ballon d'hélium extensible à 22 ° C est chauffé par un feu en dessous et à l'action du soleil sur la matière plastique recouvrant foncé sur le dessus. Il y aura une légère augmentation de la pression de 785 mmHg à 790 mmHg, mais l'effet majeur recherché est une augmentation du volume de sorte que le ballon peut soulever sa cargaison. Pour quelle température doit obtenir le ballon afin de remplir à 60.500 mètres cubes?
4. Quel est le volume d'air à la pression normale dans une est noire 11 pi 3 réservoir de plongée à la même température à 15,8 atmosphères?
5. L'air est de 20% d'oxygène et 80% d'azote. Quelle est la masse d'air dans un pneu d'automobile de 19,7 L et de la pression interne de 46,7 psi à 24 ° C? (Cette pression est la même que la 32 différence de PSI on mesure habituellement que la pression des pneus 32 PSI + 14,7 PSI. Vous devrez utiliser une moyenne pondérée pour la masse molaire de l'air.)
6. Un réservoir sous pression constante de gaz à 1,01 Atm a propane en elle à 15 ° C quand il est à 255 mètres cubes. Quel est son volume à 48 ° C?
7. Un réservoir sous-marine est rempli d'air à 16,7 atm à 24 ° C, mais quelqu'un laisse au soleil se réchauffer à 65 ° C. Quelle est la pression du réservoir?
9. Quelle plus rapide diffuse, la mauvaise odeur d'un chat casserole en raison de l'ammoniac ou un coûteux parfum français avec un poids moléculaire moyen de 170 g / mol? Comment beaucoup plus vite plus vite on diffuse?
10. Quelle est la masse du néon dans un tube au néon 625 ml à 357 mm Hg - 25 ° C?
11. Quelle est la masse de 15 litres de chlore gazeux à STP?
12. Combien de litres d'ammoniaque à STP sont produites lorsque 10 g de l'hydrogène est combiné avec de l'azote?
13. Combien de millilitres d'hydrogène à 0 ° C et 1 400 mm de Hg sont produites si 15 g de magnésium réagit avec l'acide sulfurique?
14. Quelle est la masse de 25 litres de gaz de fluor à 2,85 atm, 450 ° C?
15. Un réservoir neuf litres a 150 atmosphères de brome en elle à 27 ° C. Quelle est la masse ajoutée du réservoir due au gaz?
16. Un réservoir de 250 kg de butane liquide (C 4 H 1O) brûle pour produire du dioxyde de carbone à 120 ° C. Quel est le volume de dioxyde de carbone est produit à 1 Atm?
17. Combien de litres de produit à 950 mmHg et O ° C est produite par la combustion de trois litres d'acétylène (C 2 H 2) à 5 atm et 20 ° C?
19. Si 0.515g de magnésium est ajouté à HCl, il est de l'hydrogène gazeux et le chlorure de magnésium. L'hydrogène est recueilli à 23 ° C et 735mmHg. Quel est le volume d'hydrogène?
20. Quelle est la masse de 150 litres de gaz propane (C 3 H 8) à 37 ° C et 245 inHg?
21. Alcool isopropylique, C 3 H 7 OH, qui fait un bon carburant pour les voitures. Quel est le volume d'oxygène à 735 mmHg et 23 ° C est nécessaire pour brûler un kilogramme d'alcool isopropylique?
22. Quel est le volume ne 4 kg de l'azote gazeux à prendre jusqu'à 27 ° C et 3 atm?
23. Le Hindenburg dirigeable avait 3.7E6 m 3 d'hydrogène dans les sacs de gaz à 1,1 atm et 7 ° C. Quel était le poids de l'hydrogène en livres?