CHEMTUTOR GASEN
Gase erscheinen uns als Material mit sehr geringer Dichte, die zusammen zu halten eingeschlossen werden müssen. Im Gegensatz zu Feststoffen, haben Gase keine bestimmte Form. Im Gegensatz zu Flüssigkeiten, Gase haben kein bestimmtes Volumen, aber sie vollständig einen Behälter füllen. Das Volumen des Behälters ist das Volumen des Gases in ihm. Ein Gas übt einen Druck auf alle Seiten des Behälters, der sie hält. Gas kann durch Druck komprimiert werden, größer als der Druck des Gas auf seinem Behälter. Die Worte Dampf, Rauch, Luft oder Miasma beschreibt auch ein Gas. Luft beschreibt die gemeinsame Mischung von Gasen in der Atmosphäre. Ein Miasma ist in der Regel ein schlechtes riechend oder giftiges Gas. Die Worte Dampf und Rauch lassen vermuten, dass das Gas aus einer bestimmten Flüssigkeit kam.
Im gasförmigen Zustand Materie von Teilchen (Atome oder Moleküle) aus, die nicht miteinander verbunden. Die intermolekularen oder interatomaren Kräfte, die Feststoffe und Flüssigkeiten halten, haben die durch die Bewegung der Moleküle überwunden. Die Teilchen eines Gases zu viel thermische Energie miteinander verbunden zu bleiben. Die Bewegung und Vibration der Atome ziehen die einzelnen Moleküle voneinander.
Flüssige Luft (mit all den Molekülen sie berühren) eine Dichte von 0,875 Gramm pro Milliliter. Durch die Avogadro-Gesetz ein Mol eines Gases nimmt 22,4 Liter bei Standardtemperatur und -druck (STP).
1 mol eines Gases bei STP = 22,4 Litern
Luft in der Gasphase bei Normaltemperatur und Normaldruck (1 Atmosphäre Druck und 0 ° C.) Ein Mol davon (28,96 g) in 22,4 Litern, etwa 1,29 bis kommenden Gramm pro Liter. Flüssige Luft ist über 680-mal dichter als die Luft bei einer Atmosphäre. Als Schätzwert hat jedes Molekül des Gases in der Luft 680-fachte sein eigenes Volumen an rattern herum. Gase sind meist nicht besetzter Raum. Jedes Molekül eines Gases für eine lange Strecke zurücklegen, bevor sie ein anderes Molekül trifft. Wir können eine ‚Punktquelle Masse‘ eines Gases denken haben, das heißt, das Volumen des Moleküls vernachlässigbar ist im Vergleich zu dem Raum, den es einnimmt.
Wenn ein Gasmolekül ein anderes trifft, prallen sie sich gegenseitig aus, idealerweise in einer völlig elastischen Begegnung. Es gibt Druck in dem Gas, das durch die Gasmoleküle in Bewegung verursacht wird, sie und alles, was in der Gas fällt. Der Druck, der ein Gas auf dem Behälter ausübt, kommt von den Molekülen des Gases in das Innere des Behälters schlagen und abprallen.
Es gibt einige Materialien, die in der Form eines Gases nicht angezeigt werden, weil die Menge der molekularen Bewegung notwendig, ein Molekül weg von seinen Nachbarn zu ziehen ist genug, um das Molekül auseinander zu ziehen. Aus diesem Grunde sind Sie große biologische Moleküle, um zu sehen, wie Proteine, Fette oder DNA in Form eines Gases nicht wahrscheinlich.
Die ideale Gasgesetz FORMEL
Ähnlich wie bei Charles Gesetz kann so angeordnet sein, dass sie in der gleichen Form erscheint sie in den meisten Büchern zu sehen.
GAS Stöchiometrie MATH
Wie Sie aus der Mols wissen, Prozent- und Stöchiometrie Abschnitt ist Stöchiometrie die Berechnung eines unbekannten Materials in einer chemischen Reaktion aus dem über ein anderes der Materialien in der gleichen chemischen Reaktion gegeben Informationen. Was passiert, wenn entweder das gegebene Material oder das Material, das Sie finden werden gebeten, ein Gas? In Stöchiometrie müssen Sie die Menge eines Materials kennen. Für Gas nicht bei STP, müssen Sie den Druck, Temperatur, wissen und Volumen, um die Menge an Material zu wissen gegeben. Wenn man ein Gas bei STP nicht gegeben sind, können Sie P V = n R T für die gegebene Seite ersetzen, und schließen Sie es direkt in die Mole Stelle durch Lösen der Gleichung für ‚n‘. Hier ist ein Beispiel Problem eines Gas nicht bei STP, wobei als das gegeben.
Welche Masse von Ammoniak würden Sie bekommen nicht genug Stickstoff mit 689 Liter Wasserstoffgas bei 350 ° C und 4587 mmHg ?,
Gegeben. 689 l H 2 = V T = 350 ° C + 273 ° = 623 K P = 4587 mmHg (Änderung Atm)
Beachten wir haben alle drei der Bits von Daten, die die Menge an Wasserstoff zu kennen.
Finden. Masse (m) von NH 3
3 H 2 + N 2 „> 2 NH 3
Der Rahmenplan für Richtung von der Stöchiometrie Roadmap:
(Gasgesetze) (Mol angegeben) (Mol-Verhältnis) (Formelgewicht Fund) (Masse find)
Das ideale Gasgesetz (P v = n R T) muß für ‚n‘, so dass es gelöst werden kann als ‚gegeben‘ des Umrisses verwendet werden.
ZEIGER AUF Kompressibilitätszahl MATH PROBLEME
1. Kennen Sie die Einheiten und Dimensionen von Druck, Volumen und Temperatur und wie sie zu konvertieren, was Sie wollen.
2. Die Gasgesetze erfordern eine absolute Temperatur, in der Regel Kelvin in den Formeln. Wissen, wie jede Temperaturmessung konvertieren Sie Kelvin angegeben.
3. Kennen Sie die Anzahl und die Einheiten von ‚R‘ in den Gasgleichungen zu verwenden. Denken Sie daran, konvertieren alle Einheiten zu den Einheiten der ‚R‘ verwenden Sie die Einheiten abzubrechen.
4. Etikett sorgfältig die Dimension und den Zustand der einzelnen Variablen. Die Abmessungen des s am ec auf di ti on muss mit dem s am e s ub sc ri pt markiert werden.
Ein 20,6-Liter-Reifen bei 23 ° C und 3,21 Atmospheres Innendruck wird vier Stunden lang auf der Interstate laufen. Der Reifen ist nun 20,8 Liter bei 235 ° C. Wie hoch ist der Druck in den heißen Reifen? Sie müssen Gruppe der V = 20,6 Liter, P = 3,21 Atmospheres und T = 296 K als eine Bedingung. Jede dieser Messungen müssen den gleichen Index haben, was auch immer Sie sich entscheiden. Zum Beispiel, V 1 = 20,6 Liter, P 1 = 3,21 Atmospheres, und T 1 = 296 K Die zweite Bedingung ist eine fehlende Komponente. Sie sind das Volumen und die Temperatur gegeben, aber nicht den Druck. V 2 = 20,8 Liter, T 2 = 508 K, und Sie müssen P 2 finden.
5. Sie können die Combined Gasgesetz Formel für eines dieser Probleme, aber Sie müssen sorgfältig alle Dimensionen aufheben, die das gleiche in beiden Bedingungen sind.
6. Lösen Sie für das Unbekannte, legen Sie die angegebenen Mengen und brechen die Einheiten um sicherzustellen, dass Ihre Antwort wird direkt kommen.
Es gibt noch mehr wir mit dem guten alten P V = n R T. Der erste Teil dieses Abschnitts eingeführt Sie Avogadro Gesetz tun kann. Ein Mol eines Gases nimmt ein Volumen von 22,4 Litern bei Standardtemperatur und Druck (STP). Wenn wir auf den Vergleich von zwei Formeln der allgemeinen Gaszurückgehen, haben wir:
P 1 V 1 = n 1 R T 1
P 2 V 2 = n 2 R 2 T
Die R ‚s gleich sind, so können sie gelöscht werden. Bei Standardtemperatur, T 1 = T 2 = 273K. und die s‘T kann abgebrochen werden. Bei Normaldruck, P 1 = P 2 = 1 Atmosphäre. und die s‘P kann abgebrochen werden. Wenn alle die Auslöschung ist getan worden,
Wenn das Volumen auf die Anzahl der Mole eines Gases proportional ist, gibt es eine Konstante, k, dass wir in der Formel V = k n verwenden. die Proportionalität von V und n auszudrücken. Was ist das Proportionalitätskonstante? Bei Standardtemperatur und Druck, ist der Druck eine Atmosphäre und die Temperatur 273K. Die universelle Gaskonstante ist noch 0,0821 Liter - Atmosphären pro mol - Grad. Lassen Sie uns gesetzt n an einem um herauszufinden, was k ist.
P V = R n T und V = n R T / P
V = (1 mol) (0,0821 L - A / mol - K) (237 K) / (1 A)
Abbrechen, um die Mole, die a (für Atmosphäre) und die Ks. Rechne nach.
Wir haben diese Zahl zu sehen, bevor sie in der Avogadro-Gesetz, und das ist, wo es herkommt. Wenn n ein Mol und V 22,4 Liter, k beträgt 22,4 Liter / mol.
1 mol eines Gases bei STP = 22,4 Litern
Daltons Gesetz der Partialdrücke
Ähnlich wie bei der Art, wie wir V = k n abgeleitet für Avogadro Gesetz über, wenn der Druck konstant ist, können wir P = k n für Bedingungen ableiten, wenn das Volumen nicht ändert. Diesmal gibt es keine nennenswerte Bedeutung für die k. so werden wir einfach sagen, dass P n proportional ist, wenn die Temperatur und den Druck konstant ist. Unter den Bedingungen, wenn mehr als ein Gas gemischt wird, könnten wir den Druck und die Mole nummerieren und hinzuzufügen. Wenn wir P 1 der Gas # 1 aufgrund n 1 Mol davon und P 2 von einem anderen Gas (# 2) aufgrund n 2 Mol sie haben sollten, diese beiden Gase in dem gleichen Volumen (sie müssen auf dem gleichen sein Temperatur.) zusammen zugesetzt werden. P T ist der Gesamtdruck und n T die Gesamtzahl der Mole ist.
n 1 + n 2 = n T und P 1 + P 2 = P T
Das hat nichts damit zu tun, ob Gas # 1 ist die gleiche wie Gas # 2. Daltons Gesetz der Partialdrücke sagt, dass „die Summe aller Partialdrücke der Gase in einem Volumen zum Gesamtdruck gleich ist.“ Wo PT der Gesamtdruck, P 1 ist der Partialdruck der ‚Gas # 1‘, P 2 der Partialdruck der ‚Gas # 2‘, P n der Druck des letzten Gases ist, unabhängig von Anzahl (n) ist .
P T = P 1 + P 2 +. + P n
GRAHAM Gesetz der Diffusion (OR EFFUSION)
Gas unter keiner Änderung des Druckes, daß entweder diffus in alle Richtungen von einer ursprünglichen Konzentration oder einen kleinen Loch Schritt in Mischung mit einer Rate, die auf die Quadratwurzel der Formel Gewicht des Gasteilchen ist umgekehrt proportional effuse durch.
Die Temperatur ist eine Art von Energie. Die Temperatur ist die Art, wie wir die Bewegung der Moleküle fühlen. E = 1/2 m v 2 ist die Formel für Bewegungsenergie. Diese sehr Bewegung des Moleküls ist die Betriebsbewegung der Mischwirkung der Diffusion. Die Masse des Moleküls ist das Formelgewicht oder das Molekulargewicht des Gases Teilchens.
Aus der Formel für die Energie der Bewegung können wir sehen, dass die Masse des Teilchens (das Formelgewicht) mit dem Quadrat der Geschwindigkeit des Teilchens ist umgekehrt proportional. Dies ist der einfachste Weg, Graham Gesetz zu erinnern.
Beachten Sie in der obigen Formel, 1 'v' über 'v 2' und dass 'F 2 w' über 'F w 1'. Dies ist so, dass die inverse Beziehung kann in der Formel ausgedrückt werden.
Wenn Sie die Erguss Geschwindigkeit eines Teilchens sind zu lösen, können Sie die Quadratwurzel von beiden Seiten nehmen Sie die andere nützliche Grahams Gesetz Formel zu erhalten.
GAS LAW mathematische Probleme
1. Helium nimmt 5,71 Liter bei O ° C und 3,95 Atmosphären auf. Was ist das Volumen des gleichen Heliums bei 32 ° C und 800 mmHg?
2. 257 ml Sauerstoff in einem Gasrohr geht von 17 ° C bis 42 ° C von in der Sonne aus. Der Druck in dem Rohr ist 39 # / in2, aber nicht wenn die Temperatur ansteigt verändern. Was ist das Volumen des Rohres, nachdem es erhitzt wird?
3. Ein enormer (57.400 Kubikmeter) expandierbar Heliumballon bei 22 ° C wird durch ein Feuer unter ihn und der Einwirkung der Sonne auf der dunklen Kunststoffabdeckung auf der Oberseite erwärmt. Es wird eine kleine Erhöhung des Drucks von 785 mmHg bis 790 mmHg, aber die große Wirkung wollte eine Erhöhung des Volumens ist so der Ballon seine Ladung heben kann. Um welche Temperatur muss erhält der Ballon um 60.500 Kubikmeter zu füllen?
4. Welche Luftvolumen bei Normaldruck wird bei 15,8 Atmosphären bei der gleichen Temperatur in eine 11 ft 3 Tauchflasche verpackt?
5. Luft beträgt 20% Sauerstoff und 80% Stickstoff. Was ist die Luftmasse in einem Automobilreifen von 19,7 L und Innendruck von 46,7 psi bei 24 ° C? (Dieser Druck ist der gleiche wie der 32 PSI Unterschied, den Sie in der Regel als der Reifendruck 32 PSI + 14,7 PSI messen. Sie werden einen gewichteten Durchschnitt der Molmasse von Luft verwenden.)
6. Ein Konstantdrucktank von Gas bei 1,01 Atm hat Propan in ihm bei 15 ° C, wenn es bei 255 Kubikmetern ist. Was ist ihr Volumen bei 48 ° C?
7. Tauchflasche mit Luft wird bei 24 ° C bei 16,7 Atm gefüllt, aber jemand überlässt es in der Sonne auf 65 ° C zu erwärmen. Was ist der Tankdruck?
der schlechten Geruch von einer Katze-Pfanne aufgrund Ammoniak oder ein teueren Französisch Parfüm mit einem mittleren Molekulargewicht von 170 g / mol 9. Welche schneller diffundiert,? Wie viel schneller funktioniert die schneller eine diffuse?
10. Was ist die Masse von Neon in einer 625 ml Neonröhre bei 357 mmHg - 25 ° C?
11. Was ist die Masse von 15 Liter Chlorgas bei STP?
12. Wie viele Liter Ammoniak bei STP werden produziert, wenn 10 g an Wasserstoff mit Stickstoff kombiniert ist?
13. Wie viele Milliliter Wasserstoff bei 0 ° C und 1400 mmHg erzeugt werden, wenn 15 g Magnesium mit Schwefelsäure reagiert?
14. Was bei 2,85 atm die Masse von 25 Litern Fluorgas ist, 450 ° C?
15. Ein neun Liter-Tank hat 150 Atmosphären Brom in ihm bei 27 ° C. Was ist die zusätzliche Masse des Tanks aufgrund des Gas?
16. 250 kg Tank mit flüssigem Butan (C 4 H 1O) verbrennt, um Kohlendioxid bei 120 ° C herzustellen. Welche Volumen von Kohlendioxid bei 1 Atm erzeugt?
17. Wie viele Liter Produkt bei 950 mmHg und O ° C wird durch die Verbrennung von drei Litern Acetylen (C 2 H 2) bei 5 atm und 20 ° C hergestellt?
19. Wenn 0,515 g von Magnesium zu HCl zugegeben wird, macht das Wasserstoffgas und Magnesiumchlorid. Der Wasserstoff wird bei 23 ° C und 735mmHg gesammelt. Was ist das Volumen des Wasserstoff?
20. Was ist die Masse von 150 Litern Propangas (C 3 H 8) bei 37 ° C und 245 inHg?
21. Isopropylalkohol, C 3 H 7 OH, macht einen guter Kraftstoff für Autos. Welches Volumen von Sauerstoff bei 735 mmHg und 23 ° C benötigt wird, um ein Kilogramm Isopropylalkohol zu verbrennen?
22. Welches Volumen hat 4 kg Stickstoffgas bei 27 ° C und 3 atm aufnehmen?
23. Die lenkbaren Hindenburg hatte 3.7E6 m 3 von Wasserstoff in seinem Gassäcke bei 1,1 atm und 7 ° C. Was war das Gewicht des Wasserstoffs in Pfund?