1. W naczyniu o pojemności 22,4 l w temperaturze 273,15 K początkowo znajdowało się 2 mol H2 i 1 mol N2 . Wszystkie cząsteczki H2 przereagowały z N2 tworząc NH3 . Oblicz ciśnienia cząstkowe i ciśnienie całkowite końcowej mieszaniny.
2.W celu wyznaczenia masy molowej, w pojemniku zamknięto 250 cm3 gazu. Po uwzględnieniu poprawki na wypór powietrza masa gazu w temperaturze 298 K i pod ciśnieniem 152 Tr wynosiła 33,5 mg. Jaka jest masa molowa gazu?
Nie umiem poradzić sobie z tymi zadaniami, może ktoś by mnie nakierował?
Chemia fizyczna, ciśnienia
-
pesel
- Użytkownik
- Posty: 1707
- Rejestracja: 8 cze 2010, o 13:09
- Płeć: Mężczyzna
- Podziękował: 1 raz
- Pomógł: 412 razy
Chemia fizyczna, ciśnienia
1.
\(\displaystyle{ N_{2}+3H_{2} \to 2NH_{3}}\)
Liczymy ile moli amoniaku powstało:
\(\displaystyle{ 3 \ mole \ H_{2} --------- 2 \ mole \ NH_{3}}\)
\(\displaystyle{ 2 \ mole \ H_{2} --------- X \ mole \ NH_{3}}\)
\(\displaystyle{ ---------------}\)
\(\displaystyle{ X= \frac{4}{3} \ mola \ NH_{3}}\)
Liczymy ile moli azotu przereagowało:
\(\displaystyle{ 1 \ mol \ N_{2} --------- 2 \ mole \ NH_{3}}\)
\(\displaystyle{ Y \ mole \ N_{2} --------- \frac{4}{3} \ mola \ NH_{3}}\)
\(\displaystyle{ ---------------}\)
\(\displaystyle{ Y= \frac{2}{3} \ mola \ N_{2}}\)
czyli pozostało:
\(\displaystyle{ 1 \ mol -\frac{2}{3} \ mola= \frac{1}{3} \ mola \ N_{2}}\)
\(\displaystyle{ pV=nRT \to p= \frac{nRT}{V}}\)
\(\displaystyle{ p_{NH_{3}}= \frac{n_{NH_{3}}RT}{V}}\)
\(\displaystyle{ p_{N_{2}}= \frac{n_{N_{2}}RT}{V}}\)
\(\displaystyle{ p=p_{NH_{3}}+p_{N_{2}}}\)
Lub można krócej jak się zauważy, że objętość naczynia jest równa objętości molowej gazów w temperaturze normalnej (a taka jest w zadaniu). Oznacza to, że w tych warunkach 1 mol gazu daje ciśnienie 1 atm (1013,25 hPa) a inne liczby moli dają ciśnienie proporcjonalne, czyli:
\(\displaystyle{ p_{NH_{3}}= \frac{4}{3} \ atm}\)
\(\displaystyle{ p_{N_{2}}= \frac{1}{3} \ atm}\)
\(\displaystyle{ p=\frac{5}{3} \ atm}\)
2.
\(\displaystyle{ pV=nRT= \frac{m}{M}RT \to M= \frac{mRT}{pV}}\)
\(\displaystyle{ M= \frac{mRT}{pV}= \frac{33.5 \cdot 10^{-3}g \cdot 8.314 \frac{J}{mol \cdot K} \cdot 298K }{20265 \ Pa \cdot 250 \cdot 10^{-6} m^{3}}=\frac{33.5 \cdot 10^{-3}g \cdot 8.314 \frac{N \cdot m}{mol \cdot K} \cdot 298K }{20265 \ \frac{N}{m^{2}} \cdot 250 \cdot 10^{-6} m^{3}} \approx 16.4 \ g/mol}\)
\(\displaystyle{ N_{2}+3H_{2} \to 2NH_{3}}\)
Liczymy ile moli amoniaku powstało:
\(\displaystyle{ 3 \ mole \ H_{2} --------- 2 \ mole \ NH_{3}}\)
\(\displaystyle{ 2 \ mole \ H_{2} --------- X \ mole \ NH_{3}}\)
\(\displaystyle{ ---------------}\)
\(\displaystyle{ X= \frac{4}{3} \ mola \ NH_{3}}\)
Liczymy ile moli azotu przereagowało:
\(\displaystyle{ 1 \ mol \ N_{2} --------- 2 \ mole \ NH_{3}}\)
\(\displaystyle{ Y \ mole \ N_{2} --------- \frac{4}{3} \ mola \ NH_{3}}\)
\(\displaystyle{ ---------------}\)
\(\displaystyle{ Y= \frac{2}{3} \ mola \ N_{2}}\)
czyli pozostało:
\(\displaystyle{ 1 \ mol -\frac{2}{3} \ mola= \frac{1}{3} \ mola \ N_{2}}\)
\(\displaystyle{ pV=nRT \to p= \frac{nRT}{V}}\)
\(\displaystyle{ p_{NH_{3}}= \frac{n_{NH_{3}}RT}{V}}\)
\(\displaystyle{ p_{N_{2}}= \frac{n_{N_{2}}RT}{V}}\)
\(\displaystyle{ p=p_{NH_{3}}+p_{N_{2}}}\)
Lub można krócej jak się zauważy, że objętość naczynia jest równa objętości molowej gazów w temperaturze normalnej (a taka jest w zadaniu). Oznacza to, że w tych warunkach 1 mol gazu daje ciśnienie 1 atm (1013,25 hPa) a inne liczby moli dają ciśnienie proporcjonalne, czyli:
\(\displaystyle{ p_{NH_{3}}= \frac{4}{3} \ atm}\)
\(\displaystyle{ p_{N_{2}}= \frac{1}{3} \ atm}\)
\(\displaystyle{ p=\frac{5}{3} \ atm}\)
2.
\(\displaystyle{ pV=nRT= \frac{m}{M}RT \to M= \frac{mRT}{pV}}\)
\(\displaystyle{ M= \frac{mRT}{pV}= \frac{33.5 \cdot 10^{-3}g \cdot 8.314 \frac{J}{mol \cdot K} \cdot 298K }{20265 \ Pa \cdot 250 \cdot 10^{-6} m^{3}}=\frac{33.5 \cdot 10^{-3}g \cdot 8.314 \frac{N \cdot m}{mol \cdot K} \cdot 298K }{20265 \ \frac{N}{m^{2}} \cdot 250 \cdot 10^{-6} m^{3}} \approx 16.4 \ g/mol}\)