Молярна маса - це маса одного моля речовини, тобто величина, що показує, в якій кількості речовини міститься 6,022 * 10 (у ступені 23) частинок (атомів, молекул, іонів). А якщо мова йде не про чисту речовину, а про суміш речовин? Наприклад, про життєво необхідну людину повітря, адже вона представляють собою суміш великого натовпу газів. Як вирахувати його молярну масу?
Вам знадобиться
- - точні лабораторні ваги;
- - цілодонна колба зі шліфом і краном;
- - вакуумний насос;
- - манометр з двома кранами і сполучними шлангами;
- - термометр.
Інструкція
1. Перш за все подумайте над допустимою похибкою обчислень. Якщо вам не потрібна висока точність, обмежтеся лише трьома найбільш "вагомими" компонентами: азотом, киснем і аргоном, і візьміть "округлені" величини їх концентрацій. Якщо ж необхідний більш точний результат, то використовуйте в розрахунках ще й вуглекислий газ і можете обійтися без округлення.
2. Припустимо, що вас влаштує перший варіант. Напишіть молекулярні маси цих компонентів і їх масові концентрації в повітрі:- азот (N2). Молекулярна маса 28, масова концентрація 75,50%; - кисень (О2). Молекулярна маса 32, масова концентрація 23,15%; - аргон (Ar). Молекулярна маса 40, масова концентрація 1,29%.
3. Для полегшення розрахунків, округліть величини концентрацій:для азоту - до 76%; - для кисню - до 23%; - для аргону - до 1,3%.
4. Зробіть нескладне обчислення:28 * 0,76 + 32 * 0,23 + 40 * 0, 013 = 29,16 грамів/моль.
5. Отримана величина дуже близька до тієї, яка вказана в довідниках: 28,98 грамів/моль. Розбіжність пояснюється округленням.
6. Можете визначити молярну масу повітря і за допомогою нескладного лабораторного досвіду. Для цього вимірюйте масу колби з повітрям, що знаходиться в ній.
7. Запишіть отриманий результат. Потім, під 'єднавши шланг колби до манометра, відкрийте кран і, включивши насос, почніть відкачувати повітря з колби.
8. Почекайте деякий час (щоб повітря в колбі нагрілося до кімнатної температури), запишіть показання манометра і термометра. Потім, закривши кран на колбі, від 'єднайте її шланг від манометра, і зважте колбу з новою (зменшеною) кількістю повітря. Запишіть результат.
9. Далі вам на допомогу прийде універсальне рівняння Менделєєва-Клапейрона:PVm = MRT.Запишіть його в дещо зміненому вигляді: PVm = ^ MRT, причому вам відомі і зміна тиску повітря. P і зміна маси повітря. Молярна маса повітря m обчислюється елементарно: m = ∆MRT/∆PV.