Răspuns :
Varianta de rezolvare propusă
Datele cunoscute și necunoscute ale problemei le-am reprezentat grafic, astfel:
O₂ + 2H₂ = 2H₂O
100 m³ V2 =?=X(m³) n moli= Y?
gaz în c.n. gaz la: nr . de molecule H₂O=Z
T₀=273 K T2=273 K și
P₀=1 atm P2=700 mmHg
=760 mm Hg V1=volum H₂ calculat
în c.n. de pe ecuația chimică
la P1= 760 mmHg(1 atm) și T=273K
Observăm că temperatura la care se măsoară volumele de oxigen și hidrogen este constantă și egală cu 273 grade K.
Calcule la pct.a
a1)Trebuie să știm:
-ce este un calcul stoechiometric, pentru a afla din ecuația chimică, volumul de H₂, în c.n. de temperatură și presiune, consumat de 100 m³ O₂ măsurat în c.n.
-ce este volumul molar? Volumul molar este volumul ocupat de 1 mol de gaz în c.n de temperatură și presiune și are valoarea de 22,4 L.
-1 kmol de gaz în c.n. ocupă 22,4 m³
-transformarea m³ în L:
1L = 1dm³; 1m³=1000 dm³=1000 L
-relația matematică de variație a presiunii și a volumului gazului, când temperatura este constantă:
P1V1 / T1 = P2.V2 /T2 , dar T1=T2=273 grade K
Rezultă:
P1.V1= P2.V2 (legea Boyle-Mariotte)
unde:
P1= presiunea H₂ la 760 mmHg; V1=volumul(m³) de H₂ la acestă presiune și este calculat de pe ecuația chimică
P2= 700 mm Hg, care este parametrul de lucru; V2 este volumul de H₂ (m³) la acestă presiune. Este un ușor vid, fiindcă 700 mm Hg este mai mic, față de 760 mmHg (1 atm).
a2) Calculăm V1 de H₂ de pe reacția chimică:
100m³ V1
O₂ + 2H₂ = 2H₂O
1 mol................2 moli
22,4 m³............2.22,4 m³
Din proporția de mai sus, rezultă:
V1 = 100m ³. 2.22,4 m³/22,4 m³ = 200 m³ H₂ la T=273 K și P1=760 mmHg presiune atmosferică.
a3) Aflăm V2 de H₂ prin introducerea valorilor cunoscute în relația matematică a legii Boyle:
200 m³ H₂.760 mm Hg= V2. 700 mmHg
V2= 200 m³.760/700=217,14 m³ H₂
Deci în condiții izoterme (T grade K=ct) , volumul gazului crește, când presiunea scade.
Pct b Numărul de molecule de H₂O formate de 100 m³ de O₂ măsurat în c.n. = Z =?
b1) Ce trebuie să știm?
Trebuie să știm ce este numărul lui Avogadro!
1mol de substanță.........conține 6,023.10²³ molecule
-Trebuie să calculăm numărul de moli de apă formați de 100 m³ de O₂!
b2) Calculăm n moli de H₂O, de pe ecuația chimică și calcul stoechiometric:
100 m³ Y moli
O₂ + 2H₂ = 2 H₂O
1kmol 2kmoli
22,4 m³ 2Kmoli ...2.22,4 m³
Y = 100 m³.2 kmol/22,4 m³=8,928 Kmol= 8928 moli de H₂O
b3) Calculăm Z, cu regula de trei simplă, cu numărul lui Avogadro.
dacă 1 mol de H₂O .............................conține 6,023.10²³ molecule de H₂O
atunci 8928 moli H₂O........................conțin Z molecule
Z=8928 moli.6,023.10²³ molecule/1 mol= 53773.10²³ =
aprox: 53,773.10³.10²³ =54.10²⁶ molecule
R: a) 217 m³; aprox. 54.10²⁶ molecule
Vă mulțumim pentru vizita pe site-ul nostru dedicat Chimie. Sperăm că informațiile oferite v-au fost de ajutor. Nu ezitați să ne contactați pentru orice întrebare sau dacă aveți nevoie de asistență suplimentară. Vă așteptăm cu drag data viitoare și nu uitați să ne adăugați la favorite!