Вопрос школьника
Обчисліть відносну густину:
І варіант — a) сульфур(VІ) оксиду за гелієм; б) нітроген(І) оксиду за метаном СН4;
Ответ от учителя
а) Сульфур(VІ) оксид (SO3) складається з одного атома сульфуру та трьох атомів кисню. Молекулярна маса SO3 дорівнює 80 г/моль. Гелій (He) є монатомним газом з молекулярною масою 4 г/моль.
Для обчислення відносної густини необхідно порівняти масу речовини з об’ємом, який вона займає. Відносна густина обчислюється як відношення маси речовини до маси рівної об’єму води при заданій температурі та тиску.
Отже, відносна густина SO3 за He дорівнює:
ρ = (маса SO3 / об’єм SO3) / (маса He / об’єм He)
Маса SO3 дорівнює молекулярній масі, помноженій на кількість молекул:
маса SO3 = 80 г/моль * 1 моль = 80 г
Об’єм SO3 можна обчислити за допомогою ідеального газового закону:
V = nRT / P
де n — кількість молекул SO3, R — універсальна газова стала, T — температура, P — тиск.
Припустимо, що SO3 знаходиться при стандартних умовах (температура 0 °C, тиск 1 атм). Тоді:
V = 1 моль * 0,0821 л*атм/(моль*К) * 273 К / 1 атм = 22,4 л
Маса He може бути обчислена так само, як і маса SO3:
маса He = 4 г/моль * 1 моль = 4 г
Об’єм He можна також обчислити за допомогою ідеального газового закону:
V = nRT / P
При стандартних умовах:
V = 1 моль * 0,0821 л*атм/(моль*К) * 273 К / 1 атм = 22,4 л
Таким чином, відносна густина SO3 за He дорівнює:
ρ = (80 г / 22,4 л) / (4 г / 22,4 л) = 20
Отже, відносна густина SO3 за He дорівнює 20.
б) Нітроген(І) оксид (NO) складається з одного атома азоту та одного атома кисню. Молекулярна маса NO дорівнює 30 г/моль. Метан (CH4) складається з одного атома вуглецю та чотирьох атомів водню. Молекулярна маса CH4 дорівнює 16 г/моль.
Відносна густина NO за CH4 може бути обчислена так само, як і відносна густина SO3 за He:
ρ = (маса NO / об’єм NO) / (маса CH4 / об’єм CH4)
Маса NO дорівнює молекулярній масі, помноженій на кількість молекул:
маса NO = 30 г/моль * 1 моль = 30 г
Об’єм NO можна обчислити за допомогою ідеального газового закону, припустивши, що NO знаходиться при стандартних умовах:
V = 1 моль * 0,0821 л*атм/(моль*К) * 273 К / 1 атм = 22,4 л
Маса CH4 може бути обчислена так само, як і маса NO:
маса CH4 = 16 г/моль * 1 моль = 16 г
Об’єм CH4 можна також обчислити за допомогою ідеального газового закону, припустивши, що CH4 знаходиться при стандартних умовах:
V = 1 моль * 0,0821 л*атм/(моль*К) * 273 К / 1 атм = 22,4 л
Таким чином, відносна густина NO за CH4 дорівнює:
ρ = (30 г / 22,4 л) / (16 г / 22,4 л) = 1,875
Отже, відносна густина NO за CH4 дорівнює 1,875.
