جداول مرجع فیزیک فرمول های اساسی فیزیک مولکولی و ترمودینامیک فرمول های اساسی در فیزیک: الکتریسیته

جرم 1 مول یک ماده را مولر می نامند. به حجم 1 مول از یک ماده چه می گویند؟ بدیهی است که به آن حجم مولی نیز گفته می شود.

چه چیزی برابر است حجم مولیاب؟ وقتی 1 مول آب را اندازه گرفتیم، 18 گرم آب را روی ترازو وزن نکردیم - این ناخوشایند است. ما از ظروف اندازه گیری استفاده کردیم: استوانه یا فنجان، زیرا می دانستیم چگالی آب 1 گرم در میلی لیتر است. بنابراین حجم مولی آب 18 میلی لیتر بر مول است. در مایعات و مواد جامدحجم مولی به چگالی آنها بستگی دارد (شکل 52، a). این موضوع برای گازها متفاوت است (شکل 52، ب).

برنج. 52.
حجم های مولی (n.s.):
الف - مایعات و جامدات؛ ب - مواد گازی

اگر 1 مول هیدروژن H 2 (2 گرم)، 1 مول اکسیژن O 2 (32 گرم)، 1 مول ازن O 3 (48 گرم)، 1 مول مصرف کنید. دی اکسید کربن CO 2 (44 گرم) و حتی 1 مول بخار آب H 2 O (18 گرم) در شرایط یکسان، به عنوان مثال نرمال (در شیمی معمولاً به آن شرایط عادی (n.s.) می گویند دمای 0 درجه سانتی گراد و فشار 760 میلی متر جیوه. هنر، یا 101.3 کیلو پاسکال)، سپس معلوم می شود که 1 مول از هر یک از گازها همان حجم برابر با 22.4 لیتر را اشغال می کند و حاوی آن است. همان شمارهمولکول ها - 6 × 10 23.

و اگر 44.8 لیتر گاز بگیرید، پس چقدر از ماده آن گرفته می شود؟ البته 2 مول چون حجم داده شده دو برابر حجم مولی است. از این رو:

که در آن V حجم گاز است. از اینجا

حجم مولی است کمیت فیزیکی, برابر با نسبتحجم یک ماده به مقدار یک ماده

حجم مولی مواد گازی بر حسب l/mol بیان می شود. Vm - 22.4 لیتر در مول. حجم یک کیلومول کیلومولار نامیده می شود و بر حسب متر مکعب بر کیلومتر (Vm = 22.4 متر مکعب بر کیلومتر) اندازه گیری می شود. بر این اساس، حجم میلی مولار 22.4 میلی لیتر بر میلی مول است.

مسئله 1. جرم 33.6 متر مکعب آمونیاک NH 3 (n.s.) را پیدا کنید.

مسئله 2. جرم و حجم (n.v.) 18 × 10 20 مولکول هیدروژن سولفید H 2 S را پیدا کنید.

هنگام حل مسئله، اجازه دهید به تعداد مولکول های 18 × 10 20 توجه کنیم. از آنجایی که 10 20 1000 برابر کمتر از 10 23 است، بدیهی است که محاسبات باید با استفاده از mmol، ml/mmol و mg/mmol انجام شود.

کلمات و عبارات کلیدی

1. حجم های مولی، میلی مولار و کیلومولاری گازها.
2. حجم مولی گازها (در شرایط عادی) برابر با 22.4 l/mol است.
3. شرایط عادی

با کامپیوتر کار کنید

1. صحبت کنید برنامه الکترونیکی. مطالب درسی را مطالعه کنید و وظایف محول شده را تکمیل کنید.
2. در اینترنت جستجو کنید آدرس ایمیل، که می تواند خدمت کند منابع اضافی، محتوای کلمات کلیدی و عبارات موجود در پاراگراف را آشکار می کند. در تهیه درس جدید به معلم کمک کنید - پیام ارسال کنید کلید واژه هاو عبارات پاراگراف بعدی

سوالات و وظایف

1. جرم و تعداد مولکول ها را در n پیدا کنید. تو برای: الف) 11.2 لیتر اکسیژن؛ ب) 5.6 متر مکعب نیتروژن؛ ج) 22.4 میلی لیتر کلر.
2. حجمی را پیدا کنید که در n. تو الف) 3 گرم هیدروژن. ب) 96 کیلوگرم ازن؛ ج) 12 × 10 20 مولکول نیتروژن.
3. چگالی (جرم 1 لیتر) آرگون، کلر، اکسیژن و ازن را در دمای اتاق پیدا کنید. تو در یک لیتر در شرایط یکسان چند مولکول از هر ماده وجود خواهد داشت؟
4. جرم 5 لیتر (n.s.) را محاسبه کنید: الف) اکسیژن؛ ب) ازن؛ ج) دی اکسید کربن CO 2.
5. مشخص کنید کدام یک سنگین تر است: الف) 5 لیتر دی اکسید گوگرد(SO 2) یا 5 لیتر دی اکسید کربن (CO 2)؛ ب) 2 لیتر دی اکسید کربن (CO 2) یا 3 لیتر مونوکسید کربن(بنابراین).

همراه با جرم و حجم، محاسبات شیمیایی اغلب از مقدار یک ماده استفاده می کنند. متناسب با عددموجود در ماده واحدهای ساختاری. در هر مورد باید مشخص شود که منظور از کدام واحدهای ساختاری (مولکول ها، اتم ها، یون ها و غیره) است. واحد کمیت یک ماده مول است.

مول مقدار ماده ای است که حاوی تعداد مولکول، اتم، یون، الکترون یا سایر واحدهای ساختاری به تعداد اتم های موجود در 12 گرم ایزوتوپ کربن 12C است.

تعداد واحدهای ساختاری موجود در 1 مول از یک ماده (ثابت آووگادرو) با دقت زیادی تعیین می شود. در محاسبات عملی برابر با 6.02 1024 mol -1 در نظر گرفته شده است.

نشان دادن اینکه جرم 1 مول از یک ماده (جرم مولی) که بر حسب گرم بیان می شود، از نظر عددی برابر با جرم مولکولی نسبی این ماده است دشوار نیست.

بنابراین، وزن مولکولی نسبی (یا به طور خلاصه، وزن مولکولی) کلر آزاد C1g 70.90 است. بنابراین جرم مولی کلر مولکولی 90/70 گرم بر مول است. با این حال، جرم مولی اتم های کلر نصف آن است (45.45 گرم در مول)، زیرا 1 مول مولکول کلر کلر حاوی 2 مول اتم کلر است.

طبق قانون آووگادرو، حجم های مساویهر گازی که در یک دما و فشار یکسان گرفته شود، دارای تعداد یکسانی مولکول است. به عبارت دیگر، تعداد یکسانی از مولکول‌های هر گاز در شرایط یکسان، حجم یکسانی را اشغال می‌کند. در همان زمان، 1 مول از هر گاز حاوی همان تعداد مولکول است. بنابراین، در شرایط یکسان، 1 مول از هر گاز همان حجم را اشغال می کند. این حجم را حجم مولی گاز می نامند و در شرایط عادی (0 درجه سانتی گراد، فشار 101، 425 کیلو پاسکال) برابر با 22.4 لیتر است.

به عنوان مثال، عبارت "محتوای دی اکسید کربن هوا 0.04٪ (حجم) است" به این معنی است که در فشار جزئی CO 2 برابر با فشار هوا و در همان دما، دی اکسید کربن موجود در هوا می گیرد. تا 0.04 درصد از کل حجم اشغال شده توسط هوا.

تکلیف تست

1. تعداد مولکول های موجود در 1 گرم NH 4 و در 1 گرم N 2 را با هم مقایسه کنید. در چه صورت و چند برابر تعداد مولکول ها بیشتر است؟

2. جرم یک مولکول دی اکسید گوگرد را بر حسب گرم بیان کنید.

4. در 5.00 میلی لیتر کلر در شرایط استاندارد چند مولکول وجود دارد؟

4. 27 10 21 مولکول گاز در شرایط عادی چه حجمی را اشغال می کنند؟

5. جرم یک مولکول NO 2 را به گرم بیان کنید -

6. نسبت حجم های اشغال شده توسط 1 مول O2 و 1 مول اوز (شرایط یکسان است) چقدر است؟

7. گرفته شده است توده های مساویاکسیژن، هیدروژن و متان در شرایط یکسان. نسبت حجم گازهای گرفته شده را بیابید.

8. به این سوال که 1 مول آب در شرایط عادی چه حجمی را اشغال می کند، پاسخ این بود: 22.4 لیتر. آیا این پاسخ صحیح است؟

9. جرم یک مولکول HCl را بر حسب گرم بیان کنید.

اگر مقدار حجمی CO 2 0.04٪ باشد (شرایط طبیعی) چند مولکول دی اکسید کربن در 1 لیتر هوا وجود دارد؟

10. در 1 متر مربع هر گاز در شرایط عادی چند مول وجود دارد؟

11. جرم یک مولکول H 2 O- را بر حسب گرم بیان کنید.

12. چند مول اکسیژن در 1 لیتر هوا وجود دارد، اگر حجم

14. در 1 لیتر هوا در صورتی که مقدار حجمی آن 78 درصد باشد (شرایط عادی) چند مول نیتروژن وجود دارد؟

14. توده های مساوی از اکسیژن، هیدروژن و نیتروژن در شرایط یکسان گرفته می شود. نسبت حجم گازهای گرفته شده را بیابید.

15. تعداد مولکول های موجود در 1 گرم NO 2 و 1 گرم N 2 را با هم مقایسه کنید. در چه صورت و چند برابر تعداد مولکول ها بیشتر است؟

16. در 2.00 میلی لیتر هیدروژن در شرایط استاندارد چند مولکول وجود دارد؟

17. جرم یک مولکول H 2 O- را بر حسب گرم بیان کنید.

18. 17 10 21 مولکول گاز در شرایط عادی چه حجمی را اشغال می کند؟

نرخ واکنش های شیمیایی

هنگام تعریف مفهوم سرعت واکنش شیمیایی لازم است بین واکنش های همگن و ناهمگن تمایز قائل شد. اگر یک واکنش در یک سیستم همگن، به عنوان مثال، در یک محلول یا در مخلوطی از گازها رخ دهد، آنگاه در کل حجم سیستم رخ می دهد. سرعت واکنش همگنمقدار ماده ای است که در واحد زمان در واحد حجم سیستم واکنش می دهد یا در نتیجه یک واکنش تشکیل می شود. از آنجایی که نسبت تعداد مول های یک ماده به حجمی که در آن توزیع می شود، غلظت مولی ماده است، سرعت یک واکنش همگن را می توان به صورت زیر تعریف کرد. تغییر غلظت در واحد زمان هر یک از مواد: معرف اولیه یا محصول واکنش. برای اطمینان از اینکه نتیجه محاسبه همیشه مثبت است، صرف نظر از اینکه بر اساس یک معرف یا یک محصول باشد، علامت "±" در فرمول استفاده می شود:

بسته به ماهیت واکنش، زمان را می توان نه تنها بر حسب ثانیه، همانطور که سیستم SI نیاز دارد، بلکه بر حسب دقیقه یا ساعت نیز بیان کرد. در طول واکنش، مقدار سرعت آن ثابت نیست، اما به طور مداوم تغییر می کند: با کاهش غلظت کاهش می یابد. مواد اولیه. محاسبه بالا مقدار متوسط ​​سرعت واکنش را در بازه زمانی معین Δτ = τ 2 - τ 1 می دهد. سرعت واقعی (آنی) به عنوان حدی تعریف می شود که نسبت Δ به آن تمایل دارد با/ Δτ در Δτ → 0، یعنی سرعت واقعی برابر با مشتق غلظت نسبت به زمان است.

برای واکنشی که معادله آن حاوی ضرایب استوکیومتری است که با واحد متفاوت است، مقادیر سرعت بر حسب مواد مختلف، سلام. به عنوان مثال، برای واکنش A + 4B = D + 2E، مصرف ماده A یک مول، ماده B سه مول و عرضه ماده E دو مول است. از همین رو υ (A) = ⅓ υ (ب) = υ (D) = ½ υ (E) یا υ (E). = ⅔ υ (که در) .

اگر واکنشی بین مواد واقع در فازهای مختلف یک سیستم ناهمگن رخ دهد، آنگاه می‌تواند تنها در حد فاصل بین این فازها رخ دهد. به عنوان مثال، برهمکنش بین محلول اسید و یک قطعه فلز تنها در سطح فلز رخ می دهد. سرعت واکنش ناهمگنمقدار ماده ای است که در واحد زمان در واحد سطح واسط واکنش می دهد یا در نتیجه یک واکنش تشکیل می شود:

.

وابستگی سرعت یک واکنش شیمیایی به غلظت واکنش دهنده ها توسط قانون بیان می شود توده های فعال: در دمای ثابتسرعت یک واکنش شیمیایی به طور مستقیم با حاصل ضرب غلظت مولی مواد واکنش دهنده به توان برابر با ضرایب موجود در فرمول این مواد در معادله واکنش نسبت دارد.. سپس برای واکنش

2A + B → محصولات

نسبت معتبر است υ ~ · با A 2 · با B، و برای گذار به برابری یک ضریب تناسب معرفی شده است ک، تماس گرفت سرعت واکنش ثابت:

υ = ک· با A 2 · با B = ک·[A] 2 ·[B]

(غلظت های مولیدر فرمول ها را می توان به عنوان یک حرف تعیین کرد بابا شاخص مربوطه و فرمول ماده موجود در براکت های مربع). معنای فیزیکیثابت‌های سرعت واکنش - سرعت واکنش در غلظت‌های همه واکنش‌دهنده‌ها برابر با 1 mol/l است. بعد ثابت سرعت واکنش به تعداد عوامل سمت راست معادله بستگی دارد و می تواند c-1 باشد. s –1 ·(l/mol); s –1 · (l 2 /mol 2) و غیره، یعنی در هر صورت، در محاسبات، سرعت واکنش به mol · l –1 · s –1 بیان می شود.

برای واکنش های ناهمگن، معادله قانون عمل جرم شامل غلظت آن دسته از موادی است که در فاز گاز یا در محلول هستند. غلظت یک ماده در فاز جامد یک مقدار ثابت است و در ثابت سرعت گنجانده شده است، به عنوان مثال، برای فرآیند احتراق زغال سنگ C + O 2 = CO 2، قانون عمل جرم نوشته شده است:

υ = kI·const··= ک·,

جایی که ک= kIپایان

در سیستم هایی که یک یا چند ماده گاز هستند، سرعت واکنش نیز به فشار بستگی دارد. به عنوان مثال، هنگامی که هیدروژن با بخار ید تعامل می کند H 2 + I 2 = 2HI، سرعت واکنش شیمیایی با عبارت زیر تعیین می شود:

υ = ک··.

اگر فشار را مثلاً 4 برابر افزایش دهید، حجم اشغال شده توسط سیستم به همان میزان کاهش می یابد و در نتیجه غلظت هر یک از مواد واکنش دهنده به همان میزان افزایش می یابد. سرعت واکنش در این حالت 9 برابر افزایش می یابد

وابستگی سرعت واکنش به دماتوسط قانون وانت هاف شرح داده شده است: با هر 10 درجه افزایش دما، سرعت واکنش 2-4 برابر افزایش می یابد. این بدان معنی است که با افزایش دما در پیشرفت حسابیسرعت یک واکنش شیمیایی افزایش می یابد پیشرفت هندسی. پایه در فرمول پیشرفت است ضریب دمایی سرعت واکنشγ، نشان می دهد که چند برابر سرعت یک واکنش معین افزایش می یابد (یا همان چیزی است که ثابت سرعت) با افزایش دما به میزان 10 درجه. از نظر ریاضی، قانون وانت هاف با فرمول های زیر بیان می شود:

یا

سرعت واکنش به ترتیب در کجا و در ابتدایی است تی 1 و نهایی تی 2 درجه حرارت قانون وانت هاف را می توان با روابط زیر نیز بیان کرد:

; ; ; ,

که در آن و به ترتیب ثابت سرعت و سرعت واکنش در دما هستند تی; و - مقادیر یکسان در دما تی +10n; n- تعداد فواصل "ده درجه" ( n =(تی 2 –تی 1)/10)، که توسط آن دما تغییر کرده است (می تواند یک عدد صحیح یا کسری، مثبت یا منفی باشد).

تکلیف تست

1. مقدار ثابت سرعت را برای واکنش A + B -> AB بیابید، اگر در غلظت های مواد A و B به ترتیب برابر با 0.05 و 0.01 mol/l، سرعت واکنش 5 10 -5 mol/(l) باشد. -دقیقه).

2. اگر غلظت ماده A 2 برابر و غلظت ماده B 2 برابر کاهش یابد، سرعت واکنش 2A + B -> A2B چند برابر تغییر می کند؟

4. غلظت ماده B 2 در سیستم 2A 2 (g) + B 2 (g) = 2A 2 B (g) را چند بار باید افزایش داد تا وقتی غلظت ماده A 4 برابر کاهش یابد. ، سرعت واکنش مستقیم تغییر نمی کند؟

4. مدتی پس از شروع واکنش 3A+B->2C+D، غلظت مواد: [A] =0.04 mol/l; [B] = 0.01 مول در لیتر؛ [C] = 0.008 مول در لیتر. غلظت اولیه مواد A و B چقدر است؟

5. در سیستم CO + C1 2 = COC1 2، غلظت از 0.04 به 0.12 mol/l افزایش یافت و غلظت کلر از 0.02 به 0.06 mol/l افزایش یافت. سرعت واکنش رو به جلو چند برابر افزایش یافت؟

6. واکنش بین مواد A و B با معادله A + 2B → C بیان می شود. غلظت های اولیه عبارتند از: [A] 0 = 0.04 mol/l، [B] o = 0.05 mol/l. ثابت سرعت واکنش 0.4 است. پیدا کردن سرعت اولیهواکنش ها و سرعت واکنش پس از مدتی، زمانی که غلظت ماده A 0.01 مول در لیتر کاهش می یابد.

7. اگر فشار دو برابر شود، سرعت واکنش 2CO + O2 = 2CO2 که در یک ظرف بسته رخ می دهد، چگونه تغییر می کند؟

8. محاسبه کنید اگر دمای سیستم از 20 درجه سانتیگراد به 100 درجه سانتیگراد افزایش یابد، با گرفتن مقدار، سرعت واکنش چند برابر افزایش می یابد. ضریب دمایسرعت واکنش برابر با 4

9. سرعت واکنش 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) چگونه تغییر می کند اگر فشار در سیستم 4 برابر افزایش یابد.

10. سرعت واکنش 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) چگونه تغییر می کند اگر حجم سیستم 4 برابر کاهش یابد؟

11. اگر غلظت NO 4 برابر شود، سرعت واکنش 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02 (r.) چگونه تغییر می کند؟

12. ضریب دمایی سرعت واکنش چقدر است اگر با افزایش دما به میزان 40 درجه، سرعت واکنش

15.6 برابر افزایش می یابد؟

14. . مقدار ثابت سرعت را برای واکنش A + B -> AB بیابید، اگر در غلظت های مواد A و B به ترتیب برابر با 0.07 و 0.09 mol/l، سرعت واکنش 2.7 10 -5 mol/(l-min) باشد. ).

14. واکنش بین مواد A و B با معادله A + 2B → C بیان می شود. غلظت های اولیه عبارتند از: [A] 0 = 0.01 mol/l، [B] o = 0.04 mol/l. ثابت سرعت واکنش 0.5 است. سرعت واکنش اولیه و سرعت واکنش را پس از مدتی که غلظت ماده A 01/0 مول در لیتر کاهش می یابد، بیابید.

15. نرخ واکنش 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) چگونه تغییر خواهد کرد اگر فشار در سیستم دو برابر شود.

16. در سیستم CO + C1 2 = COC1 2، غلظت از 0.05 به 0.1 مول در لیتر و غلظت کلر از 0.04 به 0.06 مول در لیتر افزایش یافت. سرعت واکنش رو به جلو چند برابر افزایش یافت؟

17. محاسبه کنید اگر دمای سیستم از 20 درجه سانتیگراد به 80 درجه سانتیگراد افزایش یابد، با گرفتن مقدار ضریب دمایی سرعت واکنش برابر با 2، سرعت واکنش چند برابر افزایش می یابد.

18. محاسبه کنید که اگر دمای سیستم از 40 درجه سانتیگراد به 90 درجه سانتیگراد افزایش یابد، با گرفتن مقدار ضریب دمایی سرعت واکنش برابر با 4، سرعت واکنش چند برابر افزایش می یابد.

پیوند شیمیایی. تشکیل و ساختار مولکول ها

1. چه نوع پیوندهای شیمیایی را می شناسید؟ شکل گیری پیوند یونی با استفاده از روش پیوند ظرفیتی را مثال بزنید.

2. چه پیوند شیمیایی کووالانسی نامیده می شود؟ آنچه مشخص است نوع کووالانسیاتصالات؟

4. پیوند کووالانسی با چه ویژگی هایی مشخص می شود؟ این را با مثال های خاص نشان دهید.

4. چه نوع پیوند شیمیایی در مولکول های H2 وجود دارد. Cl 2 HC1

5. ماهیت پیوندها در مولکول ها چیست؟ NCI 4 CS 2، CO 2؟ برای هر یک از آنها جهت جابجایی جفت الکترون مشترک را مشخص کنید.

6- چه پیوند شیمیایی یونی نامیده می شود؟ ویژگی نوع یونی پیوند چیست؟

7. چه نوع پیوندی در مولکول های NaCl، N 2، Cl 2 وجود دارد؟

8. همه چیز را به تصویر بکشید راه های ممکنهمپوشانی اوربیتال s با اوربیتال p؛. جهت ارتباط را در این مورد مشخص کنید.

9. مکانیسم اهداکننده-پذیرنده را توضیح دهید پیوند کووالانسیبا استفاده از مثال تشکیل یون فسفونیوم [PH 4]+.

10. در مولکول های CO، C0 2، پیوند قطبی است یا غیرقطبی؟ توضیح. پیوند هیدروژنی را توضیح دهید.

11. چرا برخی از مولکول هایی که دارای پیوندهای قطبی هستند عموماً غیرقطبی هستند؟

12. نوع پیوند کووالانسی یا یونی برای ترکیبات زیر معمول است: Nal، S0 2، KF؟ چرا پیوند یونیآیا مورد محدود کووالانسی است؟

14. چیست اتصال فلزی? چه تفاوتی با پیوند کووالانسی دارد؟ چه خواص فلزات را تعیین می کند؟

14. ماهیت پیوندهای بین اتم ها در مولکول ها چیست؟ KHF 2، H 2 0، HNO ?

15. چگونه توضیح دهیم استحکام بالاپیوند بین اتم ها در مولکول نیتروژن N2 و به طور قابل توجهی در مولکول فسفر P4 کمتر است؟

16 . چه نوع پیوندی را پیوند هیدروژنی می نامند؟ چرا مولکول های H2S و HC1 بر خلاف H2O و HF تشکیل می شوند؟ پیوند های هیدروژنیمعمولی نیست؟

17- چه پیوندی یونی نامیده می شود؟ آیا پیوند یونی خاصیت اشباع و جهت دار بودن دارد؟ چرا این یک مورد شدید از پیوند کووالانسی است؟

18. چه نوع پیوندی در مولکول های NaCl، N 2، Cl 2 وجود دارد؟

^ جرم مولی و حجم مولی یک ماده. جرم مولی جرم یک مول از یک ماده است. از طریق جرم و مقدار ماده با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

Мв = К· Мr (1)

جایی که: K ضریب تناسب برابر با 1 گرم بر مول است.

در واقع، برای ایزوتوپ کربن 12 6 C Ar = 12، و جرم مولی اتم ها (با تعریف مفهوم "مول") 12 گرم در مول است. در نتیجه، مقادیر عددی دو جرم منطبق است، که به معنای K = 1 است. جرم مولی یک ماده که بر حسب گرم در مول بیان می شود، یکسان است مقدار عددی، به عنوان مولکولی نسبی آن(اتمی) وزن.بنابراین، جرم مولی هیدروژن اتمیبرابر با 1.008 گرم در مول، هیدروژن مولکولی - 2.016 گرم در مول، اکسیژن مولکولی - 31.999 گرم در مول.

طبق قانون آووگادرو، تعداد یکسانی از مولکول های هر گاز در شرایط یکسان، حجم یکسانی را اشغال می کند. از طرف دیگر، 1 مول از هر ماده حاوی (طبق تعریف) همان تعداد ذره است. نتیجه این است که در یک دما و فشار معین، 1 مول از هر ماده در حالت گازی همان حجم را اشغال می کند.

نسبت حجم اشغال شده توسط یک ماده به کمیت آن را حجم مولی ماده می گویند. در شرایط عادی (101.325 کیلو پاسکال؛ 273 K) حجم مولی هر گاز برابر است با 22,4l/mol(به طور دقیق تر، Vn = 22.4 لیتر در مول). این جمله برای چنین گازی صادق است، زمانی که می توان از انواع دیگر برهمکنش مولکول های آن با یکدیگر، به جز برخورد الاستیک آنها، غفلت کرد. چنین گازهایی ایده آل نامیده می شوند. برای گازهای غیر ایده آل، که گازهای واقعی نامیده می شوند، حجم مولی متفاوت و اندکی متفاوت است ارزش دقیق. با این حال، در بیشتر موارد تفاوت تنها در ارقام مهم چهارم و بعدی منعکس می شود.

اندازه گیری حجم گاز معمولاً در شرایطی غیر از حالت عادی انجام می شود. برای رساندن حجم گاز به شرایط عادی می توانید از معادله ای که ترکیب می شود استفاده کنید قوانین گازبویل - ماریوت و گی - لوساک:

pV / T = p 0 V 0 / T 0

جایی که: V حجم گاز در فشار p و دمای T است.

V 0 حجم گاز در فشار معمولی p 0 (101.325 kPa) و دمای T 0 (273.15 K) است.

جرم مولی گازها را نیز می توان با استفاده از معادله حالت محاسبه کرد گاز ایده آل– معادله کلاپیرون – مندلیف:

pV = m B RT / M B،

جایی که: p – فشار گاز، Pa.

V - حجم آن، m3.

M B - جرم ماده، g;

M B – جرم مولی آن، g/mol.

تی - دمای مطلق، به؛

R ثابت گاز جهانی برابر با 8.314 J / (mol K) است.

اگر حجم و فشار گاز در واحدهای اندازه گیری دیگر بیان شود، آنگاه مقدار ثابت گاز در معادله کلاپیرون- مندلیف مقدار متفاوتی به خود می گیرد. می توان آن را با استفاده از فرمول حاصل از قانون یکپارچه حالت گاز برای یک مول از یک ماده در شرایط عادی برای یک مول گاز محاسبه کرد:

R = (p 0 V 0 / T 0)

مثال 1. بیان در مول: الف) 6.02 10 21 مولکول CO 2. ب) 1.201024 اتم اکسیژن؛ ج) 2.0010 23 مولکول آب. جرم مولی این مواد چقدر است؟

راه حل.مول مقدار ماده ای است که حاوی تعدادی ذره از هر نوع خاصی برابر با ثابت آووگادرو است. از این رو، الف) 6.0210 21 یعنی. 0.01 مول؛ ب) 1.2010 24، یعنی. 2 مول؛ ج) 2.0010 23، یعنی. 1/3 مول. جرم مول یک ماده بر حسب کیلوگرم بر مول یا گرم بر مول بیان می شود. جرم مولی یک ماده بر حسب گرم از نظر عددی برابر با جرم مولکولی (اتمی) نسبی آن است که در واحدهای اتمیتوده (amu)

زیرا وزن های مولکولی CO 2 و H 2 O و جرم اتمی اکسیژن به ترتیب 44 است. 18 و 16 آمو، سپس جرم مولی آنها برابر است: الف) 44 گرم بر مول. ب) 18 گرم در مول؛ ج) 16 گرم در مول.

مثال 2. جرم مطلق یک مولکول اسید سولفوریک را بر حسب گرم محاسبه کنید.

راه حل.یک مول از هر ماده (نگاه کنید به مثال 1) حاوی ثابت N A آووگادرو از واحدهای ساختاری است (در مثال ما، مولکول ها). جرم مولی H 2 SO 4 98.0 گرم بر مول است. بنابراین، جرم یک مولکول 98/(6.02 10 23) = 1.63 10 -22 گرم است.

حجم مولی- حجم یک مول از یک ماده، مقدار به دست آمده از تقسیم جرم مولیبر روی تراکم چگالی بسته بندی مولکول ها را مشخص می کند.

معنی ن A = 6.022… × 10 23شماره آووگادرو را به نام آمدئو آووگادرو شیمیدان ایتالیایی نامید. این ثابت جهانی برای است ذرات ریزهر ماده ای

این تعداد مولکول است که حاوی 1 مول اکسیژن O2، همان تعداد اتم در 1 مول آهن (Fe)، مولکول در 1 مول آب H2O و غیره است.

طبق قانون آووگادرو، 1 مول از یک گاز ایده آل در شرایط عادیهمین حجم را دارد V m= 22.413 996 (39) l. در شرایط عادی، اکثر گازها نزدیک به ایده آل هستند، بنابراین همه اطلاعات مرجع O حجم مولی عناصر شیمیاییبه فازهای متراکم آنها اشاره دارد مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد