22,4 л газоподібного водню містить скільки молекул?

Відповідь:

У # 0 ° "C" # температури і #1# атмосферного тиску, цей обсяг становить один моль. Це Номер Avogrado молекул, #color (синій) (6.02xx10 ^ {23}) #.

Пояснення:

Температура і тиск, вибрані для цієї відповіді, # 0 ° "C" # і #1# атмосфера, були призначені для "стандартної" температури і тиску, і питання було очевидно сформульовано з урахуванням цього стандарту. Але стандартний тиск було змінено на #100# кПа (одна атмосфера #101.3# кПа) у 1982 році, і деякі з них, що заплуталися, все ще цитують старий стандарт (наприклад, http://www.kentchemistry.com/links/GasLaws/STP.htm). Одним з рішень цієї дилеми, що відповідає питанням, є уникнення «стандартної» етикетки і конкретно посилання на температуру і тиск.

Зв'язок між ними # 22.4 "L" # і один моль, у # 0 ° "C" # і #1# атмосфера, виходить з Закону про ідеальний газ

# PV = nRT #

# P # = тиск, #1# atm

# V # = обсяг, див. нижче

# n # = молей газу, покласти в #1# моль

# R # = Газова постійна, в тиску-об'єм не виходить #color (синій) (0.08206 ("L atm") / ("mol K")) #

# T # = tempeature, # 0 ° "C" = 273,15 "K" #

Тому

# (1 "atm") (V) = (1 "mol") (. 08206 ("L atm") / ("mol K")) (273.15 "K") #

Вирішіть на # V # і до трьох значущих цифр #color (синій) (22,4 "L") #. Таким чином, у # 0 ° "C" # температури і #1# атмосферний тиск, # 22.4 "L" # ідеального газу один моль.

Відповідь:

При тиску 1 бар і температурі 0 ° С міститься 22,4 л водню # 5.94 × 10 ^ 23колір (білий) (l) "молекули" #.

Пояснення:

Кількість молекул залежить від температури і тиску газу.

Я довільно припускаю, що газ знаходиться на СТП (1 бар і 0 ° С).

Ми можемо використовувати Закон про ідеальний газ розрахувати молі водню:

#color (blue) (| bar (ul (колір (білий) (a / a) PV = nRT колір (білий) (a / a) |))) "" #

Ми можемо змінити це, щоб отримати

#n = (PV) / (RT) #

#P = "1 бар" #

#V = "22,4 л" #

#R = "0,0.08 314 бар · L · K" ^ "- 1" "mol" ^ "- 1" #

#T = "(0 + 273.15) K" = "273,15 K" #

#n = (1 колір (червоний) (скасувати (колір (чорний) ("бар"))) × 22,4 колір (червоний) (скасувати (колір (чорний) ("L")))) / ("0.083 14" колір (червоний) (скасувати (колір (чорний) ("бар" · L · K "^" - 1 ")))" mol "^" - 1 "× 273,15 колір (червоний) (скасувати (колір (чорний) (" K ")))) =" 0.9864 mol "#

Відомо, що міститься 1 моль газу # 6.022 × 10 ^ 23 колір (білий) (l) "молекули" #.

# " молекул" = 0,9864 колір (червоний) (відмінити (колір (чорний) ("mol"))) × (6.022 × 10 ^ 23 кольору (білий) (l) "молекули") / (1 колір (червоний)) (скасувати (колір (чорний) ("mol")))) = 5.94 × 10 ^ 23колір (білий) (l) "молекули" #