22,4 L d’hidrogen conté quantes molècules?

22,4 L d’hidrogen conté quantes molècules?
Anonim

Resposta:

A # 0 ° "C" # temperatura i #1# pressió atmosfèrica, aquest volum és un talp. Això és Número d'Avogrado de molècules, #color (blau) (6.02xx10 ^ {23}) #.

Explicació:

La temperatura i la pressió escollides per a aquesta resposta, # 0 ° "C" # i #1# l’atmosfera, tenien la intenció de ser una temperatura i una pressió "estàndard", i la pregunta es va plantejar aparentment tenint en compte aquesta norma. Però la pressió estàndard es va canviar #100# kPa (una atmosfera és #101.3# kPa) el 1982, i algunes referències confusas encara citen la norma antiga (p. ex., http://www.kentchemistry.com/links/GasLaws/STP.htm). Una solució a aquest dilema que s’adapta a la pregunta és evitar l’etiqueta "estàndard" i referir-se específicament a la temperatura i la pressió.

La connexió entre # 22.4 "L" # i un talp, a # 0 ° "C" # i #1# atmosfera, prové de la Llei de Gasos Ideals

# PV = nRT #

# P # = pressió, #1# atm

# V # = volum, vegeu més avall

# n # = moles de gas, introduïdes #1# mole

# R # = constant de gas, en unot de volum de pressió #color (blau) (0.08206 ("L atm") / ("mol K")) #

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

Tan

# (1 "atm") (V) = (1 "mol") (. 08206 ("L atm") / ("mol K")) (273,15 "K") #

Resoldre per # V # i a tres xifres significatives que obteniu #color (blau) (22,4 "L") #. Així, a # 0 ° "C" # temperatura i #1# pressió atmosfèrica, # 22.4 "L" # d’un gas ideal un talp.

Resposta:

A una pressió d’1 bar ia una temperatura de 0 ° C, conté 22,4 L d’hidrogen # 5.94 × 10 ^ 23color (blanc) (l) "molècules" #.

Explicació:

El nombre de molècules depèn de la temperatura i la pressió del gas.

Assumir arbitràriament que el gas està en STP (1 bar i 0 ° C).

Podem utilitzar el Llei de gasos ideals per calcular els mols d'hidrogen:

#color (blau) (| bar (ul (color (blanc) (a / a) PV = color nRT (blanc) (a / a) |))) "" #

Podem reorganitzar això per aconseguir-ho

#n = (PV) / (RT) #

#P = "1 barra" # #

#V = "22,4 L" #

#R = "0,0,08 314 bar · L · K" ^ "- 1" "mol" ^ "- 1" #

#T = "(0 + 273.15) K" = "273.15 K" #

#n = (1 color (vermell) (cancel·lar (color (negre) ("barra")) × 22,4 color (vermell) (cancel·lar (color (negre) ("L")))) / ("0,083 14" color (vermell) (cancel·la (color (negre) ("barra · L · K" ^ "- 1")) "mol" ^ "- 1" × 273,15 color (vermell) (cancel·la (color (negre) (") K "))) = =" 0.9864 mol "

Sabem que conté 1 mol d’un gas # 6.022 × 10 ^ 23 color (blanc) (l) "molècules" #.

# "Nombre de molècules" = 0.9864 color (vermell) (cancel·lar (color (negre) ("mol")) × (6.022 × 10 ^ 23color (blanc) (l) "molècules") / (1 color (vermell)) (cancel·lar (color (negre) ("mol"))) = 5,94 × 10 ^ 23colors (blanc) (l) "molècules" #