22,4 L di gas idrogeno contiene quante molecole?

22,4 L di gas idrogeno contiene quante molecole?
Anonim

Risposta:

A # 0 ° "C" # temperatura e #1# pressione atmosferica, questo volume è una talpa. Questo è Il numero di Avogrado di molecole, #color (blu) (6.02xx10 ^ {23}) #.

Spiegazione:

La temperatura e la pressione scelte per questa risposta, # 0 ° "C" # e #1# atmosfera, erano intesi come temperatura e pressione "standard", e la domanda era apparentemente formulata tenendo presente questo standard. Ma la pressione standard è stata cambiata in #100# kPa (una atmosfera è #101.3# kPa) nel 1982, e confusamente alcuni riferimenti citano ancora il vecchio standard (ad es. http://www.kentchemistry.com/links/GasLaws/STP.htm). Una soluzione a questo dilemma che si adatta alla domanda è di evitare l'etichetta "standard" e riferirsi specificamente alla temperatura e alla pressione.

La connessione tra # 22.4 "L" # e una talpa, a # 0 ° "C" # e #1# atmosfera, viene dalla legge del gas ideale

# PV = nRT #

# P # = pressione, #1# ATM

# # V = volume, vedi sotto

# N # = moli di gas, messi dentro #1# Talpa

# R # = costante di gas, in pressione-volume unots è #color (blu) (0.08206 ("L atm") / ("mol K")) #

# T # = tempeature, # 0 ° "C" = 273.15 "K" #

Così

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

Risolvere per # # V e a tre cifre significative che ottieni #color (blu) (22,4 "L") #. Quindi a # 0 ° "C" # temperatura e #1# pressione atmosferica, # 22.4 "L" # di un gas ideale è una talpa.

Risposta:

Con una pressione di 1 bar e una temperatura di 0 ° C, contiene 22,4 litri di gas idrogeno # 5.94 × 10 ^ 23colore (bianco) (l) "molecole" #.

Spiegazione:

Il numero di molecole dipende dalla temperatura e dalla pressione del gas.

Assumerò arbitrariamente che il gas è in STP (1 bar e 0 ° C).

Possiamo usare il Legge sul gas ideale per calcolare le moli di idrogeno:

#color (blu) (| bar (ul (colore (bianco) (a / a) PV = colore nRT (bianco) (a / a) |))) "" #

Possiamo riorganizzare questo per ottenere

#n = (PV) / (RT) #

#P = "1 bar" #

#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 colore (rosso) (cancella (colore (nero) ("bar"))) × 22.4 colore (rosso) (cancella (colore (nero) ("L")))) / ("0.083 14" colore (rosso) (annulla (colore (nero) ("bar · L · K" ^ "- 1"))) "mol" ^ "- 1" × 273.15 colore (rosso) (annulla (colore (nero) (" K ")))) =" 0.9864 mol "#

Sappiamo che contiene 1 molo di gas # 6.022 × 10 ^ 23 colore (bianco) (l) "molecole" #.

# "No di molecole" = 0,9864 colore (rosso) (cancella (colore (nero) ("mol"))) × (6.022 × 10 ^ 23 colore (bianco) (l) "molecole") / (1 colore (rosso) (annulla (colore (nero) ("mol")))) = 5,94 × 10 ^ 23 colore (bianco) (l) "molecole" #