22,4 L waterstofgas bevat hoeveel moleculen?

Antwoord:

Op # 0 ° "C" # temperatuur en #1# druk in de atmosfeer, dit volume is een mol. Dit is Avogrado's nummer van moleculen, #color (blauw) (6.02xx10 ^ {23}) #.

Uitleg:

De temperatuur en druk gekozen voor dit antwoord, # 0 ° "C" # en #1# sfeer, waren bedoeld als "standaard" temperatuur en druk, en de vraag was blijkbaar geformuleerd met die norm in gedachten. Maar de standaarddruk is gewijzigd in #100# kPa (één atmosphete is #101.3# kPa) in 1982 en verwarrend noemen enkele referenties nog steeds de oude standaard (bijv. http://www.kentchemistry.com/links/GasLaws/STP.htm). Een oplossing voor dit dilemma dat bij de vraag past, is om het 'standaard'-label te vermijden en specifiek naar de temperatuur en druk te verwijzen.

De verbinding tussen # 22.4 "L" # en een mol, op # 0 ° "C" # en #1# sfeer, komt van de Ideale Gaswet

# PV = nRT #

# P # = druk, #1# Geldautomaat

# V # = volume, zie hieronder

# N # = mol gas, ingestoken #1# mol

# R # = gasconstante, in drukvolume is het niet #color (blauw) (0.08206 ("L atm") / ("mol K")) #

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

Zo

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

Oplossen voor # V # en tot drie significante cijfers die je krijgt #color (blauw) (22.4 "L") #. Zo op # 0 ° "C" # temperatuur en #1# atmosfeer druk, # 22.4 "L" # van een ideaal gas is een mol.

Antwoord:

Bij een druk van 1 bar en een temperatuur van 0 ° C bevat 22,4 L waterstofgas # 5.94 × 10 ^ 23kleur (wit) (l) "moleculen" #.

Uitleg:

Het aantal moleculen hangt af van de temperatuur en druk van het gas.

Ik zal er willekeurig van uitgaan dat het gas STP is (1 bar en 0 ° C).

We kunnen de gebruiken Ideale gaswetgeving om de mol waterstof te berekenen:

#color (blauw) (| bar (ul (kleur (wit) (a / a) PV = nRT kleur (wit) (a / a) |))) "" #

We kunnen dit herschikken om te krijgen

#n = (PV) / (RT) #

#P = "1 balk" #

#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 kleur (rood) (annuleren (kleur (zwart) ("balk"))) × 22,4 kleur (rood) (annuleren (kleur (zwart) ("L")))) / ("0.083 14" kleur (rood) (annuleren (kleur (zwart) ("bar · L · K" ^ "- 1"))) "mol" ^ "- 1" × 273,15 kleur (rood) (annuleren (kleur (zwart) (" K ")))) =" 0.9864 mol "#

We weten dat 1 mol gas bevat # 6.022 × 10 ^ 23 kleur (wit) (l) "moleculen" #.

# "Aantal moleculen" = 0.9864 kleur (rood) (annuleren (kleur (zwart) ("mol"))) × (6.022 × 10 ^ 23kleur (wit) (l) "moleculen") / (1 kleur (rood) (annuleren (kleur (zwart) ("mol")))) = 5.94 × 10 ^ 23kleur (wit) (l) "moleculen" #