Konzept und Formel des Molvolumens, Berechnung und Beispiele

Er Molvolumen Es ist eine intensive Eigenschaft, die angibt, wie viel Raum ein Mol einer Bestimmung oder Verbindung einnimmt. Wird durch Symbol V dargestellt_M, und wird in DM -Einheiten ausgedrückt³/Mol für Gase und CM³/Mol für Flüssigkeiten und Feststoffe, weil letztere eher durch ihre größten intermolekularen Kräfte beschränkt sind.

Diese Eigenschaft tritt bei der Untersuchung thermodynamischer Systeme wieder auf, an denen Gase beteiligt sind. Da für Flüssigkeiten und Feststoffe die Gleichungen zur Bestimmung von v_M Sie werden komplizierter und ungenauer. In Bezug.

Das Volumen eines Ethylenmoleküls ist oberflächlich durch die grüne Ellipsoid und die Anzahl der Avogadro -Zeiten in dieser Menge begrenzt. Quelle: Gabriel Bolívar.

Dies liegt daran, dass für die idealen oder perfekten Gase die strukturellen Aspekte irrelevant sind. Alle seine Partikel werden als Kugeln sichtbar gemacht, die elastisch miteinander kollidieren und sich auf die gleiche Weise verhalten, unabhängig davon, was ihre Massen oder Eigenschaften sind.

Somit wird ein Mol eines idealen Gases bei bestimmten Druck und Temperatur das gleiche Volumen V belegt_M. Es wird gesagt, dass unter normalen Bedingungen von P und T, 1 atm bzw. 0 ºC ein Mol eines idealen Gases ein Volumen von 22,4 Litern einnehmen wird. Dieser Wert ist nützlich und annähernd, selbst wenn reale Gase bewertet werden.

[TOC]

Konzept und Formel

Für Gase

Die unmittelbare Formel zur Berechnung des Molvolumens einer Spezies lautet:

V_M = V/n

Wo v das Volumen ist, das es einnimmt, und N Die Menge der Arten in Molen. Das Problem ist, dass v_M Es hängt von dem Druck und der Temperatur ab, die von Molekülen erlebt werden, und ein mathematischer Ausdruck ist erwünscht, diese Variablen zu berücksichtigen.

Kann Ihnen dienen: Molealität

Die Ethylen des Bildes, h₂C = Ch₂, Es hat ein molekulares Volumen, das durch eine grüne Ellipsoid verbunden und begrenzt ist. Diese h₂C = Ch₂ Es kann sich auf verschiedene Arten drehen, was als ob es sich im Raum bewegt hat, besagte Ellipsoid, um sich zu visualisieren, wie viel Volumen es besetzen würde (offensichtlich verabscheuungswürdig).

Wenn das Volumen solcher grüner Ellipsoid jedoch mit n multiplizieren_ZU, Die Avogadro -Nummer hat dann einen Mol von Ethylenmolekülen; ein Mol Ellipsoid, der miteinander interagiert. Bei einer höheren Temperatur trennen sich die Moleküle voneinander; Während des Drucks werden sie sich zusammenziehen und ihr Volumen reduzieren.

Daher v_M ist abhängig von p und t. Ethylen ist eine flache Geometrie, daher kann nicht gedacht werden, dass es sein V_M Seien Sie genau und genau das gleiche wie das von Methan, Cho₄, der tetraedrischen Geometrie und in der Lage, mit einer Kugel und nicht mit einer Ellipsoid dargestellt zu werden.

Für Flüssigkeiten und Feststoffe

Die Moleküle oder Atome von Flüssigkeiten und Feststoffen haben auch ihre eigene V_M, das kann mit Ihrer Dichte zusammenhängen:

V_M = m/(d · n)

Die Temperatur beeinflusst das Molvolumen mehr für Flüssigkeiten und Feststoffe als für den Druck, solange letzteres nicht stark oder exorbitant ist (in der Reihenfolge des GPA). Ebenso haben Geometrien und molekulare Strukturen, wie bei Ethylen erwähnt, einen großen Einfluss auf die Werte von V_M.

Unter normalen Bedingungen wird jedoch beobachtet, dass die Dichten für verschiedene Flüssigkeiten oder Feststoffe in ihren Größen nicht zu stark variieren. Gleiches gilt für seine Molarenvolumina. Beachten_M.

In Bezug auf Feststoffe hängt sein Molvolumen auch von seinen kristallinen Strukturen ab (das Volumen seiner Einheitszelle).

Kann Ihnen dienen: Kaliumbiftthalat: Struktur, Nomenklatur, Verwendungen, Risiken

Wie man das Molvolumen berechnet?

Im Gegensatz zu Flüssigkeiten und Feststoffen gibt es für ideale Gase eine Gleichung, mit der Sie V berechnen können_M abhängig von P und T und seinen Veränderungen; Dies ist das der idealen Gase:

P = nrt/v

Welches ist zuvorkommend, um V/N auszudrücken:

V/n = rt/p

V_M = Rt/p

Wenn wir die Gaskonstante verwenden r = 0,082 l · atm · k^-1· Mol^-1, Dann müssen die Temperaturen in Kelvin (K) und den Druck in Atmosphären exprimiert werden. Beachten Sie, dass es hier beobachtet wird, warum v_M Es ist ein intensives Eigentum: T und P haben nichts mit der Masse des Gases zu tun, sondern mit seinem Volumen.

Diese Berechnungen sind nur unter Bedingungen gültig. Die durch Experimente erhaltenen Werte haben jedoch einen kleinen Rand in Bezug auf Theoretiker.

Beispiele für Molvolumenberechnung

Beispiel 1

Sie haben ein Gas und deren Dichte 8,5 · 10 beträgt^-4 g/cm³. Wenn Sie 16 Gramm äquivalent zu 0,92 Mol Y haben, berechnen Sie Ihr Molvolumen.

Aus der Dichteformel können wir berechnen, welches Volumen wie 16 Gramm ein Volumen und einnehmen:

V = 16 g/ (8,5 · 10)^-4 g/cm³)

= 18.823,52 cm³ oder 18,82 l

Also v_M Es wird direkt berechnet, indem dieses Volumen zwischen der Menge der angegebenen Maulwürfe unterteilt wird:

V_M = 18,82 l/0,92 mol

= 20,45 l/mol o l · mol^-1 oder dm³· Mol^-1

Übung 2

Im vorherigen Beispiel von und wurde zu keinem Zeitpunkt angegeben, was die Temperatur der Teilchen des Gas erlebte. Berechnen Sie die Temperatur, die erforderlich ist, um sie auf das bestimmte Molvolumen zu komprimieren.

Kann Ihnen dienen: Verpackungsfaktor

Die Übungserklärung ist länger als ihre Lösung. Wir wenden uns der Gleichung zu:

V_M = Rt/p

Aber wir klären, und wissen, dass der atmosphärische Druck 1 atm ist, wir lösen:

T = v_MP/r

= (20,45 l/mol) (1 atm)/(0,082 l · atm/k · mol)

= 249,39 k

Das heißt, ein Maulwurf von und wird 20,45 Liter bei einer Temperatur nahe -23,76 ºC belegen.

Übung 3

Nach den oben genannten Ergebnissen v_M bei 0 ºC, 25 ° C und bei absolut Null bei Atmosphärendruck.

Die Temperaturen in Kelvin umwandeln, haben wir den ersten 273,17 K, 298,15 K und 0 K. Wir lösen direkt, indem wir die ersten und zweiten Temperaturen ersetzen:

V_M = Rt/p

= (0,082 l · atm/ k · mol) (273,15 K)/ 1 atm

= 22,40 l/mol (0 ºC)

= (0,082 l · atm/ k · mol) (298,15 K)/ 1 atm

= 24,45 l/mol (25ºC)

Der Wert von 22,4 Litern wurde am Anfang erwähnt. Beachten Sie, wie v_M mit der Temperatur erhöhen. Wenn Sie die gleiche Berechnung mit absoluter Null durchführen möchten, stolpern wir auf das dritte Gesetz der Thermodynamik:

(0,082 l · atm/ k · mol) (0 K)/ 1 atm

= 0 l/mol (-273.15 ºC)

Das Gas und kann kein nicht existierendes Molvolumen haben; Das bedeutet, dass es zu einer Flüssigkeit geworden ist und die vorherige Gleichung nicht mehr gültig ist.

Andererseits die Unmöglichkeit, V zu berechnen_M In absoluter Null folgen dem dritten Gesetz der Thermodynamik, das besagt, dass es unmöglich ist, eine Substanz bei der Temperatur von absolutem Null zu kühlen.

Verweise

1. Iran. Levine. (2014). Prinzipien der Physikochemie. Sechste Ausgabe. Mc Graw Hill.
2. Glasstone. (1970). Physikalischer Chemievertrag. Zweite Ausgabe. Aguilar.
3. Wikipedia. (2019). Molvolumen. Abgerufen von: in.Wikipedia.Org
4. Helmestine, Anne Marie, ph.D. (8. August 2019). Definition der Molvolumen in der Chemie. Erholt von: thoughtco.com
5. Byju. (2019). Molvolumenformel. Erholt von: Byjus.com
6. González Mónica. (28. Oktober 2010). Molvolumen. Erholt von: Chemie.Laguia2000.com