Определение молярной массы газа

Теоретическая часть

В химических расчетах наряду с массой и объемом используется понятие моль. Моль – количество вещества, содержащее столько молекул, атомов, ионов, электронов или других структурных единиц, сколько содержится атомов в 12 г изотопа углерода ¹²₆С.

Число структурных единиц, содержащихся в 1 моль вещества (постоянная Авогадро), определено с большой точностью; в практических расчетах его принимают равным 6,02·10²³.

Масса 1 моль вещества, выраженная в г/моль, называется молярной (мольной) массой. Она численно равна относительной молекулярной (атомной) массе, выраженной в атомных единицах массы (а.е.м.). Так, относительная молекулярная масса кислорода O₂ равна 32, а молярная масса составляет 32 г/моль. В таблице Д.И. Менделеева приведены значения относительных атомных масс элементов.

Экспериментальное определение молярной массы газообразных веществ основано на применении закона Авогадро и следствий из него. Молярная масса может быть определена даже и в том случае, если состав исследуемого соединения неизвестен.

Закон Авогадро (1811 г.): в равных объемах различных газов при одинаковых условиях температуры и давлении содержится одинаковое число молекул

Следствия из закона Авогадро:

1) 1 моль любого газа при нормальных условиях (н.у.: 273 К; 101,3 кПа) занимает объем 22,4 л (при н.у. большинство газов можно считать идеальными). Этот объем называется молярным и обозначается (V_о).

2) 1 моль любого вещества содержит 6,02·10²³ молекул (N_А).

3) Молярная масса газа равна произведения его плотности по отношению к любому другому газу (чаще всего водороду или воздуху) на молярную массу последнего:

.

Молярная масса газа равна его удвоенной относительной плотности по водороду

,

где М_А – молярная масса газа.

Часто используют плотность газа по воздуху, приняв среднюю молярную массу воздуха равной 29 г/моль. В воздухе содержится по массе 24 % кислорода и 76 % азота. Средняя молярная масса воздуха:

,

.