Физико-химические свойства

1.1. Расчет относительной плотности газа (пара) по другому газу

Пример. Вычислить относительную плотность аммиака по воздуху.

Решение:

Относительная плотность одного газа по другому D показывает, во сколько один газ тяжелей другого газа. Величина D является безразмерной.

Относительная плотность газа (пара) по воздуху:

D_возд = М_{газа (пара)} / М_возд = М_{газа (пара)} / 29.

Молекулярная масса аммиака NH₃ равна 17.

D_возд = 17 / 29 = 0,59.

1.2. Расчет плотности газа (пара) при нормальных условиях

Пример. Вычислить плотность метана при нормальных условиях (температуре 00С, давлении 760 мм рт.ст.)

Решение:

Плотность (или массовая концентрация) r имеет размерность г/л или кг/м³.

Для газообразных веществ плотность может быть вычислена по формуле

r = М / V_М, где

r – плотность газа или пара, г/л или кг/м³;

М – молярная масса газа (пара), г/моль или кг/кмоль;

V_М – молярный объем газа или пара при заданных условиях (при нормальных условиях V_М = 22,4 л/моль или м³/кмоль)

Молярная масса метана СН₄ составляет 16 г/моль или кг/кмоль.

Тогда плотность газа при этих условиях равна

r = 16 / 22,4 = 0,71 г/л или кг/м³.

1.3. Расчет процентного элементного состава вещества

Пример. Вычислить процентный элементный состав сульфадимезина С12Н14О2N4S.

Решение:

Молярная масса сульфадимезина С₁₂Н₁₄О₂N₄S составляет 278 г/моль.

[C] = 144/278 = 0,518 ×100 = 51,8 %

[H] = 14/278 = 0,05 ×100 = 5,0 %

[O] = 32/278 = 0,115 ×100 = 11,5 %

[N] = 56/278 = 0,202 ×100 = 20,2 %

[S] = 100 – (51,8 + 5,0 + 11,5 + 20,2) = 11,5 %

1.4. Расчет коэффициента горючести веществ

Пример. Рассчитать коэффициент горючести анилина С6Н5NH2 и хлорной кислоты HClO4.

Коэффициент горючести К является безразмерным коэффициентом и служит для определения горючести вещества. Рассчитанный коэффициент горючести может быть использован для приближенного вычисления температуры вспышки вещества, а также величины нижнего концентрационного коэффициента распространения пламени.

Коэффициент горючести рассчитывается по следующей формуле:

К = 4 n(C) + 4 n(S) + n(H) + n(N) – 2 n(O) – 2 n(Cl) – 3 n(F) – 5 n(Br), где

n(C), n(S), n(H), n(N), n(O), 2 n(Cl), n(F), n(Br) – число атомов углерода, серы, водорода, азота, кислорода, хлора, фтора и брома в молекуле вещества.

Если коэффициент горючести К больше единицы (К ³ 1), то вещество является горючим; при значении К меньше единицы (К < 1) – вещество негорючее.

Решение:

1. В молекуле анилина

n(C) = 6; n(Н) = 7; n(N) = 1;

К = 4 × 6 + 7 + 1 = 32 К > 1, следовательно, анилин – горючее вещество.

2. В молекуле хлорной кислоты

n(Н) = 1; n(Cl) = 1; n(О) = 4;

К = 1 – 2 × 4 – 2 × 1 = - 9 К < 1, хлорная кислота – негорючее вещество.