Молярный объем воды: Молярный объем (т.е. объем 1 моля) жидкой воды равен

Содержание

Молярный объем – таблица, формулы (химия, 8 класс)

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 231.

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 231.

При изучении химических веществ важными понятиями являются такие величины, как молярная масса, плотность вещества, молярный объем. Так, что же такое молярный объем, и в чем его отличие для веществ в разном агрегатном состоянии?

Молярный объем: общая информация

Чтобы вычислить молярный объем химического вещества необходимо молярную массу этого вещества разделить на его плотность. Таким образом, молярный объем вычисляется по формуле:

Vm=M/p,

где Vm – молярный объем вещества, М – молярная масса, p – плотность. В Международной системе СИ эта величина измеряется в кубический метр на моль (м ³ /моль).

Рис. 1. Молярный объем формула.

Молярный объем газообразных веществ отличается от веществ, находящихся в жидком и твердом состоянии тем, что газообразный элемент количеством 1 моль всегда занимает одинаковый объем (если соблюдены одинаковые параметры).

Объем газа зависит от температуры и давления, поэтому при расчетах следует брать объем газа при нормальных условиях. Нормальными условиями считается температура 0 градусов и давление 101,325 кПа.

Молярный объем 1 моля газа при нормальных условиях всегда одинаков и равен 22,41 дм ³ /моль. Этот объем называется молярным объемом идеального газа. То есть, в 1 моле любого газа (кислород, водород, воздух) объем равен 22,41 дм ³ /м.

Молярный объем при нормальных условиях можно вывести, используя уравнение состояния для идеального газа, которое называется уравнением Клайперона-Менделеева:

P*V=n*R*T,

где R – универсальная газовая постоянная, R=8.314 Дж/моль*К=0,0821 л*атм/моль К

Объем одного моля газа V=RT/P=8.314*273.15/101.325=22.413 л/моль, где Т и Р – значение температуры (К) и давления при нормальных условиях.

Рис. 2. Таблица молярных объемов.

Закон Авогадро

В 1811 году А. Авогадро выдвинул гипотезу, что в равных объемах различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится одинаковой число молекул. Позже гипотеза подтвердилась и стала законом, носящим имя великого итальянского ученого.

Рис. 3. Амедео Авогадро.

Закон становится понятен, если вспомнить, что в газообразном виде расстояние между частицами несопоставимо больше, чем размеры самих частиц.

Таким образом, из закона Авогадро можно сделать следующие выводы:

В равных объёмах любых газов, взятых при одной и той же температуре и при одном и том же давлении, содержится одно и то же число молекул.
1 моль совершенно различных газов при одинаковых условиях занимает одинаковый объем.
Один моль любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,41 л.

Следствие из закона Авогадро и понятие молярного объема основаны на том, что моль любого вещества содержит одинаковое число частиц (для газов – молекул), равное постоянной Авогадро.

Чтобы узнать число молей растворенного вещества содержится в одном литре раствора, необходимо определить молярную концентрацию вещества по формуле c=n/V, где n – количество растворенного вещества, выражаемое в молях, V – объем раствора, выражаемый в литрах С – молярность.

Что мы узнали?

В школьной программе по химии 8 класса изучается тема «Молярный объем». В одном моле газа всегда содержится одинаковый объем, равный 22,41 кубический метр/моль. Этот объем называется молярным объемом газа.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

Александр Котков
10/10
Артак Саркисян
10/10

Оценка доклада

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 231.

А какая ваша оценка?

Парциальный молярный объем — вода

Cтраница 1

Парциальный молярный объем воды Vw равен нормальному молярному объему ( 18 мл) при условии, что в смоле содержится не менее 10 молей воды на 1 же.
[1]

Если парциальный молярный объем воды в сжатом газе в его бесконечно разбавленном растворе в критической фазе равен минус бесконечности, то по мере удаления раствора от состояния критического бесконечно разбавленного раствора парциальный молярный объем воды в газовой фазе будет переходить через конечные отрицательные значения, ноль, к постепенно увеличивающимся положительным значениям, наблюдаемым в обычных растворах.
[2]

Хт, если эти растворы имеют один и тот же парциальный молярный объем воды.
[3]

Определить парциальный молярный объем нитрата аммония в водном растворе, если парциальный молярный объем воды равен 17 98 см3, объем раствора 93 87 см3, концентрация 16 г Nh5NO3 в 100 г раствора.
[4]

Определите молярный объем раствора, если в 20 % — ном водном растворе метилового спирта парциальные молярные объемы воды и спирта равны 18 и 37 8 см3 / моль соответственно.
[5]

Определите молярный объем раствора, если в 20 % — ном водном растворе метилового спирта парциальные молярные объемы воды и спирта равны 18 и 37 8 см8 / моль соответственно.
[6]

Плотность водно-спиртового раствора, содержащего 60 масс. % СНзОН, равна 894 6 кг / м3, а парциальный молярный объем воды в нем — 16 8 см3 / моль.
[7]

И Определите парциальный молярный объем спирта, если плотность 60 % — ного водного раствора спирта при 293 К равна 0 8946 г / см3, парциальный молярный объем воды в этом растворе 16 8 см3 / моль.
[8]

В связи с этим создается возможность расчетного определения теплоемкости смешанных растворов, если исходить из того, что изменения объема при смешении не происходит, если парциальный молярный объем воды одинаков в обоих исходных растворах.
[9]

Определите парциальный молярный объем метилового спирта ( СН8ОН), если плотность 60 % — ного водного раствора спирта при 293 К равна 0 8946 г / см8, парциальный молярный объем воды в этом растворе 16 8 см8 / моль.
[10]

Интересно, что освобождение волоса от кутикулы приводит к увеличению W Отсюда можно предположить, что кутикула, по всей видимости, имеет менее пористую структуру, чем ядро, и что значение парциального молярного объема воды в кутикуле близко к молярному объему жидкой воды.
[12]

Величина Уцао равна молярному объему чиотой воды или 18 07 см3 при 25 и давлении, равном 1 атм. Парциальный молярный объем диссоциированной воды можно вычислить, составляя линейную комбинацию величин V % для сильных кислот, оснований и солей, так как при бесконечном разбавлении ионные объемы являются аддитивными.
[13]

Видно, что в водно-спиртовой смеси рассмотренного состава парциальный молярный объем воды близок к молярному объему чистой воды, в то время как для этилового спирта наблюдается отчетливое различие — парциальный молярный объем спирта в этой смеси заметно ниже, чем молярный объем чистого спирта.
[14]

Страницы:

молекул — Расчет объема 1 моля жидкой воды

Задавать вопрос

спросил
7 лет, 9 месяцев назад

Изменено
4 года, 1 месяц назад

Просмотрено
11 тысяч раз

$\begingroup$
9-6 м3}$$

, что на порядок меньше, чем в методе 1.

В чем причина такого несоответствия?

вода
молекулы
моль
плотность

$\endgroup$

$\begingroup$

Проблема заключается в используемом вами значении длины молекулы. Это больше похоже на 300 пм, что является диаметром Ван-дер-Ваальса и включает в себя области, где плотность электронов значительна. Вы рассчитали межъядерное расстояние, но ядра одной молекулы не сблизятся с ядрами другой молекулы из-за электрон-электронного отталкивания.

Это изменит ваш ответ в 8 раз.

См. Финни, Дж. Л. Молекула воды и ее взаимодействия: взаимодействие между теорией, моделированием и экспериментом. Дж. Мол. жидкость 2001, 90 (1-3), 303–312. DOI: 10.1016/S0167-7322(01)00134-9.

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Водные молярные объемы и плотность растворов

Молярный объем соли можно рассчитать, исходя из измеренных плотностей раствора соли и чистой воды:

где V _m — молярный объем соли (см ³ /моль), m — моляльность (моль/кг H ₂ O), MW — молекулярная масса соли соли (г/моль), а ρ и ρ ₀ — плотности раствора и чистой воды при одинаковых давлении и температуре соответственно (г/см ³ ).

На рис. 1 показаны молярные объемы HCl, NaCl и CaCl ₂ (символы измеренных плотностей, линии моделей) как функция квадратного корня из ионной силы ( I , моль/кг H ₂ O) при 25°C (входной файл PHREEQC Vm_salt.phr )

Рисунок 1.

Молярные объемы увеличиваются почти линейно с квадратным корнем из ионной силы. Увеличение можно связать с производной по давлению от избыточной свободной энергии в растворе, Δ В _м = ∂ G _E / ∂ P = -R T × ∂(ln γ) / ∂ P . Он был рассчитан на основе теории Дебая-Хеккеля Редлихом и Розенфельдом в 1931 году:

where V _m ⁰ is the molar volume at infinite dilution, A _v is the Debye-Hckel limiting slope (cm ³ /mol / √(mol/kg H ₂ O)), ν _i – стехиометрический коэффициент элемента i в соли, а z _i номер начисления.

Предельный наклон Дебая-Хеккеля:

где R — газовая постоянная (8,2 см ³ атм/моль), T — абсолютная температура (К), DH _A — параметр А Дебая-Хеккеля (0,51 (моль/√( моль/кг H ₂ O при 25°С), ε _r – относительная диэлектрическая проницаемость чистой воды (-), P – давление (атм), κ ₀ — сжимаемость чистой воды (л/атм).

Уравнение Редлиха-Розенфельда часто проверялось и полезно для экстраполяции на бесконечное разбавление, где ρ не может быть измерено с достаточной точностью.

На рис. 1 показано, что при бесконечном разбавлении молярный объем NaCl меньше, чем у HCl. Это связано с тем, что плотность раствора NaCl увеличивается больше, чем дает замена 1 H ⁺ (1 г/моль) на 1 Na ⁺ (23 г/моль). Таким образом, молярный объем Na ⁺ меньше, чем H ⁺, так как молярный объем Cl ^— одинаков в обоих растворах. Также при I = 0 объем CaCl ₂ лишь немного больше, чем NaCl, и, таким образом, Ca ²⁺ должен иметь еще меньший объем, чем Na ⁺ .

Водные объемы растворенных веществ можно условно определить относительно объема H ⁺ = 0 см ³ /моль. Молярный объем HCl, рассчитанный по уравнению (1), тогда равен условному молярному объему Cl ^— . Если из молярного объема NaCl вычесть условный объем Cl 90 105 — 90 106, то получится условный молярный объем Na 90 105 + 90 106 и т. д. Аддитивность молярных объемов применима в любом случае при бесконечном разбавлении, но справедлива и в концентрированные растворы, как будет продемонстрировано ниже.

Условные молярные объемы при бесконечном разбавлении рассчитаны с помощью входного файла PHREEQC Vm0_tc.phr и показаны на рисунке 2.

Рис. 2.

Условные объемы Na ⁺ , Mg ²⁺ и Ca ²⁺ меньше, чем H ⁺ , и поэтому отрицательные. Как было отмечено на рис. 1, это связано с тем, что плотность раствора NaCl увеличивается больше, чем следует, при замене H ⁺ на Na ⁺ . Разница в плотности полностью связана с Na ⁺ , но физически она обусловлена уплотнением молекул воды вокруг Na ⁺ за счет электростатического притяжения диполей H ₂ O к иону. Двухвалентным катионам Mg ²⁺ и Ca ²⁺ требуется больше молекул воды для компенсации заряда, чем Na ⁺ , и их условные объемы более отрицательны. Кроме того, HCO ₃ ^— имеет самый большой объем из всех ионов, показанных на рисунке 2, но двухвалентный анион CO ₃ ^2- имеет гораздо меньший (даже отрицательный) молярный объем. Таким образом, влияние давления на растворимость карбонатов сильно зависит от pH.

Можно сделать вывод, что диэлектрические свойства воды определяют условные водные молярные объемы ионов. Изменение объема, происходящее при переносе иона из вакуума в воду, можно рассчитать по производной давления от энергии сольватации, которая определяется (приблизительно) уравнением Борна:

где Δ G _s – энергия сольватации (кал/моль), N _{Авогадро} – число Авогадро (6,022e23/моль), q _e — заряд электрона (1,602e-19 Кл), ε ₀ — диэлектрическая проницаемость вакуума (3,704e-11 Кл ² /кал/м), r _i — радиус иона (м).

Изменение барической производной энергии сольватации в зависимости от температуры и давления позволяет оценить, как изменится объем воды при T и P .
Зависимая производная давления ( T , P ) показана на рисунке 3 (входной файл PHREEQC 9).0101 eps_r.phr ).

Рисунок 3.

Производная по давлению функции Борна представляет собой параболу, имеющую форму, аналогичную молярным объемам, показанным на рис. 2, и полезна для экстраполяции и подгонки молярных объемов при бесконечном разбавлении в зависимости от температуры и давления. Это часть уравнения, используемого SUPCRT для расчета В _м ⁰ .

На рисунках 1-3 показано, что молярные объемы воды являются сложной функцией температуры, давления и состава раствора, которые PHREEQC рассчитывает с помощью уравнения Редлиха-Розенфельда, модифицированного SUPCRT (SmoRR):

The coefficients a _1…4 , W , å and b _{1. ..4} are entered with ‘-Vm a ₁ a ₂ a ₃ a ₄ W å
б ₁ б ₂ б ₃ б ₄ ‘
когда определены SOLUTE_SPECIES. Например,

      SOLUTION_SPECIES

      Ca+2 = Ca+2

       -гамма 5,0 0,1650

       -dw 0,793e-9

       -Vm -0,3456 -7,252 6,149 -2,479 1,239 5 1,60 -57,1 -6,12e-3 1 # supcrt изменен

Входные файлы, которые сравнивают измеренные и рассчитанные ( T, P, I )-зависимые молярные объемы, находятся в каталоге

c:\phreeqc\pressure\Vm_sol.

Файлы устанавливаются с помощью phreeqc3.Installer.exe .

С заданными молярными объемами плотность раствора можно рассчитать по уравнению (1) :

На рис. 4 сравниваются измеренные и рассчитанные значения плотности (входные файлы PHREEQC rho_NaKMgCaCl.