Определение молярного объёма газа при изменении температуры

[Евгений Михайлович]

Здравствуйте! У меня возник вопрос. В анализируемой литературе молярный объём газа указывается как 22,41383 л. Оно и понятно, что это было доказано давным давно великими учёными. Но вот загвоздка в том, что этот объём получается, как Вы знаете, только при нормальных условиях (0 С, 760 мм. рт.ст.). Соответственно при изменении температуры он будет другим. А вот каким именно, практически нигде нету. Я интересовался у некоторых учёных по этому поводу, они говорили мне, чтоб я искал истину в законе Менделеева-Клапейрона, Гея-Люссака и т.д. Но так как я не специалист в химмии и физике, то так толком и не смог разобраться в этом вопросе.

Вот в связи с этим у меня к Вам вопрос: "Не могли бы Вы помочь в определении молярного объёма газов при изменением температуры при неизменном давлении?"

В частности мне необходимо рассчитать как измениться этот объём при температурах -35, -25, -15, -10, -5, +5, +10, +15, +20, +25 градусов Цельсия для газов окись углерода (CO), гексан (С6H14) и двуокись азота (NO2). Или хотя бы показать подход, для решения этой задачи.

Надеюсь что откликнуться люди компитентные в этом вопросе, которым не составит труда мне помочь. Заранее спасибо!

С Уважением Евгений.

[plick]

Ну вопрос-то на самом деле легкий. Для перевода объема при данных условиях в объем при н.у. (или наоборот) используйте объединенный газовый закон

PV/T = P₁V₁/T₁

где P, T, V - соответственно давление температура и объем при н.у.

P₁, V₁, T_{1 -} они же но при ваших условиях.

P.S. вот только как быть с гексаном, не знаю, у него температура кипения только 68,7 °С.

[pauk]

В частности мне необходимо рассчитать как измениться этот объём при температурах -35, -25, -15, -10, -5, +5, +10, +15, +20, +25 градусов Цельсия для газов окись углерода (CO), гексан (С6H14) и двуокись азота (NO2). 

 

Ну вопрос-то на самом деле легкий. Для перевода объема при данных условиях в объем при н.у. (или наоборот) используйте объединенный газовый закон

PV/T = P₁V₁/T₁

где P, T, V - соответственно давление температура и объем при н.у.

P₁, V₁, T_{1 -} они же но при ваших условиях.

P.S. вот только как быть с гексаном, не знаю, у него температура кипения только 68,7 °С.

То же касается и NO₂. Вот его константы: t_пл -11,2°С; t_кип 20,6°С, что плохо вписывается в указанный интервал температур.

[M_GM]

Здравствуйте! У меня возник вопрос. В анализируемой литературе молярный объём газа указывается как 22,41383 л. Оно и понятно, что это было доказано давным давно великими учёными. Но вот загвоздка в том, что этот объём получается, как Вы знаете, только при нормальных условиях (0 С, 760 мм. рт.ст.). Соответственно при изменении температуры он будет другим.

Поскольку речь идет именно о зависимости от температуры, то использовать можно закон Гей-Люссака

V/T = V₁/T₁

Но надо сказать, что молярный объем вообще примерная величина, и приведенное вами сверхточное значение справедливо лишь для идеального газа. На практике, чем больше молекула газа и ближе его Ткип, тем сильнее отличается рассчитанный молярный объем от реального. Уже при н.у. он может заметно различаться для разных газов, например:

азот - 22,397

оксид углерода(II) - 22,408

оксид углерода(IV) - 22,261

А двуокись азота NO2 уже при н.у. представляет равновесную смесь с димером, с преобладанием последнего, поэтому только для "бумажных" задач можно говорить о его молярном объеме в 22,4 л.

[Евгений Михайлович]

Огромное спасибо за ответы!!! Надеюсь это поможет мне)))

[Евгений Михайлович]

А можно тогда походу ещё вопрос? Если температуры для тех же газов будут например 50, 60, 70, 80, 90, 100 град. Целсия, то этот закон будет "проще" принимать?

[plick]

А можно тогда походу ещё вопрос? Если температуры для тех же газов будут например 50, 60, 70, 80, 90, 100 град. Целсия, то этот закон будет "проще" принимать?

 

Скажем так. В какой отрасли вы хотите его применять?

До 100 по цельсию, еще более менее погрешность маленькая.

[M_GM]

А можно тогда походу ещё вопрос? Если температуры для тех же газов будут например 50, 60, 70, 80, 90, 100 град. Целсия, то этот закон будет "проще" принимать?

Чем выше температура, тем ближе состояние реального газа к состоянию идеального, тем более применим закон. Конечно, надо помнить о возможности разложения некоторых веществ при высоких температурах.

[Евгений Михайлович]

Это надо мне для своих исследований по расчёту массовых выбросов отработавших газов автомобилей. Просто как пересчитывать процентное соотношение этих компонентов в массовые я нашёл. Вот только там фигурирует число 22,41. А оно меняется с изменением T. Т.е. когда я знаю T выхлопных газов, соответственно я смогу узнать как изменится это число (22,41). И более точно рассчитаю массовые выбросы.

Просто я знаю, что Т отработавших газов свыше 50 град. Цельсия. А сколько именно ещё уточняю.

Сразу хотел бы, чтобы Вы посмотрели мой расчёт для 50 град. Цельсия и постоянном давлении (760 мм.рт.ст.).

 

V=323,15*22,41/273,15=26,51. Я правильно посчитал?

 

А если например давление будет изменяться, то какой формулой можно будет воспользоваться?

 

Если что сильно не ругайтесь, просто я в химии и физике не силён. Наверно для Вас это лёгкие вопросы, но для меня их ещё осмыслить надо)))

Заранее спасибо!

[plick]

V=323,15*22,41/273,15=26,51. Я правильно посчитал?

 

А если например давление будет изменяться, то какой формулой можно будет воспользоваться?

 

Если для расчетов выхлопных газов. то вам вполне достаточно закона Гей-Люссака, по которому вы расчет провели правильно. Если изменяется давление (а оно меняется постоянно, так как вы же проводите измерения на воздухе), то при расчетах с давлением используйте объединенный газовый закон, который я вам уже приводил в сообщении №2