Како претворити молекуларну тежину у густину

Posted on
Аутор: Laura McKinney
Датум Стварања: 7 Април 2021
Ажурирати Датум: 16 Може 2024
Anonim
Како претворити молекуларну тежину у густину - Наука
Како претворити молекуларну тежину у густину - Наука

Садржај

Вероватно сте рано научили на часовима науке да је густина маса подељена на запремину, или на „количину“ неке супстанце у одређеном простору. За чврсте супстанце је ово прилично једноставна мера. Ако напуните теглу пуну пенија, била би много више "оомпх" него што бисте је напунили марсхмалловом. У теглу је упаковано много више супстанце када је напуните пенијама, док су мочварне мешавине веома бујне и лагане.

А молекулска тежина? Молекуларна тежина и густина изгледа изузетно слична, али постоји битна разлика. Молекуларна тежина је маса материја по молу. Не ради се о томе колико простора заузима твар, већ у "количини", "оомфи" или "крађи" одређене количине материје.

ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)

Претворите молекуларну масу гаса у густину коришћењем варијације Закона о идеалним гасовима:

ПВ = (м / М) РТ,

где П означава притисак, В означава запремину, м је маса, М је молекуларна тежина, Р је константа гаса, а Т је температура.

Затим решите за масу преко запремине, која је густина!

Дакле, за резање: Густина је маса подељена по запремини. Математичка формула изгледа овако:

ρ = м ÷ В

Јединица СИ за масу је килограм (мада понекад можете да је изразите у грамима), а за волумен је обично м3. Дакле, густина у СИ јединицама се мери у кг / м3.

Молекуларна тежина је маса по молу, која пише:

молекулска тежина = м ÷ н.

Опет, јединице су важне: маса, м, вероватно ће бити у килограмима, а н је мерење броја мола. Дакле, јединице за молекуларну тежину биће килограми / мол.

Закон о идеалном гасу

Па како претворити напред и назад између ових мера? Да бисте претворили молекуларну масу гаса у густину (или обрнуто), користите Идеални закон о гасу. Закон о идеалном гасу дефинише однос притиска, запремине, температуре и мола гаса. Написано је:

ПВ = нРТ,

где П означава притисак, В означава запремину, н је број молова, Р је константа која зависи од гаса (и обично вам је дата), а Т је температура.

Користите идеални закон о гасу да бисте претворили молекулску тежину у густоћу

Али закон о идеалном гасу не помиње молекулску тежину! Међутим, ако преписујете н, број мадежа, у нешто другачијим цртама, можете себи поставити успех.

Види ово:

маса ÷ молекуларна тежина = маса ÷ (маса ÷ молова) = молова.

Тако кртице је исто што и маса подељена с молекулском масом.

н = м ÷ молекуларна тежина

С тим знањем можете преписати Закон о идеалним гасима на следећи начин:

ПВ = (м ÷ М) РТ,

где М означава молекулску тежину.

Једном када то постигнете, решење за густину постаје једноставно. Густина је једнака маси и запремини, па желите добити масу преко запремине на једној страни знака једнаке, а све остало на другој страни.

Дакле, ПВ = (м ÷ М) РТ постаје:

ПВ ÷ РТ = (м ÷ М) када обе стране поделите са РТ.

Затим помножите обе стране са М:

ПВМ ÷ РТ = м

... и поделите по запремини.

ПМ ÷ РТ = м ÷ В.

м ÷ В једнак је густини, дакле

ρ = ПМ ÷ РТ.

Покушајте са примером

Пронађите густоћу гаса угљен-диоксида (ЦО2) када је гас на 300 Келвина и 200.000 паскала притиска. Молекуларна тежина ЦО2 гаса је 0,044 кг / мол, а његова константа гаса је 8,3145 Ј / мол Келвина.

Можете почети са Законом о идеалном гасу, ПВ = нРТ, а одатле потекнете за густоћом као што сте видели горе (предност је у томе што морате запамтити само једну једначину). Или можете почети са изведеном једначином и написати:

ρ = ПМ ÷ РТ.

ρ = ((200,000 па) к (0,044 кг / мол) ÷ (8,3145 Ј / (мол к К) к 300 К)

ρ = 8800 па к кг / мол ÷ 2492,35 Ј / мол

ρ = 8800 па к кг / мол к 1 мол / 2492,35 Ј

Кртице ће се одустати од овог тренутка, а важно је напоменути да и паскали и Јоулес имају неке заједничке компоненте. Паскали су Њутни подељени са квадратним метрима, а Јоуле је један Њутон пута један метар. Тако паскали подијељени с џоуловима дају 1 / м3, што је добар знак, јер м3 је јединица за густину!

Тако,

ρ = 8800 па к кг / мол к 1 мол / 2492,35 Ј постаје

ρ = 8800 кг / 2492,34 м3,

што износи 3,53 кг / м3.

Пхев! Добро урађено.