Question

Визначте масу метану, об'єм якого: а) 336 л; б) 224 мл; в) 0,8 м³​

Answer 1

Відповідь:

Метан - природный газ. Для таких вычислений нам понадобится молярный объём( Vm ), который, при нормальных условиях, для всех газов всегда равен 22, 4 л/моль.  Используя молярный объём и данный нам объём газа, мы рассчитываем количество вещества ( n ) :

n = V/Vm

а) n = 336/22,4 = 15 моль

б) n = 0,224 ( перевёл мл в л )/ 22,4 = 0,01 моль

в) n = 800 ( перевёл м3 в л )/22,4 = 36 моль ( округлил )

Чтобы найти массу, воспользуемся формулой:

m=n*M  - в этой формуле мы используем найденное раннее количество вещества ( n ) и Молярную массу. Молярная масса - это попросту сумма атомных масс элементов, которые составляют вещество.

Находим молярную массу метана:

M(CH4) = Ar(C) + Ar(H) * 4 = 12 + 1 * 4 = 16 г/моль

Возвращаемся к нашей формуле:

m = n*M

а) m = 15 * 16 = 240 г

б) m = 0,01 * 16 = 0,16 г

в) m = 36 * 16 = 576 г

Пояснення:

Answer 2

Для визначення маси метану, об'єм якого заданий, можна скористатися його газовою закономірністю, яка описує залежність між тиском (P), об'ємом (V) та температурою (T) газу. Зазвичай використовують рівняння стану ідеального газу:

\[ PV = nRT \]

де: - \( P \) - тиск газу, - \( V \) - об'єм газу, - \( n \) - кількість молекул газу (моль), - \( R \) - універсальна газова константа (зазвичай 8.314 Дж/(моль·К)), - \( T \) - температура газу в кельвінах.

Метан (CH₄) - це ідеальний газ при певних умовах, тому можемо використовувати це рівняння. Якщо умови вказані в СІ (системі міжнародних одиниць), то тиск вимірюється в паскалях, об'єм в м³, температура в кельвінах, а кількість молекул в мольах.

Спочатку переведемо дані в СІ: - а) \( V = 336 \ л = 0.336 \ м^3 \) - б) \( V = 224 \ мл = 0.000224 \ м^3 \) - в) \( V = 0.8 \ м^3 \)

Температуру і тиск не вказано, але для порівняння об'ємів можемо припустити, що умови однакові для всіх варіантів. Таким чином, вони знімаються при однаковій температурі та тиску, і відповідно, кількість молекул газу (моль) залишається однаковою.

Розглянемо один випадок, наприклад, варіант б): \[ 0.000224 \ м^3 = nRT/P \]

Також ми можемо використовувати іншу форму цього рівняння для обчислення кількості молекул газу: \[ n = PV/RT \]

Зазначимо, що універсальна газова константа \( R \) дорівнює приблизно 8.314 Дж/(моль·К).

Після знаходження кількості молекул газу можна визначити масу метану (CH₄). Маса обчислюється як кількість молекул, помножена на масу одного молекули метану.

\[ \text{Маса} = n \times \text{маса одного молекули метану} \]

Маса одного молекули метану дорівнює сумі мас атомів в молекулі: \[ \text{Маса одного молекули метану} = (\text{маса вуглецю} \times 1) + (\text{маса водню} \times 4) \]

За таблицею хімічних елементів: - Маса вуглецю (С) приблизно 12 г/моль. - Маса водню (Н) приблизно 1 г/моль.

Розрахунок маси можна виконати за аналогією для кожного варіанту об'єму метану. Наприклад, для варіанту б):

\[ n = \frac{PV}{RT} \] \[ \text{Маса} = n \times \text{маса одного молекули метану} \]

Після знаходження маси для кожного варіанту об'єму ви отримаєте відповіді для пунктів (а), (б) і (в).