Question

Обчисліть об'єм 25 г метану (CH4)​

Answer 1

m(CH4) = 25 g

V(CH4) - ?

n(CH4) = 25 / 16 = 1.5625 mol

V(CH4) = 1.5625 mol * 22.4 mol / l = 35 l

Ответ: 35 l .

Answer 2

Для обчислення об'єму газу за визначеними умовами можна скористатися рівнянням стану ідеального газу:

$PV = nRT$

де:

• $P$ - тиск газу,
• $V$ - об'єм газу,
• $n$ - кількість молекул газу (в молекулярних одиницях або молях),
• $R$ - універсальна газова константа ($R \approx 8.314 \ \mathrm{J/(mol \cdot K)}$),
• $T$ - температура газу (в кельвінах).

Метан (CH₄) є молекулою, а не атомом. Щоб знайти кількість молекул метану, спочатку переведемо масу з грамів в масу в молях, використовуючи масу молекулярного масиву метану. Маса молекулярного масиву метану (CH₄) складає близько 16 г/моль.

$n = \frac{\text{маса}}{\text{маса молекулярного масиву}}$

$n = \frac{25 \ \mathrm{g}}{16 \ \mathrm{g/mol}} \approx 1.5625 \ \mathrm{mol}$

Тепер можна використовувати рівняння стану ідеального газу для обчислення об'єму:

$V = \frac{nRT}{P}$

Необхідно знати тиск та температуру газу. Давайте припустимо, що тиск $P$ дорівнює стандартному атмосферному тиску (приблизно 101.325 кПа) і температурі $T$ дорівнює стандартній температурі (0 °C або 273.15 K).

$V = \frac{(1.5625 \ \mathrm{mol}) \cdot (8.314 \ \mathrm{J/(mol \cdot K)}) \cdot (273.15 \ \mathrm{K})}{101.325 \ \mathrm{kPa}}$

Обчислімо це:

$V \approx 34.98 \ \mathrm{L}$

Отже, об'єм 25 г метану при стандартних умовах дорівнює приблизно 34.98 літрам.