Objętość molowa w różnych warunkach obliczenia

Objętość molowa gazów zależna jest od warunków temperatury i ciśnienia otoczenia. W warunkach normalnych (273K i 1013 hPa) 1 mol dowolnego gazu zajmuje 22,4 dm³. Do wyznaczenia objętości molowej gazu w innych warunkach stosuje się równanie Clapeyrona:

pV = nRT, gdzie R to stała gazowa równa 8,31 J/mol*K

Zadanie 1

Jaką objętość zajmuje 10 moli dwutlenku węgla w temperaturze -20°C przy ciśnieniu 1020 hPa?

Rozwiązanie:

T = -20°C = 253K

n = 10 moli

p = 1020 hPa = 102 000 Pa

R = 8,31 J/mol*K

 

pV = nRT --> V = nRT/p

V_CO2 = (10 moli * 8,31 J/mol*K * 253K)/ 102 000 Pa = 0,21 dm³

Odpowiedź: 10 moli dwutlenku węgla w podanych warunkach zajmuje 0,21 dm³.

 

Zadanie 2

Jaką objętość zajmuje 30 g amoniaku pod ciśnieniem 1000 hPa w temperaturze 300K?

Rozwiązanie:

Dane:

T = 300K

n_NH3 = ?

m_NH3 = 30 g

M_NH3 = 17 g/mol

p = 1000 hPa = 100 000 Pa

R = 8,31 J/mol*K

 

n_NH3 = m_NH3 /M_NH3

n_NH3 = 30 g/17 g/mol = 1,77 moli

 

pV = nRT --> V = nRT/p

V_NH3 = 1,77 moli * 300K * 8,31 J/mol*K / 100 000 Pa

V_NH3 = 0,044 dm³ NH₃ 

Odpowiedź: W podanych warunkach 30 g amoniaku zajmuje 0,044 dm³.