Алгебраические способы решения химических задач

В процессе решения задач, касающихся газов, иногда полезно использовать информацию, которую можно представить в виде неравенств. Последние иногда непосредственно следуют из условия задачи. Однако в ряде случаев их можно составлять на основе известных свойств газов. Например, для любого газа относительная плотность по водороду больше единицы: DH > 1; средняя молярная масса газа, состоящего из молекул различных соединений, находится в пределах значений молярных масс этих соединений: и т. п.

Иногда в условиях задач объём газа даётся не при нормальных, а при каких-то других условиях. В этом случае, как обычно говорят, нужно привести объём к нормальным условиям. Для этого проще всего воспользоваться объединённым газовым законом, который математически выражается так:

.

Где V0 – объём газа при н.у., т.е. при нормальной температуре T0 = 273 K и при нормальном давлении P0 =101325 Па; V- объём газа при данной температуре T и данном давлении P.

Значение молярной массы газа, а также число молей газа можно найти при использовании уравнения Клапейрона - Менделеева:

PV=

Где P - давление газа , V- объём системы , m – масса газа, Т- абсолютная температура, R- универсальная газовая постоянная: R= 8,31 Дж / ().

При расчётах газовых реакций нет необходимости определять число молей веществ, а достаточно пользоваться их объёмами. Из закона Авогадро и основного закона стехиометрии вытекает следующее следствие отношение объёмов газов, вступающих в реакцию, равно отношению коэффициентов в уравнении реакции. Это утверждение называется законом объёмных отношении Гей-Люссака.

Задача № 1 . Какой объём (н.у.) озонированного кислорода с молярной долей озона 24 % требуется для сжигания 11,2 л водорода.

Решение: Реакциям горения водорода отвечают уравнения:

2+ = 2

3 + = 3

Искомая величина V (смеси) – объём озонированного кислорода, необходимый для сжигания 11,2 л водорода. Составим уравнения, учитывая, что количество вещества водорода равно сумме удвоенного количества кислорода и утроенного количества вещества озона.

n () = 2n ()+ 3n (),

,

Откуда V (смеси) =5 л.

Ответ: 5 л озонированного кислорода.

Задача № 2 . К 30 л смеси, состоящей из этана и аммиака добавили 10 л хлороводорода, после чего плотность паров газовой смеси по воздуху стало равной 0,945. Вычислить объёмные доли газов в исходной смеси.

Другие статьи:

Методика изучения химической терминологии
Система понятий о веществе состоит из следующих компонентов: 1) состав веществ; 2) строение; 3) свойства; 4) классификация; 5) получение; 6) химические методы исследования; 7) применение. Ограничиваться выделением лишь известного "треугольника": сос ...

Методика обучения школьников в рамках интегрированных кружков по информатике
Для лучшего понимания того, как должны проводиться занятия в интегрированных кружках по информатике, сначала рассмотрим возможные формы внеурочной деятельности школьников и определим, что непосредственно можно называть внеурочной деятельностью школьников. Под ...