Chlorwasserstoff (HCl) ist eine der häufigsten chemischen Verbindungen, die in der Natur als Gas vorkommt. Wie Sie wissen, sind Moleküle in der Chemie die Hauptbausteine einer Substanz, und es ist wichtig zu wissen, wie man die Anzahl der Moleküle in einem bestimmten Gasvolumen berechnet. In diesem Artikel betrachten wir Berechnungen und Formeln, die es uns ermöglichen, die Anzahl der Chlorwasserstoffmoleküle in 78,4 l Gas zu bestimmen.
Betrachten Sie zunächst die grundlegende Formel, die verwendet wird, um die Anzahl der Moleküle in einem Gas zu berechnen. Es wird die Avogadro-Formel genannt:
Wobei N die Anzahl der Moleküle im Gas ist, n die Menge der Substanz (in Motten), NA - die Avogadro-Zahl entspricht 6,02 * 10 23 Molekülen / Mol.
Jetzt, da wir die Grundformel kennen, können wir die Anzahl der Chlorwasserstoffmoleküle in 78,4 l Gas berechnen, indem wir die Menge der Substanz kennen. Um dies zu tun, müssen Sie die Molmasse von Chlorwasserstoff kennen und die Formel zur Berechnung der Menge der Substanz verwenden:
Berechnung der Anzahl der Chlorwasserstoffmoleküle in 78,4 l
Um die Anzahl der Chlorwasserstoffmoleküle von 78,4 l zu berechnen, müssen die Standardbedingungen (Temperatur 0 ° C und Druck 1 Atmosphäre) berücksichtigt werden und einige Formeln und Konstanten verwendet werden.
Zuerst müssen Sie das Volumen auf die Standardbedingungen bringen. Verwenden Sie dazu die Zustandsgleichung des idealen Gases:
wobei p der Druck ist, V das Volumen ist, n die Menge der Substanz ist, R die universelle Gaskonstante ist, T die Temperatur in Kelvin ist.
Wenn Sie die Formel anwenden, können Sie die Menge der Substanz finden:
Wenn Sie die Menge der Substanz kennen und die Formel zufällig verwenden, können Sie die Anzahl der Moleküle berechnen:
wobei N die Anzahl der Moleküle ist, n die Menge der Substanz, NA - ein ständiger Avogadro.
Um die Anzahl der Chlorwasserstoffmoleküle von 78,4 l zu berechnen, müssen Sie also die folgenden Schritte ausführen:
- Das Volumen auf Standardbedingungen bringen, wenn es unter anderen Bedingungen gegeben wird.
- Berechnen Sie die Menge der Substanz mithilfe der Zustandsgleichung des idealen Gases.
- Berechnen Sie die Anzahl der Moleküle, indem Sie die Formel zufällig anwenden.
Das resultierende Ergebnis wird die Anzahl der Chlorwasserstoffmoleküle von 78,4 l unter Standardbedingungen sein.
Die Chlorwasserstoffformel und ihre Bestandteile
Chlor (Cl) ist ein chemisches Element aus einer Gruppe von Halogenen, dessen Ordnungszahl 17 ist. Es hat den Verlust eines einzelnen Elektrons, wodurch es negativ geladen wird und es ermöglicht, Ionen mit positiv geladenen Atomen anderer Elemente zu bilden.
Wasserstoff (H) ist wiederum ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 1. Es bildet in allen diskutierten Verbindungen, einschließlich Chlorwasserstoff, positiv geladene Ionen. Wasser ist beispielsweise der chromatische Teil der Chlorwasserstoffbildung bei normaler Temperatur und Druck.
Die HCl-Chlorwasserstoffformel zeigt daher an, dass das Molekül aus einem Chloratom und einem Wasserstoffatom besteht, wobei Chlor ein negativ geladenes Ion ist und Wasserstoff ein positiv geladenes Ion ist.
Berechnung des Chlorwasserstoffvolumens von 78,4 l
Um die Anzahl der Chlorwasserstoffmoleküle von 78,4 l zu berechnen, müssen die Formel und das Wissen über die Zusammensetzung dieses Gases verwendet werden.
Chlorwasserstoff (HCl) ist eine binäre Verbindung, die aus einem Wasserstoffmolekül (H) und einem Chlormolekül (Cl) besteht. Ein HCl-Molekül enthält ein Wasserstoffmolekül und ein Chlormolekül, wodurch wir das Verhältnis zwischen dem Gasvolumen und der Anzahl der Moleküle bestimmen können.
Um die Anzahl der Chlorwasserstoffmoleküle in 78,4 l zu berechnen, ist es notwendig, seine Molmasse zu kennen. Die Molmasse von Chlorwasserstoff beträgt 36,46 g / mol. Jetzt können wir zu den Berechnungen übergehen.
Zuerst müssen Sie bestimmen, wie viele Molen von Chlorwasserstoff in 78,4 l Gas enthalten sind. Verwenden Sie dazu die Formel:
Molmasse = Masse / Anzahl der Molen
Indem wir die bekannten Werte ersetzen, erhalten wir:
Chlorwasserstoffmasse = Molmasse * Anzahl der Molen
78,4 l * [(36,46 g/mol) / (22,4 l/mol)] ≈ 127,86 g
Mit der Masse von Chlorwasserstoff können wir nun die Anzahl der Moleküle in einem gegebenen Gasvolumen anhand der folgenden Formel bestimmen:
Anzahl der Moleküle = Masse / Molmasse * Anzahl der Avogadro
Indem wir die Werte ersetzen, erhalten wir:
Anzahl der Moleküle = 127,86 g / (36,46 g/mol) * (6,022 * 10^23 Moleküle/Mol)
≈ 2,09 * 10^24 Chlorwasserstoffmoleküle
Somit enthält 78,4 Liter Chlorwasserstoff etwa 2,09 * 10 ^ 24 Moleküle.
Berechnung der Chlorwasserstoffmasse von 78,4 l
Die Masse von Chlorwasserstoff kann auf der Grundlage seiner Dichte und seines Volumens berechnet werden. Die Dichte von Chlorwasserstoff unter normalen Bedingungen (Temperatur 0 °C und Druck 1 atm) beträgt etwa 0,089 g/l.
Um die Chlorwasserstoffmasse von 78,4 l zu berechnen, muss die Dichte mit dem Volumen multipliziert werden:
Gewicht = Dichte × Volumen = 0,089 g/l × 78,4 l = 6,99 g
Somit beträgt die Chlorwasserstoffmasse von 78,4 l etwa 6,99 g.
Bestimmung der Anzahl der Chlorwasserstoffmole in 78,4 l
Um die Anzahl der Molen von Chlorwasserstoff in 78,4 l zu bestimmen, muss die Zustandsgleichung des idealen Gases verwendet werden:
wo p - Gasdruck, V - sein Volumen, n - anzahl der Gasmole, R - universelle Gaskonstante, T - die Temperatur des Gases in Kelvin.
Um die Berechnung durchzuführen, müssen Sie die Werte der anderen Variablen kennen. Obwohl nur das Volumen und der Name der Substanz angegeben sind, können einige Werte aufgrund der Aufgabenbedingungen angenommen werden.
Beginnen wir damit, dass die Aufgabe angibt, dass es sich um Chlorwasserstoff handelt, was bedeutet, dass es sich um eine reine Substanz handelt, dh ihre Zusammensetzung enthält keine Verunreinigungen. Es kann auch davon ausgegangen werden, dass die Aufgabe unter Standardbedingungen stattfindet - Raumtemperatur und normaler Luftdruck.
Die Standardtemperatur und der Druck (STP) sind 273,15 K bzw. 1 atm, was als Werte für eine universelle Gaskonstante verwendet werden kann.
Jetzt können Sie bekannte Werte in die Zustandsgleichung des idealen Gases einfügen:
Substituieren V = 78,4 L und p = 1 atm, R = 0,0821 l * atm/(mol*K) (wert der universellen Gaskonstante bei STP) und T = 273,15 K:
1 atm * 78,4 l = n * 0,0821 l *atm/(mol *K) * 273,15 K
So erhalten wir die Gleichung:
Aus dem man ausdrücken kann n:
n = 78,4 / 22,414 = 3,5 mol
Somit enthält 78,4 Liter Chlorwasserstoff etwa 3,5 Mol dieser Substanz.
Avogadro und seine Zahl
Der italienische Physiker und Chemiker Amedeo Avogadro schlug die Theorie vor, dass gleiche Mengen an Gasen unter den gleichen Druck- und Temperaturbedingungen die gleiche Anzahl von Molekülen enthalten. Diese Theorie wurde als Avogadro-Hypothese bekannt.
Basierend auf der Avogadro-Hypothese kann eine Formel abgeleitet werden, um die Anzahl der Teilchen (Moleküle oder Atome) in einer Stoffprobe zu berechnen. Um dies zu tun, müssen Sie die Menge der Substanz in Motten kennen (der Wert, der in chemischen Berechnungen gemessen wird) und verwenden anzahl der Avogadros.
Avogadro-Nummer (bezeichnet als NA) entspricht ungefähr 6,022 × 10 23 Molekülen einer Substanz in einem Maulwurf. Das heißt, ein Mol einer Substanz enthält eine angegebene Anzahl von Molekülen.
Mit der Avogadro-Anzahl und der bekannten Menge an Substanz in Motten kann nun die Anzahl der Moleküle in einer Probe leicht bestimmt werden. Um dies zu tun, müssen Sie die Anzahl der Maulwürfe mit der Anzahl der Avogadro multiplizieren.
Beispiel: Wenn wir 2 Mol Chlorwasserstoff haben, beträgt die Anzahl der Chlorwasserstoffmoleküle 2 × NA.
Daher spielt die Avogadro-Zahl eine wichtige Rolle bei chemischen Berechnungen und ermöglicht die Verbindung zwischen der Menge der Substanz und der Anzahl der Moleküle oder Atome.
Berechnung der Anzahl der Chlorwasserstoffmoleküle in 78,4 l
Um die Anzahl der Chlorwasserstoffmoleküle in 78,4 l zu berechnen, ist es notwendig, sein Volumen unter normalen Bedingungen (0 Grad Celsius, 1 atmosphärischer Druck) zu kennen. Mit der Idealgasformel und den Standardbedingungen können Sie diese Berechnung durchführen.
Die Formel für das ideale Gas lautet wie folgt:
- P - Gasdruck
- V - Gasvolumen
- n - anzahl der Gasmoleküle
- R - universelle Gaskonstante
- T - temperatur des Gases in Kelvin
Mit dieser Formel und Daten zu den Standardbedingungen (Druck 1 Atmosphäre, Temperatur 273 K) kann die Anzahl der Chlorwasserstoffmoleküle in 78,4 l berechnet werden.
Angenommen, unter Standardbedingungen beträgt das Volumen von Chlorwasserstoff VStandard. Dann können Sie schreiben:
Da die Menge an Chlorwasserstoffmolekülen im Volumen ist VStandard unter Standardbedingungen ist gleich nStandard, so:
Wenn Sie die Werte der Standardbedingungen ersetzen, können Sie die Anzahl der Chlorwasserstoffmoleküle in einem Volumen von 78,4 l unter diesen Bedingungen berechnen. Die Antwort wäre die Anzahl der Chlorwasserstoffmoleküle in einem gegebenen Gasvolumen.
