ChemStudy

Измерения объёмов газов обычно проводят при условиях, отличных от нормальных. Для приведения объёма газа к нормальным условиям используют уравнение объединенного газового закона Бойля-Мариотта и Гей-Люссака:

=

В этом уравнении V — объём данной массы газа при заданных давлении p и температуре T (в Кельвинах); Vо — объём этой же массы газа при нормальных условиях (при давлении 101325 Па, или 760 мм рт. ст. и температуре 273 К).

Если Vо означает объём, занимаемый при нормальных условиях 1 молем газа, т. е. 22,4 л, то для всех газов соотношение будет постоянной величиной. Эта величина называется универсальной газовой постоянной, обозначается буквой R, имеет размерность единица энергии/(Кельвин·моль). Численное значение R зависит от единиц, в которых выражается объём и давление газа.

В Международной системе единиц (СИ) давление выражается в паскалях (Па, 1 Па = 1 Н/м2), объём в кубических метрах (м3), следовательно значение универсальной газовой постоянной определяется значением:

R = 1,013·105·22,4·10-3 / 273 = 8,314 Дж/(К·моль).

В практике химических исследований объём и давление часто выражают в единицах других систем: объём — в литрах или миллилитрах, давление — в атмосферах или миллилитрах ртутного столба. Для перевода результатов измерений в единицы СИ пользуются соотношениями:

1 атм = 760 мм рт. ст. = 101325 Па

1 мм рт. ст. = 1,31·10-3 атм = 133,322 Па.

Если давление ро выражено в атмосферах, а объём Vo — в литрах, то:

R = = 0,082 л·атм/(К·моль).

Для случая, когда ро выражено в миллиметрах ртутного столба, а объём V6 — в миллилитрах, получим:

R = = 62360 мл·мм рт. ст./(К·моль).

Подставим в уравнение = вместо постоянную R и получим уравнение для 1 моля газа:

= R, или pV = RТ

Для n молей газа это уравнение приобретает следующий вид:

pV = nRТ

Это уравнение получило название уравнение Клапейрона-Менделеева. Учитывая, что число молей газа n равно отношению массы газа в граммах к его мольной массе, т. е. n = m/M, уравнение Клапейрона-Менделеева часто применяют в виде:

р·V = .

Уравнение Клапейрона-Менделеева позволяет рассчитать молярную массу, а следовательно и молекулярную массу любого вещества, находящегося в газообразном состоянии:

M = .

Пример.

8. Вычислить молекулярную массу диэтилового эфира, если 215 мл его паров при 77 °С и давлении 700 мм рт. ст. имеют массу 0,51 г.

M = = = 74 г/моль

КУСА , город (с 1943) в Российской Федерации, Челябинская обл., при впадении р. Куса в р. Ай. Железнодорожная станция. 22,6 тыс. жителей (1989). Заводы: машиностроительный, точных технических камней; художественное чугунное литье. Лесозаготовительная, деревообрабатывающая промышленность. Основан в 1778.

НИЛЬСОН-ЭЛЕ (Nilsson-Ehle) Нильс Герман (1873-1949) , шведский биолог, иностранный член-корреспондент АН СССР (1932). Труды по ботанике, селекции, генетике сельскохозяйственных растений.

МЕЛЛОНЫ (Mellon) , финансовая семейная группа США, сложившийся в кон. 19 в. Вместе с богатейшими семьями США Питкерн и Хейц, а также инвестиционным банком "Ферст Бостон корпорейшен" контролируют корпорации "Алюминум компани оф Америка", "Галф ойл", "Вестингауз электрик" и др. Кредитно-финансовый центр "Меллон нэшнл банк траст".