Молярная масса азота (n), формула и примеры

Предложенная еще древнегреческим философом Демокритом гипотеза о существовании неделимых элементарных частиц, из которых образована вся материя, была признана учеными через полторы тысячи лет. Понятие молярной массы химического вещества окончательно оформилось лишь в начале XX века. В данной статье рассмотрим это понятие, акцентируя внимание на молярной массе азота и водорода.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

Амедео Авогадро и его закон

Молярная масса азота (n), формула и примеры

В начале XIX века наукой уже было установлено, что все вещества состоят из крохотных частиц. Эти частицы называли атомами или молекулами. При этом оба термина использовались в качестве синонимов.

В это время известный итальянский адвокат, физик и математик Амедео Авогадро проводил ряд опытов с различными газами, включая воздух.

Ученый пришел к удивительному выводу, который в настоящее время носит название закона Авогадро для газов.

Сформулировать его можно так: при одинаковых условиях равные объемы газов содержат равное количество образующих их частиц. Под равными условиями понимают температуру и давление.

Заметим, что сам Авогадро не смог оценить количество указанных им частиц в газе для реальных объемов. Однако ценность этого закона огромна, поскольку он говорит о том, что независимо от химической природы атомов или молекул, газы ведут себя одинаковым образом.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!
Читайте также:  Скорость и длина волны в физике

Оценим за полчаса!

Работы Авогадро не были восприняты всерьез известными в то время учеными Европы. Понадобилось несколько десятков лет, чтобы о них вспомнили снова.

Опыты Иоганна Лошмидта и Жана Перрена

В 1865 году австриец Иоганн Лошмидт провел ряд экспериментов, в результате которых получил средний диаметр молекул воздуха. Зная эту величину, он смог определить число молекул в единице объема. Опыты Лошмидта считаются первыми в истории по измерению количества молекул в газовых смесях.

В 1909 году француз Жан Перрен провел эксперименты, в результате которых определил количество молекул в разных газах для разных объемов. В 1926 году за эти эксперименты ему была присуждена Нобелевская премия по физике.

Молярная масса азота (n), формула и примеры

Перрен предложил за базовую единицу для любых химических расчетов взять количество атомов, которое содержится в 1 грамме атомарного водорода. Впоследствии это количество было им переопределено для 1/12 грамма углерода-12. Именно Перрен предложил назвать это значение — числом Авогадро.

Постоянная Авогадро и единица количества вещества

Измеренное Перреном число Авогадро оказалось равным NA = 6,022*1023. Это означает, что всего 1 грамм атомарного водорода (H) или 2 грамма молекулярного водорода (H2) содержат NA частиц.

Понятно, что с такими числами на практике работать неудобно.

Поэтому во второй половине XX века на одном из заседаний Международной палаты мер и весов было принято включить число Авогадро в качестве одной из 7 базовых единиц измерения в СИ. Эта единица получила название моль.

Таким образом, 1 моль — это такое количество составляющих частиц вещества (молекул, атомов и т. д.), которое равно числу NA.

Молярная масса азота (n), формула и примеры

Понятие о молярной массе

Молярная масса азота или любого другого химического вещества — это физическая величина, равная массе одного моля частиц. Обозначается эта величина обычно символом Ms, где индекс показывает, какой субстанции соответствует величина. Молярная масса выражается в системе СИ в килограммах на моль. Однако, на практике эти единицы редко применяются. Чаще используют граммы на моль (г/моль).

Приведем пример. Выше было сказано, что в 2 граммах газа H2 содержится NA молекул. Тогда получаем:

MH2 = m(H2)/NA.

Поскольку NA по определению — это 1 моль, тогда молярная масса молекулярного водорода равна 2 грамма.

Понятие о молекулярной массе

Исходя из названия, понятно, что молекулярная масса — это масса одной молекулы некоторого химического вещества. В отличие от молярной массы, эта величина выражается в СИ в килограммах (а.е.м. на практике).

Используя пример выше с молекулярным водородом, можно легко рассчитать массу молекулы H2. Поскольку масса NA молекул равна 2 грамма, тогда для одной молекулы получаем:

MH2 = m(H2)/NA = 2*10-3 [кг]/ 6,022*1023 = 3,321*10-27 кг.

Для атомарного водорода, который имеет в два раза меньшую массу, найденная величина будет также в два раза меньше, то есть:

MH = MH2/2 = 1,66*10-27 кг.

Как видно, типичные массы атомов и молекул очень малы. С ними так же неудобно проводить вычисления, как и с большими числами. Поэтому была введена новая единица измерения, которая называется атомной единицей массы, или сокращенно а. е. м. Одна а. е. м. соответствует массе протона, то есть MH.

Благодаря такому определению молярная и молекулярная массы совпадают друг с другом численно, хотя единицы их измерения разные. Например, для того же водорода получаем, что молярная масса равна 2 г/моль, а молекулярная — 2 а.е.м.

Отметим, что эти величины для каждого химического элемента измерены и приведены в таблице Менделеева.

Изотопы и их влияние на молярную и молекулярную массы

Молярная масса азота (n), формула и примеры

Приведенные в предыдущих пунктах статьи теоретические сведения и расчеты говорят, что молярная масса атома водорода равна 1 г/моль (атомарная — 1 а.е.м.). Если обратиться к таблице Менделеева, то вместо цифры 1 для H стоит значение 1,00794. Почему появляется расхождение с полученным нами числом?

Ответ на этот вопрос связан с существованием в природе изотопов — атомов, которые содержат одно и то же число протонов (электронов), но разное количество нейтронов.

Поскольку массы протона и нейтрона приблизительно равны, то получаем, что массы изотопов химического элемента будут отличаться друг от друга.

Например, дейтерий — водород, состоящий из нейтрона, протона и электрона, уже имеет атомарную массу 2 а.е.м.

Атомная масса, приведенная в периодической таблице под каждым элементом, это некоторая средняя величина M¯ по всем изотопам, встречающимся в природе. Ее можно рассчитать по формуле:

Читайте также:  Соединения серы: формулы, свойства и примеры

M¯ = ∑i(xi*Mi).

Здесь xi — относительное количество изотопа i в смеси, Mi — его атомная масса. Заметим, что эту формулу можно использовать для определения средней молярной массы газовой смеси.

Молярная и молекулярная масса азота

Молярная масса азота (n), формула и примеры

Для определения рассмотренных масс азота сначала следует вспомнить его химическую формулу. Символ азота в таблице Менделеева соответствует латинской букве N (номер 7). Под ним можно видеть, что атомная масса азота равна 14,0067 а.е.м.

Молекула азота состоит из двух атомов и является достаточно устойчивой (вступает в химическую реакцию при экстремальных условиях, например, при разряде молнии в атмосфере). Тогда получаем, что молярная масса азота равна:

MN2 = 2*MN = 14,0067*2 = 28,0134 г/моль.

Для химических расчетов часто используют значение 28 г/моль.

Что касается молекулярной массы азота, то определить ее можно, если вспомнить, что в 1 моле любой субстанции содержится NA частиц. Так как 1 моль N2 имеет массу 28,0134 грамма, тогда масса одной его молекулы равна:

MN2 = 28,0134*10-3 [кг]/6,022*1023 = 4,652*10-26 кг.

Молярная масса воздушной смеси

Молярная масса азота (n), формула и примеры

Покажем, как можно определять молярные массы совершенно любых газовых смесей. Для этого необходимо знать следующие данные:

  • Химический состав смеси.
  • Молярную массу каждого компонента в ней.
  • Долю каждого компонента в смеси.

Средний состав воздуха на нашей планете следующий (в атомных процентах):

  • N2 78,09.
  • O2 20,95.
  • Ar 0,93.
  • CO2 0,04.

Сначала вычислим молярную массу каждого соединения, пользуясь таблицей Менделеева. Молярную массу азота мы уже знаем, она равна 28,0134 г/моль. Для остальных компонентов имеем:

  • MO2 = 31,9988 г/моль.
  • MAr = 39,948 г/моль.
  • MCO2 = 44,0095 г/моль.

Пользуясь формулой для средней массы по всем изотопам, которая также применима в этом случае, получаем:

M¯ = ∑i(xi*Mi) = 0,7809*28,0134 + 0,2095*31,9988 + 0,0093*39,948 + 0,0004*44,0095 = 28,9685 г/моль.

Часто полученное значение округляют до 29 г/моль.

Таким образом, воздух в среднем легче, чем все его составляющие компоненты, кроме азота. Близость полученной молекулярной массы к таковой для N2 связана с тем, что почти на 80% воздух состоит из этого газа.

Источник: https://www.syl.ru/article/435628/ponyatie-o-molyarnoy-i-molekulyarnoy-masse-molyarnaya-massa-azota-vodoroda-i-vozduha

Какая молярная масса у азота?

Азот представляет собой газообразное химическое вещество, имеющее 2 стабильных изотопа, не обладающих цветом либо запахом. Этот газ в большом количестве содержится в атмосфере; кроме того, он нередко применяется людьми в различных областях промышленности.

Общая характеристика азота

В периодической таблице азот располагается под 7 номером. Обозначают его латинской буквой N от слова nitrogenium. Располагается во втором периоде, в группе V(A). Заряд равняется 7. Данный неметалл чаще всего встречается в свободном состоянии. Он на 78,2% составляет атмосферу Земли. Высоко его содержание также в атмосферах Плутона, Титана, Тритона. Добывают чаще всего из воздуха.

Молярная масса азота (n), формула и примеры

Из неорганических соединений в большом количестве встречается лишь натриевая селитра, пласты которой можно обнаружить около Тихого океана на территории Чили. Иногда за год добывают до 3000000 т данного вещества.

Небольшое его количество находится в почве в виде солей азотной кислоты. Органические соединения часто содержат азот в составе.

Он присутствует во многих белках и нуклеиновых кислотах, входящих в состав любого живого организма.

В виде простого вещества имеет такие характерные свойства, как газообразное состояние, отсутствие запаха, вкуса или цвета. Этот газ имеет меньшую массу, чем воздух: 1 л весит всего 1,25 г.

Азот редко оказывает негативное воздействие на состояние человека либо животных из-за своей инертности. В слишком большой концентрации он, однако, может навредить: стать причиной появления удушья, опьянения, в тяжелых случаях — кессонной болезни. Соединения этого вещества могут быть токсичны для живых организмов.

Свойства

Плотность вещества в газообразном состоянии составляет 1,25 кг/м³. У жидкой формы значение показателя равняется 808 кг/м³.

На внешней оболочке располагается 5 электронов; степень окисления может изменяться в пределах от 5 до -3. Формула молекулы — N2; атомы связаны между собой тройной связью. Теплота плавления составляет 25,5 кДж/кг.

Газовая постоянная азота — 297. Температура кипения составляет 195,8 градусов по шкале Цельсия.

Диссоциация в нормальных условиях почти отсутствует. Даже при сильном нагревании она остается низкой: при 3000 градусах по Цельсию составляет лишь 1%.

Молярная масса азота составляет 14 г/моль. Существует также стабильный изотоп, для которого значение показателя равняется 15.

Имеются и искусственно созданные изотопы, для которых молярная масса может составлять от 13 до 25, но они нестабильны; самый длительный период полураспада для этих веществ составляет 10 минут.

Молекулярная масса составляет примерно 28 г/моль; близкими показателями обладают метиловый спирт и сероводород.

Удельная теплоемкость газа составляет 1,042 кДж/(кг*К) при температуре 27 градусов Цельсия. В различных температурных условиях значения данного показателя могут различаться.

Область применения при сварке

Применение азота при сварке распространено не слишком широко: его характеристика хуже, чем у ряда других газообразных веществ.

Используют его чаще из-за преимуществ в цене: добыть данный газ нетрудно, благодаря чему удается приобрести его по более низкой стоимости, чем многие другие.

Азот, однако, активно вступает в реакции с большим количеством металлов, из-за чего швы могут получаться менее надежными и крепкими. Чтобы снизить негативное воздействие на шов, предотвратить его старение, нужно дополнительно использовать кислород, бор.

Чаще всего применяют азот при необходимости произвести сварку медных изделий. С этим металлом газ не образует никаких соединений, не вступает во взаимодействие.

Хотя расход вещества будет больше примерно на 1/3 в сравнении с аргонодуговой сваркой, стоимость окажется ниже, поскольку цены на азот не такие высокие, как на аргон.

Другие металлы профессионалы сваривают чаще с использованием инертных газов.

Азот востребован не только в сварке: применяют его и в ряде других сфер. В автомобильной промышленности газом нередко наполняют шины, чтобы продлить срок их эксплуатации. Поскольку азот вытесняет кислород, его применяют для продува трубопроводов.

Возможно с его помощью тушить пожары (особенно часто так делают в шахтах и на крайнем Севере, где использование других средств затруднено). Кроме того, он применяется для производства ряда продуктов питания (например, консервации), медикаментов.

В сельском хозяйстве содержащие азот вещества используют как удобрение.

Преимущества

Жидкий азот безопаснее, чем фреон. Последний, являющийся смесью метана и этана с замещенными атомами водорода атомами хлора и фтора, выделяет ядовитые вещества при сильном повышении температуры, из-за чего может становиться токсичным для работающих с ним людей. Плюсами являются также взрывная и пожарная безопасность.

Газ распространен в природе, что делает простой его добычу. Не приходится прилагать большое количество усилий, использовать слишком дорогую технику. По этой причине стоимость азота не слишком велика. Дешевле обойдутся и работы с его применением.

Хранить данный газ, транспортировать его нетрудно. При перевозке либо переноске требуется лишь избегать падения баллонов, исключать удары содержащих азот емкостей друг о друга и не допускать резких колебаний температурного режима (это может привести к изменению давления в баллоне).

В промышленности можно использовать не только газообразный, но и жидкий вариант. Транспортируют его в черных баллонах, выдерживающих не менее 150 атмосфер: под таким давлением вещество хранится. Его чаще всего используют как хладагент; возможно применять в криотерапии, в пищевой промышленности для создания добавки Е941, в производстве кокса.

Источник: https://electrod.biz/questions/kakaya-molyarnaya-massa-u-azota.html

Молярная масса. Молярный объём. Решение задач. Видеоурок. Химия 8 Класс

Данный урок посвящен решению расчетных задач с использованием формул для вычисления количества вещества. В ходе урока учитель объяснит, что такое молярная масса и молярный объем вещества и как использовать эти понятия при решении расчетных задач.

В процессе химических реакций атомы (или молекулы) вещества друг с другом взаимодействуют, образуя новые молекулы.

Но определить количество атомов, молекул и других частиц на практике невозможно – они слишком малы и не видны невооруженным глазом.

Для определения числа структурных частиц вещества в химии применяют особую величину – количество вещества (n – «эн»).

Единицей количества вещества является моль (от слова «молекула»).

1 моль любого вещества содержит 6,02·1023 частиц (например, молекул). Это число называют числом Авогадро.

Постоянная Авогадро: Nа = 6,02·1023 1/моль.

Используя постоянную Авогадро, можно находить количество вещества, если известно число молекул в нем, и наоборот. Количество вещества равно отношению общего числа его молекул к постоянной Авогадро.

В равных количествах веществ содержится равное число их структурных частиц (например, молекул).

Установлено, что масса одного моля вещества численно равна его относительной молекулярной массе. Такая величина называется молярной массой вещества, М. Молярная масса измеряется в г/моль. Например, молярная масса азота N2 равна 28 г/моль.

Количество вещества можно вычислить, разделив массу порции вещества на молярную массу этого вещества: n=m/М.

Условие. Какое количество оксида кальция содержится в 112 г этого вещества?

  • Дано:
  • m (СаО )=112г
  • Найти:
  • n (СаО) – ?
  • Решение.
  • Химическая формула оксида кальция – СаО.
  • n(CaO) = m(CaO)/М(СаО)
  • Mr(CaO) = 40 + 16 = 56
  • n(CaO) = 112 г/ (56г/моль) = 2 моль
  • Ответ: 2 моль СаО.

Условие. Вычислите массу порции воды, в которой содержится столько же молекул, сколько их в 22 г углекислого газа.

  1. Дано:
  2. m(CO2) = 22 г
  3. n(CO2) = n(H2O)
  4. Найти:
  5. m(H2O) – ?
  6. Алгоритм решения

Зная массу углекислого газа, рассчитывают его количество. Затем находят количество воды (оно будет равно количеству углекислого газа). А потом, зная количество воды, вычисляют ее массу:

  • m(CO2) → n(CO2) → n(H2O) → m(H2O)
  • Решение
  • 1. n(CO2) = m(CO2)/М(СО2)
  • Mr(CO2) = 12 + 16·2 = 44
  • n(CO2) = 22 г/ 44 г/моль = 0,5 моль
  • 2. n(H2O) = n(CO2) = 0,5 моль
  • 3. m(H2O) = n(H2O)·M(H2O)
  • Mr(H2O) = 1·2+16 = 18
  • m(H2O) = 0,5 моль·18 г/моль = 9 г
  • Ответ: 9 г Н2О.

В 1811 году итальянский ученый Амедео Авогадро (рис. 1) сформулировал основной газовый закон, который назвали его именем. Закон Авогадро звучит так:

В равных объемах газов при одинаковых условиях содержится равное число молекул.

Следовательно, при одинаковых условиях равные количества различных газов занимают равные объемы.

При нормальных условиях (при температуре 0 °С и давлении 1 атм.) 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л. Эта физическая постоянная – молярный объем газа при н. у.:

Vm = 22,4 л/моль при нормальных условиях.

Количество газообразного вещества равно отношению объема порции газа к молярному объему газа при данных условиях.

Молярная масса азота (n), формула и примеры

Рис. 1. Амедео Авогадро (1776–1856)

Условие. Вычислите массу метана СН4, объем которого при н. у. составляет 67,2 л.

  1. Дано:
  2. V(CН4) = 67,2 л
  3. Найти:
  4. m(CН4) – ?
  5. Решение.
  6. Алгоритм решения
  7. V(CН4) → n(CН4) → m(CН4)
  8. 1) n(CН4) = V(CН4)/Vn = 67,2 л/ 22,4 (л/моль) = 3 моль
  9. 2) m(CН4) = n(CН4)·M(CН4)
  10. Mr(CН4) = 12 + 1·4 =16
  11. m(CН4) = 3 моль·16 г/моль = 48 г
  12. Ответ: 48 г CН4.
  13. Подведение итогов урока.
  14. В ходе урока вы узнали, что такое молярная масса и молярный объем вещества и как использовать эти понятия при решении расчетных задач.
  15. Список литературы

1. Оржековский П.А. Химия: 8 класс: учеб для общеобр. учрежд. / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013. (§15)

2. Рудзитис Г.Е. Химия: неорган. химия. Орган. химия: учеб. для 9 кл. / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (§17)

3. Хомченко И.Д. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2008. (с.10)

4. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет-сайт hemi.nsu.ru (Источник)

2. Интернет-сайт hemi.nsu.ru (Источник)

3. Интернет-сайт alhimikov.net (Источник)

4. Интернет-сайт cde.osu.ru (Источник)

Домашнее задание

1. с. 86 №№ 3–5 из учебника П.А. Оржековского «Химия: 8 класс» / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013.

2. Какой объем при н. у. займут 5 моль кислорода О2?

Читайте также:  Формула молярной концентрации в химии

3. Какая масса соответствует 3,36 л (н. у.) хлора Cl2?

Источник: https://interneturok.ru/lesson/chemistry/8-klass/bpervonachalnye-himicheskie-predstavleniyab/molyarnaya-massa-molyarnyy-ob-yom-reshenie-zadach

Молярный объём и молярная масса: задачи

Молярный объём и молярная масса необходимы для решения задач по химии. Давайте вспомним, что

молярный объём показывает, какой объём в литрах занимает 1 моль любого газа.

В нормальных условиях (температура 0 градусов Цельсия и давление 1 атмосфера) молярный объём равен 22,4 литра. То есть 1 моль любого газа в нормальных условиях занимает объём 22,4 литра.

Молярная показывает, сколько весит в граммах 1 моль вещества.

Если молярный объём для всех газов одинаков, то молярная масса для всех веществ разная и рассчитывается она по данным из таблицы Менделеева. Попрактикуемся?

pixabay.com

Пример 1.

Укажите молярную массу и молярный объём (н.у.) оксида азота (V).

Решение:

Формула оксида азота (V) N2O5. Определяем молярную массу. Для это смотрим в периодической таблице атомные массы азота и кислорода и вспоминаем, что молярная масса совпадает с молекулярной. Таблица нам говорит, что атомная масса азота 14, атомная масса кислорода 16. Отсюда молекулярная масса оксида азота (V): 2*14+5*16=118, это же значение имеет и молярная масса – 118 г/моль.

А вот молярный объём оксида азота (V) в нормальных условиях равен 22,4 л/моль, потому что молярный объём любого газа в нормальных условиях равен 22,4 л/моль.

Ответ: молярная масса оксида азота (V) 118 г/моль, молярный объём оксида азота (V) 22,4 л/моль.

Пример 2

Произошла реакция между оксидом кальция и углекислым газом с образованием карбоната кальция. Известно, что в результате реакции образовалось 130 г карбоната кальция. Определите, сколько вступило в реакцию оксида кальция (в граммах) и углекислого газа (в литрах).

  • Решение:
  • Для начала запишем уравнение реакции. Оно выглядит так:
  • СаО + СО2 = СаСО3
  • Отметьте для себя, что согласно уравнению в реакцию вступает 1 моль оксида кальция и 1 моль углекислого газа, при образуется 1 моль карбоната кальция, то есть:
  • 1 моль СаО + 1 моль СО2 = 1 моль СаСО3

Далее вернёмся к условию и посмотрим, что нам известно. А известно нам, что получилось 130 г карбоната кальция. Посчитаем молярную массу СаСО3 (воспользуемся данными из таблицы Менделеева): 40+12+3*16= 100 г/моль. Это означает, что 100 г вести 1 моль СаСО3. Тогда мы можем составить пропорцию:

100 г весит 1 моль СаСО3

130 г вести Х моль СаСО3

Отсюда следует, что Х=130 г*1 моль/100 г=1,3 моль. Таким образом, в результате нашей реакции образовалось 1,3 моль карбоната кальция. Вспомним, что мы писали выше.

  1. По уравнению реакции мы увидели, что:
  2. 1 моль СаО + 1 моль СО2 = 1 моль СаСО3
  3. Но только что мы рассчитали, что в реакции получилось 1,3 моль СаСО3. То есть в условиях задачи получается:
  4. Х моль СаО + Х моль СО2 = 1,3 моль СаСО3

Отсюда очевидно, что в реакции приняло участие 1,3 моль СаО и 1,3 моль СО2. Но ответ нам нужен в граммах (для СаО) и литрах (для СО2). Поэтому рассчитаем молярную массу оксида кальция (из периодической таблицы): 40+16=56 г/моль. То есть 56 г весит 1 моль СаО. А у нас 1,3 моль СаО (мы это рассчитали ранее). Переведём это количество вещества в граммы: 56 г/моль*1,3 моль=72,8 г.

С объёмом углекислого газа всё проще. 1 моль углекислого газа в н.у. занимает 22,4 л. Отсюда 1,3 моль углекислого газа занимают 22,4л/моль*1,3 моль=29,12 л.

Ответ: в реакцию вступило 72,8 г оксида кальция и 29,12 л углекислого газа.

Пример 3.

Фосфор сгорел с образованием оксида фосфора (V). Известно, что фосфора взяли 15,5 г. Определите, сколько потребовалось для проведения реакции литров кислорода (н.у.) и сколько образовалось оксида фосфора (V).

  • Решение:
  • Как обычно и рекомендуют учебники химии, запишем уравнение реакции:
  • 4Р + 5О2 = 2Р2О5.
  • Из реакции видно следующее:

4 моль Р + 5 моль О2 = 2 моль Р2О5. Отметим это.

Далее посчитаем, какое количество фосфора вступило в реакцию. Молярная масса фосфора 31 г/моль (из таблицы Менделеева). В условиях сказано, что в реакцию вступило 15,5 /моль. Тогда:

1 моль Р весит 31 г

Х моль Р весит 1,5 г

Отсюда Х=1 моль*15,5 г/31 г=0,5 моль. То есть в нашей реакции поучаствовало всего 0,5 моль фосфора.

  1. Теперь вспомним, что по уравнению реакции:
  2. 4 моль Р + 5 моль О2 = 2 моль Р2О5
  3. А в наших условиях получается так:
  4. 0,5 моль Р + Х моль О2 = Y моль Р2О5
  5. Сначала узнаем, сколько же моль кислорода было у нас. Для этого составим пропорцию:
  6. 4 моль Р реагируют с 5 моль О2 (это из уравнения реакции)
  7. 0,5 моль Р реагируют с Х моль О2 (это у нас). Отсюда

Х=0,5 моль*5 моль/4 моль=0,625 моль. То есть в нашей реакции приняло участие 0,625 моль кислорода. Кислород — это газ, в нормальных условиях 1 моль любого газа занимает 22,4 л. Тогда 0,625 моль газа займут 0,625 моль*22,4 л/моль=14 л. Это одна часть ответа.

  • Снова вернёмся чуть выше, к уравнению реакции:
  • 4 моль Р + 5 моль О2 = 2 моль Р2О5
  • и 0,5 моль Р + Х моль О2 = Y моль Р2О5
  • Х мы уже нашли. Теперь ищем Y и делаем так:
  • 4 моль Р при сгорании образуют 2 моль Р2О5
  • 0,5 моль Р при сгорании образуют Y моль Р2О5

Отсюда Y=0,5 моль*2 моль/4 моль=0,25 моль. То есть в нашей реакции образуется 0,25 моль оксида фосфора. Чтобы перевести это в граммы, найдём молярную массу оксида Р2О5 (из периодической таблицы): 2*31+5*16=152 г/моль. Отсюда масса образовавшегося оксида фосфора 0,25 моль*152 г/моль=38 г. Это вторая часть ответа.

Ответ: для проведения реакции понадобилось 14 л кислорода, в результате реакции образовалось 38 г оксида фосфора (V).

Пишите, пожалуйста, в х, что осталось непонятным, и я обязательно дам дополнительные пояснения. Жалуйтесь на сложности в изучении школьного курса и говорите, что вас испугало в учебнике химии. И тогда следующая статья будет рассказывать именно об этой проблеме

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5c56f90c18d56e00ae42d74c/5c66e73239ce5700af962ae2

Физические свойства азота

Азот — инертный двухатомный газ без цвета и запаха, химическая формула двухатомной молекулы N2, молярная масса 28,01 кг/кмоль, самый распространённый элемент на Земле. Содержание азота в атмосферном воздухе составляет около 78,09% по объёму.

Применяется в технологических процессах в качестве инертной затворной среды, например, для сухих газовых торцовых уплотнений и уплотнительных комплексов, в химической промышленности для синтеза аммиака.

Жидкий азот используется как хладагент, в машиностроении для сборки неразъемных соединений с натягом [охлаждение охватываемой детали].

Азот находит применение в специальных технологических процессах для нанесения на поверхности стальных деталей тонкого слоя износостойкого покрытия — нитрида титана; в соединении с кремнием образует износостойкий перспективный керамический материал нитрид кремния Si3N4.

Плотность азота при нормальном атмосферном давлении 101,325 кПа (1 атм) и различной температуре

Температура азота Плотность азота, ρ
оС кг/м3
-23 1,3488
27 1,1233
77 0,9625
127 0,8425
177 0,7485
227 0,6739
277 0,6124

Динамическая и кинематическая вязкость азота при нормальном атмосферном давлении и различной температуре

Температура Динамическая вязкость азота, μ Кинематическая вязкость азота, ν
оС (Н • c / м2) x 10-7 (м2 / с) x 10-6
-73 129,2 7,65
-23 154,9 11,48
27 178,2 15,86
77 200,0 20,78
127 220,4 26,16
177 239,6 32,01
227 257,7 38,24

Основные физические свойства азота при различной температуре

Температура Плотность, ρ Удельная теплоёмкость, Cp Теплопроводность, λ Кинематическая вязкость, ν Число Прандтля, Pr
K кг/м3 Дж / (кг • К) Вт / (м • К) (м2 / с) x 10-6
200 1,6883 1043 0,0183 7,65 0,736
300 1,1233 1041 0,0259 15,86 0,716
400 0,8425 1045 0,0327 26,16 0,704
500 0,6739 1056 0,0389 38,24 0,700
600 0,5615 1075 0,0446 51,79 0,701
700 0,4812 1098 0,0499 66,71 0,706

* Табличные данные подготовлены по материалам зарубежных справочников

Формулы физических свойств азота

При выполнении инженерных расчетов удобнее использовать приближённые формулы для оценки физических свойств азота N2⋆:

⋆ Приближённые формулы физических свойств азота получены авторами настоящего сайта.

Размерность величин: температура — градусы Цельсия. Формула плотности азота приведена для атмосферного давления.

Приближённые формулы действительны в диапазоне температур азота от -23 до 277 oC.

Источник: http://www.highexpert.ru/content/gases/nitrogen.html

Молярная масса азота

Азот относится к 15-й группе (по старой классификации – к главной подгруппе 5-ой группы), 2-го периода под 7 атомным номером в периодической системе химических элементов и обозначен символом N. Молярная масса азота равна 14 кг/моль.

Азот как простое вещество представляет собой в нормальных условиях инертный двухатомный газ, не имеющий ни цвета, ни вкуса, ни запаха. Из этого газа частично состоит атмосфера Земли. Молекулярная масса азота равна 28. Слово «азот» в переводе с греческого языка означает «безжизненный».

В природе молекулы газа состоят из стабильных изотопов, в которых молярная масса азота составляет 14кг/моль (99.635%) и 15кг/моль (0.365%). За пределами земной атмосферы он обнаружен в составе газовых туманностей, в атмосфере Солнца, межзвездном пространстве, на планетах Нептун, Уран и так далее.

Он является четвертым в Солнечной системе по распространению после таких элементов, как водород, гелий, кислород. Искусственно получены радиоактивные изотопы, в которых молярная масса азота – от 10кг/моль и до 13кг/моль, а также от 16кг/моль и до 25кг/моль. Они все относятся к короткоживущим элементам.

Самый стабильный из изотопов, в котором молярная масса азота составляет 13кг/моль, имеет десятиминутный период полураспада.

Биологическая роль этого газа огромна, ведь он является одним из основных элементов, из которых складываются нуклеиновые кислоты, белки, нуклеопротеиды, хлорофилл, гемоглобин и другие важные вещества. Оба стабильных изотопа и молярная масса азота в 14кг/моль и в 15кг/моль участвует в азотном обмене.

По этой причине колоссальное количество связанного азота содержат живые организмы, «мертвая» органика и дисперсное вещество океанов и морей. А в дальнейшем, как результат процессов разложения и гниения органики, содержащей азот, образовываются залежи азотсодержащей органики такой, как, например, селитра.

Азот из атмосферы способны связать и превратить в усваиваемые формы, например, соединения аммония, около 160 видов микроорганизмов, в основном состоящие в симбиотической связи с высшими растениями, обеспечивая их азотными удобрениями, и дальше по пищевой цепочке попадает к травоядным организмам и хищникам.

В лабораторных условиях азот получают при помощи реакции разложения аммония нитрита. В результате получают смесь газа с аммиаком, кислорода и оксида азота (I).

Его очистку производят, пропуская полученную смесь вначале через раствор серной кислоты, потом сульфата железа (II), а потом над раскаленной медью.

Другой способ получения его в лаборатории заключается в пропускании над оксидом меди (II) аммиака при температуре около 700 градусов Цельсия.

В промышленных масштабах азот получают, пропуская воздух над раскаленным коксом, но образуется не чистый продукт, а опять-таки смесь, но уже с благородными газами и углекислым газом, так называемый «воздушный» или «генераторный» газ.

Он является сырьем для химического синтеза и топливом. Также из «генераторного» газа можно выделять азот, для этого проводят поглощение оксида углерода. Второй способ получения азота в промышленности – фракционная перегонка жидкого воздуха.

Есть также такие методы, как мембранное и адсорбционное газоразделение. Возможно получение атомарного азота, он намного активнее, чем молекулярный, способен, к примеру, реагировать при обычных условиях с фосфором, серой, мышьяком, металлами.

Азотные соединения широко применяются в промышленности, из них делают удобрения, взрывчатку, медикаменты, красители и так далее. В нефтехимической промышленности им продувают трубопроводы, проверяют их работу под давлением. В горнодобывающем комплексе с его помощью создают внутри шахт взрывобезопасную среду, распирают им пласты породы.

В электронике им обдувают сборки, в которых недопустимо малейшее окисление кислородом, который содержится в воздухе.

Источник: https://autogear.ru/article/452/19/molyarnaya-massa-azota/

Ссылка на основную публикацию