1.6.1. Молярная концентрация газа кратко

Газообразные вещества, в отличие от твердых и жидких, занимают весь предоставленный им объем. Поэтому в одном и том же сосуде может находиться разное количество газа. От этого количества будет зависеть давление в системе.

Определение количества газа и его доли в газовой смеси важно для разных практических целей. Например, следует выяснить, опасен ли для жизни уровень содержания метана или угарного газа в воздухе, пригоден ли для дыхания воздух в помещении с большим количеством углекислого газа или воздух на высоте 10 км, взрывоопасна ли данная смесь воздуха с водородом, в каком соотношении пары бензина должны смешиваться с воздухом в двигателе внутреннего сгорания.

Для решения подобных задач в качестве количественной характеристики используют молярную концентрацию газообразного вещества, которая показывает количество данного газообразного вещества в единице объема.

Молярная концентрация газообразного вещества — величина, равная отношению его количества к объему, который этот газ занимает:

Молярная концентрация газов измеряется в моль/дм3.

Например, молярная концентрация СО2 при нормальных условиях составляет:

Из приведенной выше формулы следует, что количество газообразного вещества в сосуде есть произведение молярной концентрации газа на объем сосуда, так как газ заполняет весь объем:

Понятие молярной концентрации газообразного вещества сходно с понятием молярной концентрации растворенного вещества, с которым вы ознакомились в курсе химии 8-го класса:

Причиной сходства является то, что растворенное вещество равномерно распределяется во всем объеме раствора, как и газообразное — во всем объеме сосуда.

Вопросы, задания, задачи

1. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Установите соответствие между величинами.

2. Определите молярную концентрацию аммиака количеством 0,7 моль в сосуде объемом 14 дм3.

3. Определите массу сернистого газа в сосуде объемом 400 см3, если молярная концентрация SO2 равна 0,5 моль/дм3.

4. Определите и сравните молярные концентрации трех газов — водорода, азота и кислорода, если известно, что они находятся в сосудах объемом по 5 дм3, а масса каждого из газов равна 7 г.

5. Сосуд объемом 50 дм3 содержит гелий массой 10 г. В этот сосуд добавили гелий массой 8 г. Во сколько раз изменилась молярная концентрация газа? Как на исходную концентрацию гелия повлияет добавление аргона массой 8 г?

6. При газификации угля образовалась смесь газов, в которой на 1 дм3 СО приходится 4 дм3 Н2, 1 дм3 СН4, 3 дм3 СО2. Рассчитайте молярную концентрацию каждого газа в смеси.

7. Озон относится к веществам класса высокой опасности. Его предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны равна 0,1 мг/м3. При этом порог человеческого обоняния приблизительно равен 0,01 мг/м3. Рассчитайте молярную концентрацию озона в воздухе при его содержании 0,01 мг/м3.

8. Рассчитайте молярную концентрацию кислорода в воздухе (объемная доля кислорода равна 21 %).

9. При действии соляной кислоты на твердое вещество выделился газ, относительная плотность которого по воздуху составляет 1,172. Какое из веществ использовал экспериментатор: СаС2, СаСО3, CaS, СаСl2?

10. Определите объем углекислого газа, выделившегося при действии соляной кислоты объемом 0,5 дм3 на мрамор (карбонат кальция). Молярная концентрация кислоты составляет 2,7 моль/дм3.

Самоконтроль

1. Молярную концентрацию можно рассчитать по формулам:

а) ;

б) ;

в) ;

г) .

2. Молярная концентрация газообразного вещества имеет размерность:

• а) дм3/моль;
• б) моль/дм3;
• в) г/дм3;
• г) моль–1.

3. При н. у. объем 22,4 дм3 имеют вещества количеством 1 моль, формулы которых:

• а) СаС2;
• б) С2Н6;
• в) СО2;
• г) О3.

4. Молярная концентрация азота массой 5,6 г, находящегося в сосуде объемом 20 дм3, равна (моль/дм3):

• а) 0,001;
• б) 0,01;
• в) 0,02;
• г) 0,1.

5. При нормальных условиях в сосуде объемом 5 дм3 содержится газ массой 5,6 г. Его молярная концентрация составляет 0,04 моль/дм3. Этим газом может быть:

• а) С2Н4;
• б) С2Н6;
• в) N2;
• г) CО.