Stanovení objemu v chemii je důležitým úkolem při řešení různých chemických problémů. Znalost objemu může vědcům pomoci určit koncentraci roztoků, vypočítat počet reaktantů nebo reakčních produktů a naplánovat proces syntézy v laboratoři.
Nalezení objemu však může být někdy obtížné, zvláště pokud máte pouze informace o hmotnosti a molární hmotnosti látky. V tomto článku se podíváme na to, jak tyto informace použít k výpočtu objemu v chemii.
Pro začátek je nutné pochopit, že molární hmotnost je hmotnost jednoho molu látky. Lze jej vypočítat složením atomových hmot všech atomů zastoupených v chemickém vzorci látky. Molární hmotnost se měří v g / mol.
K nalezení objemu v chemii použijeme vzorec B = (hmotnost / molární hmotnost). Zde " B "označuje objem," hmotnost "označuje hmotnost látky a" molární hmotnost " označuje molární hmotnost látky. Výsledek bude vyjádřen v litrech (L), takže některé konverze měrných jednotek mohou být vyžadovány v závislosti na úkolu.
Jak vypočítat objem v chemii podle vzorce
Takový výpočet může být nutný například k určení objemu plynu, který vzniká chemickou reakcí. K provedení tohoto výpočtu je nutné znát hmotnost látky, která se podílí na reakci, a její molární hmotnost.
Pro výpočet objemu v chemii podle vzorce je nutné provést následující kroky:
- Určete hmotnost látky, která se podílí na chemické reakci. Tato hmotnost může být měřena na základě experimentu nebo získána z jiných zdrojů.
- Najděte molární hmotnost této látky. Molární hmotnost je hmotnost jednoho molu této látky a měří se v g/mol. Lze jej nalézt v chemické tabulce molárních hmot.
- Vypočítejte množství molů látky rozdělením hmotnosti této látky na její molární hmotnost. Výsledkem bude množství molů látky v dané hmotě.
- Pomocí stavové rovnice a stechiometrie reakce Určete, jaké množství látky vzniká nebo reaguje chemickou reakcí.
- Vypočítejte objem plynu pomocí dokonalého plynného zákona nebo jiných příslušných vzorců. Všimněte si, že u plynů se objem měří v litrech.
Výpočet objemu v chemii podle vzorce, znát hmotnost a molární hmotnost, tedy vyžaduje provedení několika jednoduchých kroků a použití příslušných vzorců.
Příklad:
Ať známe hmotnost látky 10 g a její molární hmotnost je 20 g/mol. Pro výpočet objemu je nutné rozdělit hmotnost na molární hmotnost: 10 g / 20 g/mol = 0,5 mol. Dále lze pomocí stavové rovnice a stechiometrie reakce určit, jaké množství látky bude vytvořeno nebo reagováno. Poté lze k výpočtu objemu plynu použít ideální plynový zákon nebo jiný vzorec.
Role hmoty a molární hmoty
Hmotnost je skalární veličina, která se měří v gramech (g) nebo kilogramech (kg). Udává množství materiálu nebo látky. Při výpočtu objemu v chemii se hmota stává známou a používá se k určení objemu látky.
Molární hmotnost je hmotnost jednoho molu látky a měří se v g/mol. Je určena součtem atomových hmotností prvků tvořících látku vynásobených jejich koeficienty ve vzorci. Molární hmotnost lze vypočítat pomocí periodického systému prvků.
Pro výpočet objemu látky podle vzorce se používá vzorec:
Objem = hmotnost / molární hmotnost.
Díky znalosti hmotnosti a molární hmotnosti lze tedy určit objem látky.
Tři jednoduché kroky k určení objemu
Stanovení objemu v chemii podle vzorce může být poměrně jednoduchý proces, pokud dodržujete tři jednoduché kroky:
- Určete hmotnost látky pomocí váhy nebo jiného měřicího zařízení. Zapište si tuto hodnotu.
- Určete molární hmotnost látky. Molární hmotnost je dána v atomových hmotnostech na jeden mol látky.
- Pomocí vzorce najděte objem. Vzorec může být reprezentován jako: objem = hmotnost / molární hmotnost.
Nezapomeňte převést jednotky, pokud je to nutné, aby byl objem vyjádřen v požadovaných měrných jednotkách, jako jsou mililitry nebo litry.
Vzorec pro výpočet objemu
Pro použití tohoto vzorce je nutné znát hmotnost látky (v gramech) a její molární hmotnost (v g/mol). Podle těchto kroků lze vypočítat objem látky.
- Najděte hmotnost látky (pomocí vážení na analytických hmotnostech) a změřte ji v gramech.
- Najděte molární hmotnost látky (Vypočítejte součet hmotností atomů všech prvků vstupujících do molekuly) a zapište ji do g/mol.
- Pomocí hodnot hmotnosti a molární hmotnosti je vložte do vzorce pro výpočet objemu: Objem = hmotnost / molární hmotnost
Odpověď bude v jednotkách objemu, které odpovídají systému měření používanému pro dané hodnoty hmotnosti a molární hmotnosti (například v litrech nebo mililitrech).
Je důležité si uvědomit, že tento vzorec platí pouze za určitých podmínek (teplota, tlak) a nemusí brát v úvahu další faktory, které ovlivňují objem látky.
Příklady výpočtů
Představme si, že máme 35 g kyslíku (O2) a chceme zjistit, jaký objem tento plyn zabírá za standardních podmínek (0°C a 1 atm). Molární hmotnost kyslíku je 32 g / mol.
Pro výpočet objemu použijeme rovnici:
* M-molární hmotnost plynu
* R-univerzální plynná konstanta (8,314 J / (mol·k))
* T-teplota v Kelvinech
Vložíme známé hodnoty do rovnice a provedeme výpočty:
V = (35 g / 32 g / mol) * (8,314 J / (mol·k) * 273 k / 1 atm)
V § 28,75 l
Objem kyslíku za standardních podmínek tedy bude přibližně 28,75 l.