Metan (CH4) - je to nejjednodušší uhlovodík složený z jednoho atomu uhlíku a čtyř atomů vodíku. Je jedním z nejběžnějších a velmi důležitých plynů v zemské atmosféře.
Pro výpočet molekulové hmotnosti metanu je třeba vzít v úvahu atomové hmotnosti každé z jeho složek: uhlíku (C) a vodíku (H). Hmotnostní číslo uhlíku se rovná přibližně 12,01 a vodíku asi 1,01. Molární hmotnost metanu CH4 rovná se 12,01 + 1,01 × 4 = 16,05 g/mol.
Nyní, když máme molární hmotnost metanu, můžeme vypočítat jeho hmotnost v určitém objemu. Například, pokud je k dispozici 16,8 litrů metanu, je nutné znát jeho hustotu pro určení jeho hmotnosti. Hustota metanu je přibližně 0,668 g / l.
Hmotnost 1 molu metanu CH4 bude rovná:
16,05 g/mol × 1 mol = 16,05 g
Hmotnost metanu CH4 v 16,8 litrech rovná:
0,668 g/l × 16,8 l = 11,23 g
Pokud máte 16,8 litru metanu, jeho hmotnost bude přibližně 11,23 gramů.
Mol metanu CH4: hmotnost a definice
Molární hmotnost metanu je hmotnost jedné molekuly metanu vyjádřená v gramech. Vzorec metanu (CH4) naznačuje, že jedna molekula metanu obsahuje jeden atom uhlíku o hmotnosti asi 12 g/mol a čtyři atomy vodíku o hmotnosti asi 1 g/mol. Celková molární hmotnost metanu je tedy stejná:
- Hmotnost uhlíku (12 g/mol) + hmotnost 4 atomů vodíku (4 g/mol) = 16 g/mol.
Hmotnost jednoho molu metanu CH4 je tedy 16 g.
Hmotnost metanu v objemu 16,8 litru bude záviset na podmínkách teploty a tlaku. Za normálních teplotních a tlakových podmínek(např. hmotnost metanu bude vypočítána pomocí univerzální plynové konstanty (R) a zákona ideálních plynů.
Kolik váží 1 mol metanu CH4?
Metan je lehká plynná látka, která má schopnost rozpouštět se ve vodě a má nízkou teplotu varu a hustotu. Hmotnost jedné molekuly metanu (CH4) rovná se asi 16,04 g / mol.
Pro výpočet hmotnosti 1 molu metanu (CH4) je třeba vynásobit molární hmotnost metanu počtem mol. Takže molární hmotnost metanu (CH4) je asi 16,04 g / mol.
Nyní se podívejme na příklad:
Pokud máme 1 mol metanu (CH4jeho hmotnost se bude blížit 16,04 g.
Můžeme tedy konstatovat, že hmotnost 1 molu metanu (CH4) je asi 16,04 g.
Hmotnost metanu CH4 v 16,8 l
K určení hmotnosti metanu CH4 na 16,8 l je nutné znát molární hmotnost metanu a použít rovnici ideálního plynu.
Molární hmotnost metanu (CH4) se rovná součtu hmotností všech jeho atomů. Uhlík má atomovou hmotnost přibližně 12,01 g/mol a vodík asi 1,01 g / mol.
Molární hmotnost metanu CH4 je tedy rovna (12,01 g/mol * 1) + (1,01 g/mol * 4) = 16,05 g/mol.
Nyní můžeme vypočítat hmotnost metanu 16,8 L (16 800 ml) za standardních teplotních a tlakových podmínek (0°C a 1 atm). K tomu použijeme rovnici ideálního plynu:
kde V je objem plynu, n je množství látky (v molech), R je univerzální plynná konstanta, T je teplota (v Kelvinech), P je tlak.
Nastražíme data a vyřešíme rovnici:
| Parametr | Hodnota |
|---|---|
| V | 16800 ml |
| n | ? |
| R | 0,0821 ATM * l /(mol * k) |
| T | 273 k |
| P | 1 atm |
Vložením hodnot do rovnice získáme:
16800 ml = n * 0,0821 ATM * l / (mol * k) * 273 k / 1 atm
n = (16800 ml * 1 atm)/ (0,0821 ATM * l / (mol * k) * 273 k) = 688,5 mol
Nyní můžeme najít hmotnost metanu CH4 v 16,8 l:
Hmotnost = množství * molární hmotnost
Hmotnost = 688,5 mol * 16,05 g / mol ◼ 11 040,8 g
Hmotnost 1 molu metanu CH4 v 16,8 l je tedy přibližně 11 040,8 g.