Хімія. 8 клас. Савчин

§ 21. Відносна густина газів

Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:

  • формулювати визначення відносної густини газів;
  • обчислювати відносну густину одного газу за іншим.

Пригадайте, як читається закон Авогадро.

Закон Авогадро підтвердив, що гази однакових об’ємів містять однакове число молекул. Але маси цих об’ємів — різні (табл. 8, с. 113).

Таблиця 8

Кількість речовини, число молекул, молярна маса та маса одного моля різних газів

Назва газу

Кількість речовини

Число молекул

Молярна маса

Маса 1 моль газу

Водень (Н2)

1 моль

6,02 • 1023

2 г/моль

2 г

Хлор (Сl2)

1 моль

6,02 • 1023

71 г/моль

71 г

Кисень (О2)

1 моль

6,02 • 1023

32 г/моль

32 г

Азот (N2)

1 моль

6,02 • 1023

28 г/моль

28 г

З таблиці видно, що один газ важчий від іншого в стільки разів, у скільки важча його молярна маса.

де m1 — маса першого газу; m2 — маса другого газу; М1 — молярна маса першого газу; М2 — молярна маса другого газу.

Відносною густиною газів називають відношення, що показує, у скільки разів маса певного об’єму одного газу більша або менша від маси такого ж об’єму іншого газу за однакових умов.

Відносну густину газу позначають літерою латинського алфавіту D (читається — «де»):

За формулою визначення відносної густини можна отримати похідну:

Оскільки молярна маса чисельно дорівнює відносній молекулярній масі, то з рівності 2 випливає, що відносну молекулярну масу Mr1 першого газу обчислюють, знаючи відносну густину (D) і відносну молекулярну масу другого газу (Mr2).

Для позначення, відносно якого газу ведуть обчислення, біля літери D записують його формулу. Найчастіше відносну густину газів обчислюють за найлегшим — воднем або за повітрям і позначають відповідно DH2 та Dпов.

Окрім цього, відносну густину газів визначають, користуючись фізичною величиною густина, що вказує на відношення маси газу до його об’єму — ρ (читається — «ро»). Математичний вираз:

де p — густина; m — маса газу; V — об’єм. Одиниця виміру густини — г/см3 або кг/м3. Зважаючи на те, що густина виражає масу одного об’єму речовини, а об’єм одного моля газу за нормальних умов — однаковий, відносну густину можна розглядати як відношення густини одного газу до густини іншого:

Узагальнити всі подані вище формули обчислення відносної густини одного газу за іншим можна такими відношеннями:

Обчислення на основі поняття «відносна густина газів». Поняття «відносна густина газів» застосовують під час хімічних обчислень, зокрема коли визначають: а) відносну густину газу за іншим газом; б) відносну молекулярну масу за відносною густиною; в) молярну масу сполуки за густиною. Розглянемо приклади розв’язування задач.

1. Обчислення відносної густини газу.

Задача 1. Обчисліть відносну густину карбон(IV) оксиду (CO2) за воднем.

2. Знаходження відносної молекулярної маси за відносною густиною.

Задача 2. Відносна густина етану (С2Н6) за воднем — 15. Обчисліть його відносну молекулярну масу.

3. Знаходження молярної маси за густиною.

Молярну масу легко обчислити за масою 1 л газу, скориставшись формулою:

де М — молярна маса; Vm — 22,4 л/моль; p — густина, тобто маса одного літра (г/л) за нормальних умов.

Задача 3. Обчисліть молярну масу водню, якщо маса 1 літра (н. у.) становить 0,09 г.

Використання фізичної величини густини під час хімічних обчислень доводить єдність законів природи та поширення їх на всі природничі дисципліни.

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

  • Відносною густиною газів називають відношення, що показує, у скільки разів маса певного об’єму одного газу більша або менша від маси такого ж об’єму іншого газу за однакових умов.
  • Відносну густину газу позначають буквою латинського алфавіту D (читається — «де»).
  • Узагальнити всі формули обчислення відносної густини одного газу за іншим можна такими відношеннями:

  • У хімії застосовують обчислення на основі поняття «відносна густина газів».

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

  • 1. Обчисліть і вкажіть відносну молекулярну масу метану (СН4), якщо відносна густина його за воднем становить 8: А 18; Б 26; В 16; Г 28.
  • 2. Обчисліть і вкажіть відносну молекулярну масу кисню (О2), якщо відносна густина його за воднем — 16: А 20; Б 32; В 36; Г 26.
  • 3. Установіть відносну густину нітроген(ІV) оксиду за воднем: А 20; Б 23; В 30; Г 22.
  • 4. Визначте відносну густину хлору за повітрям (середня молекулярна маса повітря — 29): А 3,1; Б 2,2; В 2,45; Г 2,3.
  • 5. Установіть відповідність між кількістю речовини, числом структурних частинок у заданій порції та її об’ємом:

Кількість речовини

А 3 моль СО2;

Б 0,25 моль Ν2.

В 0,4 моль H2S;

Число структурних частинок

1 1,505 • 1023;

2 18,06 • 1023;

3 2,48 • 1023;

4 2,408 • 1023;

Об’єм порції

I 5,6 л;

II 8,96 л;

III 67,2 л;

IV 6,72 л.

  • 6. Розв’яжіть кросворд. Заповніть горизонтальні рядки. У вертикальному стовпці прочитаєте прізвище відомого італійського вченого, який обчислив число структурних частинок у кількості речовини 1 моль.

1. Назва групи речовин, структурними частинками яких є атоми.

2. Позначення масової частки.

3. Заряджена частинка.

4. Речовина, що є серцевиною олівця.

5. Найтвердіша речовина, яку застосовують для виготовлення коштовних прикрас.

6. Прізвище російського вченого, який відкрив періодичний закон.

7. Складова атома, що містить протони й нейтрони.

8. Одиниця кількості речовини.