Aine hulga ja ruumala seos

Loe tekst ette

Millise gaasiga on täidetud hõljuvad õhupallid?
Mille poolest erineb gaasiliste ainete molaarruumala tahkiste ja vedelike molaarruumalast?
Kuidas on omavahel seotud aine hulk ja ruumala?

Rippuvad õhupallid

Loe tekst ette

Kuulus itaalia keemik Amedeo Avogadro esitas 1811. aastal oma hüpoteesi, et kindel ruumala gaasi sisaldab sõltumata gaasi koostisest samades tingimustes alati sama palju osakesi. Selle järgi poleks vahet, millise gaasilise ainega täita näiteks õhupalli, kuna ükskõik millise gaasi korral kuluks ühesugune arv aineosakesi ja ruumala oleks samuti ühesugune. Erinevus oleks vaid õhupallide massis, kuna gaaside tihedus on erinev.

Leedu kunstnik Tadao Cern on loonud oma tööd just sellele teadmisele tuginedes. Ühesugused õhupallid on täidetud erineva tihedusega gaasiga: hõljuvad pallid on täidetud heeliumiga ning rippuvad pallid väävelheksafluoriidiga

Seotud sisu

Molaarruumala

Gaasilisi aineid on väga keeruline tavaliste laborikaaludega kaaluda

Tänapäevased kaalud on väga täpsed ja võimaldavad kaaluda aineid 0,1 milligrammise täpsusega. Kaaluda on kerge tahkeid aineid, ent vedelike ja eriti gaasiliste ainete korral on mugavam määrata nende ruumala.

Ühe mooli aine ruumala nimetatakse molaarruumalaks. Selle tähis on V_m ning ühik on cm³/mol (ehk ml/mol) või dm³/mol (ehk l/mol).

Molaarruumala (V_m) on ühe mooli aine ruumala.

Teades aine molaarmassi (M) ja tihedust (ρ), saab arvutada 1 mooli aine ruumala ehk molaarruumala V_m.

Molaarruumala on ...

ühe grammi aine ruumala.
ühe mooli aine ruumala.
ühe liitri aine ruumala.

Molaarruumala tähis on ...

V
V_r
V_m

Molaarruumala ühik on ...

dm³/mol
g/mol
mol/dm³

Seotud sisu

Gaasiliste ainete molaarruumala

Loe tekst ette

Amedeo Avogadro leidis, et samades tingimustes on iga gaasi samas ruumalas võrdne kogus aineosakesi. Tema avastatud seaduspära peab tavaliselt hästi paika ja võimaldab kirjeldada gaasiliste ainete molaarruumala, mis on erinev tahkete ja vedelate ainete molaarruumalast.

Gaasilise aine molaarruumala on ruumala, mis on hõivatud 1 mooli gaasiosakeste poolt. Kõikide gaaside ühe mooli ruumala on sama temperatuuri ja rõhu juures alati ühesugune.

Mis tahes gaasi molaarruumala V_m normaaltingimustes on 22,4 dm³/mol (ehk l/mol). Normaaltingimustes on temperatuur 0 ℃ ja rõhk 1 atmosfäär (atm).

Kui suurendada gaasi osakeste arvu näiteks kaks korda, suureneb ruumala samuti kaks korda

Gaasi molaarruumala (normaaltingimustes) on 22,4 l/mol.

Kõikide gaaside molaarruumala on sama temperatuuri ja rõhu juures alati. Gaasi molaarruumalaon normaaltingimustes. Normaaltingimustes on temperatuur℃ ja rõhkatm.

Seotud sisu

Gaasilise aine hulga ja ruumala seos

Loe tekst ette

Gaasilise aine molaarruumala võimaldab väljendada gaasilise aine hulga (moolide arvu) ja ruumala seost.

Teades, et normaaltingimustes on kõigi gaasiliste ainete molaarruumala V_m = 22,4 dm³/mol, saab valemi põhjal arvutada gaasilise aine hulga moolides selle ruumala järgi ning pärast valemi teisendamist leida gaasilise aine ruumala selle hulga järgi.

$V = n \cdot V_{m}$

Gaasilise aine hulga (n) leidmiseks normaaltingimustes tuleb ...

gaasilise aine ruumala korrutada molaarruumalaga.
gaasilise aine ruumala jagada molaarruumalaga.
gaasilise aine ruumala korrutada molaarmassiga.
gaasilise aine molaarmass jagada tihedusega.

Kui suur on 3 mooli heeliumi ruumala normaaltingimustes?

n = mol

V_m = dm³/mol

$n = \frac{V}{V_{m}} \Rightarrow V = n \cdot V_{m}$ $=$ mol· dm3/mol=dm3

Seotud sisu

Näidisülesanded

Näidisülesanne 1

Ilmavaatlusõhupall vajab piisava kõrguse saavutamiseks 1680 l heeliumi või 1568 l vesinikku (normaaltingimustes). Arvuta, mitu mooli on neid gaase tarvis. Kumba gaasi kuluks moolides vähem?

Antud:

V(He) = 1680 l

V(H₂) = 1568 l

V_m = 22,4 l/mol

Leida:

n(He)

n(H₂)

Lahendus. Leiame gaaside aine hulga moolides aine hulga ja ruumala seose põhjal.

$n = \frac{V}{V_{m}}$

$n = \frac{1680 l}{22, 4 l / mol} = 75 mol$

$n = \frac{1568 l}{22, 4 l / mol} = 70 mol$

Iga päev lastakse Harku ilmavaatlusjaamas taevasse ilmavaatlusõhupall, et viia umbes 32 km kõrgusele raadiosond. Raadiosond mõõdab õhuniiskust, -temperatuuri, -rõhku, tuule suunda ja kiirust ning edastab andmed ilmajaama. Umbes kahe tunniga jõuab pall nii kõrgele, et see lõhkeb ja kukub alla

Vastus. Heeliumi kulub 75 mooli, vesinikku 70 mooli. Vesinikku kuluks 5 mooli vähem.

Näidisülesanne 2

Ühe kuu jooksul kasutati gaasipliidis 1,4 m³ maagaasi (peamiselt metaan CH₄). Mitu mooli ja mitu grammi metaani kulus (normaaltingimustes)?

Antud:

V = 1,4 m³ = 1400 dm³ (l)

V_m = 22,4 l/mol

Leida:

n, m

Lahendus. Leiame maagaasi hulga moolides aine hulga ja ruumala seose põhjal.

$n = \frac{V}{V_{m}}$

$n = \frac{1400 l}{22, 4 l / mol} = 62, 5 mol$

Kulunud maagaasi massi arvutamiseks leiame esmalt metaani (CH₄) molaarmassi.

M(CH₄) = 12 + 4 · 1 = 16 g/mol

Maagaas tekib orgaanilise aine (taimede ja loomade) lagunemise tulemusel. Selle peamine komponent on metaan (CH₄). Maagaasi leidub maakoore tühimikes ja poorsetes kihtides

Leiame maagaasi massi aine hulga ja massi seose põhjal.

$m = n \cdot M$

$m = 62, 5 mol \cdot 16 g / mol = 1000 g$

Vastus. Ühe kuu jooksul kulus (normaaltingimustes) 62,5 mooli ehk 1000 grammi maagaasi.

Näidisülesanne 3

Õpilased arvutasid reaktsioonivõrrandi ja lähteainete massi järgi välja kolme gaasi massi, mis tekivad erinevates reaktsioonides: 22 g CO₂, 8 g H₂ ja 7 g N₂. Arvuta iga gaasi ruumala normaaltingimustes.

Antud:

m(CO₂) = 22 g

m(H₂) = 8 g

m(N₂) = 7 g

V_m = 22,4 l/mol

Leida:

V(CO₂)

V(H₂)

V(N₂)

Lahendus. Leiame gaaside molaarmassid perioodilisustabeli põhjal.

M(CO₂) = 12 + 2 · 16 = 44 g/mol

M(H₂) = 2 · 1 = 2 g/mol

M(N₂) = 2 · 14 = 28 g/mol

Leiame gaaside moolide arvu aine hulga ja massi seose põhjal.

$n = \frac{m}{M}$

$n ({CO}_{2}) = \frac{22 g}{44 g / mol} = 0, 5 mol$

$n (H_{2}) = \frac{8 g}{2 g / mol} = 4 mol$

$n (N_{2}) = \frac{7 g}{28 g / mol} = 0, 25 mol$

Arvutame gaaside ruumala aine hulga ja ruumala seose põhjal.

$n = \frac{V}{V_{m}} \Rightarrow V = n \cdot V_{m}$

$V ({CO}_{2}) = 0, 5 mol \cdot 22, 4 l / mol$ $= 11, 2 l$

$V (H_{2}) = 4 mol \cdot 22, 4 l / mol$ $= 89, 6 l$

$V (N_{2}) = 0, 25 mol \cdot 22, 4 l / mol$ $= 5, 6 l$

Vastus. Gaaside ruumala normaaltingimustes on järgmine: CO₂ 11,2 l, H₂ 89,6 l ning N₂ 5,6 l.

Seotud sisu

Ma tean, et ...

Molaarruumala on ühe mooli aine ruumala (tähis on V_m ning ühik on cm³/mol (ehk ml/mol) või dm³/mol (ehk l/mol)).
Gaasiliste ainete molaarruumala normaaltingimustes (nt) on 22,4 dm³/mol.
Normaaltingimustes (nt) on temperatuur 0 ℃ ja rõhk 1 atmosfäär (atm).
Gaasilise aine hulga (n) ja ruumala (V) vahel on järgmine seos: $n = \frac{V}{V_{m}}$ .

Seotud sisu

Küsimused

Loe tekst ette

Seleta, mille poolest molaarmass ja molaarruumala erinevad.
Mille poolest erineb tahke aine molaarruumala gaasilise aine molaarruumalast?
Miks on gaasiliste ainete tihedus erinev, kuigi kõik gaasid sisaldavad ühesuguse ruumala ja ühesuguste tingimuste korral ühepalju aineosakesi?
Kuidas on omavahel seotud gaasilise aine hulk ja ruumala?

Seotud sisu

Teenust osutab Star Cloud OÜ

Liitu Opiquga

Opiqus edenemine

	Tööd
	Peatükk on läbi töötatud

Aine hulga ja ruumala seos

Seotud sisu

Rippuvad õhupallid

Seotud sisu

Molaarruumala

Seotud sisu

Gaasiliste ainete molaarruumala

Seotud sisu

Gaasilise aine hulga ja ruumala seos

Seotud sisu

Näidisülesanded

Näidisülesanne 1

Näidisülesanne 2

Näidisülesanne 3

Seotud sisu

Ma tean, et ...

Seotud sisu

Küsimused

Seotud sisu

Lisa materjali

Lisatavad failid

Teata veast

Teata siia ainult Opiqu veast. Palun kirjelda viga nii täpselt kui võimalik.

Kui ootad Opiqu meeskonnalt vastust, lisa oma kontaktandmed (e-post, telefon).

Tee linnuke, et aidata meil spämmiga võidelda

Opiq kasutab küpsiseid

Ma tean, et ...