测定1摩尔气体体积
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测定1mol气体的体积我们知道,1mol 任何气体的体积在同温、同压下是相同的,在0℃、101.3kP时约为22.4L;而1mol气体的质量各不相同。
要测定1mol气体的体积,如取氢气作试样,则要测定2.016g氢气(氢的摩尔质量为1.008g/mol)所占的体积;如取二氧化碳作试样,则是测定44.0g二氧化碳所占的体积。
测定1mol气体体积的方法化学实验室中,可以直接取一定体积(V)的某种气体,称出它的质量(m),或称取一定质量(m)的某种气体,量出它的体积(V),再根据这种气体的摩尔质量,计算出1mol气体的体积:然而,直接测定气体的体积和质量,操作上比较繁复,我们可以设想能否用称量固体的质量、量出液体的体积,间接地得到气体的质量和体积。
气体摩尔体积测定装置(如图)由三部分组成,左边是气体发生器,中间是储液瓶,右边是液体量瓶。
储液瓶上的刻度线标明了容积约200mL的位置,液体量瓶的容积约130mL,量瓶瓶颈上有110—130mL刻度线,可正确读出进入量瓶的液体的体积。
全部装置固定在专用底座上。
底座放置气体发生器、液体量瓶的位置下有螺旋,能作高低的微调。
如要测定1mol氢气的体积,则取一定质量的镁带跟稀硫酸在气体发生器中完全反应,产生的氢气把储液瓶中液体(品红溶液)压入液体量瓶,读出液体数据转换成氢气的体积,进行计算推算出实验温度时1mo l氢气的体积。
实验步骤:1、记录实验室的温度和压强。
2、装配好气体摩尔体积测定装置,做好气密性检查。
3、用砂皮擦去镁带表面的氧化物,然后称取0.120—0.140g镁带(精确至0.001g),把准确数值记录于表格。
4、将镁带用纸舟投入到气体发生器的底部,用橡皮塞塞紧。
注意:不要使镁带贴附在瓶壁上。
5、用针筒吸取10mL 2mol/L H2SO4溶液,用针头扎进橡皮塞,将硫酸注入气体发生器,注如后要迅速拔出针筒(注意要捏住针头拔出,不要使针头和针筒脱离),观察现象。
1mol理想气体的体积
1mol理想气体的体积是多少?
理想气体是一种理论模型,它假设气体分子之间没有相互作用力,体
积可以忽略不计。
因此,1mol理想气体的体积可以通过理想气体状态方程来计算。
理想气体状态方程为PV=nRT,其中P为气体压强,V为气体体积,n 为气体摩尔数,R为气体常数,T为气体温度。
将摩尔数n取为1mol,常数R取为8.31J/(mol·K),温度T取为标准温度273.15K,代入方程中,可得1mol理想气体的体积为:
V = nRT/P = (1mol) × (8.31J/(mol·K)) × (273.15K) / (1atm) = 22.4L
因此,1mol理想气体的体积为22.4升。
这个结果是在标准温度下、
标准大气压下得出的。
如果气体的温度或压强不同,那么1mol理想
气体的体积也会不同。
需要注意的是,理想气体状态方程只适用于理想气体,而实际气体往
往会受到分子间相互作用力的影响,因此其体积不一定符合理想气体
状态方程的计算结果。
此外,理想气体状态方程也只适用于温度和压强在一定范围内的气体,当温度或压强过高时,气体分子之间的相互作用力会变得非常强,理想气体状态方程就不再适用。
总之,1mol理想气体的体积是22.4升,这个结果是通过理想气体状态方程计算得出的。
但需要注意的是,这个结果只适用于标准温度和压强下的理想气体,实际气体的体积可能会受到分子间相互作用力的影响。