Молярна маса метану (ch4), формула і приклади

Молярна маса метану

Метан (болотний газ, рудничний газ) в звичайних умовах являє собою безбарвний газ, що не володіє запахом.

Молекула метану має тетраедричних форму (будова представлено на рис. 1): в гібридизацію вступають всі валентні електрони вуглецю, отже, атом вуглецю знаходиться в sp 3 -гібрідізаціі.Растворім в етанолі, ефірі, вуглеводнях і мало розчинний у воді (45 мл в 1 л води при 20 o С).

Мал. 1. Будова молекули метану.

Брутто-формула метану - CH4. Як відомо, молекулярна маса молекули дорівнює сумі відносних атомних мас атомів, що входять до складу молекули (значення відносних атомних мас, узятих з Періодичної таблиці Д. І. Менделєєва, округлимо до цілих чисел).

Mr (CH4) = Ar (C) + 4 × Ar (H);

Mr (CH4) = 12 + 4 × 1 = 12 + 4 = 16.

Молярна маса (М) - це маса 1 моль речовини. Легко показати, що чисельні значення молярної маси М і відносної молекулярної маси Mr рівні, однак перша величина має розмірність [M] = г / моль, а друга безрозмірна:

Це означає, що молярна маса метану дорівнює 16 г / моль.

Молярну масу речовини в газоподібному стані можна визначити, використовуючи поняття про його молярном обсязі. Для цього знаходять обсяг, яку він обіймав при нормальних умовах певної масою даної речовини, а потім обчислюють масу 22,4 л цієї речовини при тих же умовах.

Для досягнення даної мети (обчислення молярної маси) можливе використання рівняння стану ідеального газу (рівняння Менделєєва-Клапейрона):

де p - тиск газу (Па), V - об'єм газу (м 3), m - маса речовини (г), M - молярна маса речовини (г / моль), Т - абсолютна температура (К), R - універсальна газова постійна рівна 8,314 Дж / (моль × К).

Приклади розв'язання задач

Складіть формулу сполуки водню, йоду і кисню, якщо масові частки елементів в ньому: ω (H) = 2,2%, ω (I) = 55,7%, ω (O) = 42,1%.

Масова частка елемента Х в молекулі складу НХ розраховується за такою формулою:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Позначимо кількість моль елементів, що входять до складу з'єднання за «х» (водень), «у» (йод), «z» (кисень). Тоді, мольное ставлення буде виглядати наступним чином (значення відносних атомних мас, узятих з Періодичної таблиці Д. І. Менделєєва, округлимо до цілих чисел):

x: y: z = ω (H) / Ar (H). ω (I) / Ar (I). ω (O) / Ar (O);

x: y: z = 2,2 / 1. 55,7 / 127: 42,1 / 16;

x: y: z = 2,2. 0,44: 2,63 = 5. 1. 6.

Значить формула сполуки водню, йоду і кисню матиме вигляд H5 IO6.

Складіть формулу сполуки калію, сірки і кисню, якщо масові частки елементів в ньому: ω (K) = 30,75%, ω (S) = 25,21%, ω (O) = 44,04%.

Масова частка елемента Х в молекулі складу НХ розраховується за такою формулою:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Позначимо кількість моль елементів, що входять до складу з'єднання за «х» (калій), «у» (сірка), «z» (кисень). Тоді, мольное ставлення буде виглядати наступним чином (значення відносних атомних мас, узятих з Періодичної таблиці Д. І. Менделєєва, округлимо до цілих чисел):

x: y: z = ω (K) / Ar (K). ω (S) / Ar (S). ω (O) / Ar (O);

x: y: z = 30,75 / 39. 25,21 / 32: 44,04 / 16;

x: y: z = 0,78. 0,78: 2,75 = 1. 1. 3.

Значить формула сполуки калію, сірки і кисню матиме вигляд SO3.