DAMI NG MOLAR: KONSEPTO AT PORMULA, PAGKALKULA AT HALIMBAWA - CHEMISTRY - 2025

Ang dami ng molar ay isang masinsinang pag-aari na nagpapahiwatig kung gaano karaming puwang ang sumasakop sa isang nunal ng tinukoy na sangkap o compound. Ito ay kinakatawan ng simbolo V _m , at ipinahayag sa mga yunit ng dm ³ / mol para sa mga gas, at cm ³ / mol para sa mga likido at solido, dahil sa ang katunayan na ang huli ay higit na nakakulong sa pamamagitan ng kanilang mas malaking intermolecular na puwersa.

Ang pag-aari na ito ay umuulit kapag nag-aaral ng mga thermodynamic system na nagsasangkot ng mga gas; dahil, para sa mga likido at solido, ang mga equation upang matukoy ang V _{m ay} nagiging mas kumplikado at hindi tumpak. Samakatuwid, hanggang sa mga pangunahing kurso ay nababahala, ang dami ng molar ay palaging nauugnay sa perpektong teorya ng gas.

Ang dami ng isang molekula ng etilena ay mababaw na limitado ng berde na ellipsoid at bilang ng Avogadro ng maraming beses sa halagang ito. Pinagmulan: Gabriel Bolívar.

Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga aspeto ng istruktura ay hindi nauugnay para sa perpekto o perpektong mga gas; ang lahat ng mga partikulo nito ay nailarawan bilang mga spheres na nababanat sa bawat isa at kumikilos ng parehong paraan kahit na ano ang kanilang masa o pag-aari.

Dahil dito, ang isang nunal ng anumang perpektong gas ay sakupin, sa isang naibigay na presyon at temperatura, ang parehong dami V _m . Pagkatapos ay sinabi na sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng P at T, 1 atm at 0 ºC, ayon sa pagkakabanggit, ang isang nunal ng isang perpektong gas ay sakupin ang isang dami ng 22.4 litro. Ang halagang ito ay kapaki-pakinabang at tinatayang kahit na suriin ang mga totoong gas.

Konsepto at pormula

Para sa mga gas

Ang agarang pormula upang makalkula ang molar volume ng isang species ay:

V _m = V / n

Kung saan ang V ang lakas ng tunog na nasasakop nito, at n ang dami ng mga species sa mga moles. Ang problema ay ang V _{m ay} nakasalalay sa presyon at temperatura na naranasan ng mga molekula, at nais namin ang isang expression ng matematika na isinasaalang-alang ang mga variable na ito.

Ang etilena sa imahe, H ₂ C = CH ₂ , ay may kaugnay na dami ng molekular na limitado ng isang berdeng ellipsoid. Ang H ₂ C = CH _{2 ay} maaaring paikutin sa maraming mga paraan, na kung saan ang nasabing ellipsoid ay inilipat sa espasyo upang mailarawan kung gaano kalaki ang aabutin nito (malinaw naman na hindi papabaya).

Gayunpaman, kung ang dami ng naturang berdeng ellipsoid ay pinarami ng N _A , ang bilang ng Avogadro, pagkatapos ay mol namin ang mga molekula ng etilena; isang nunal ng mga ellipsoid na nakikipag-ugnay sa bawat isa. Sa mas mataas na temperatura, ang mga molekula ay magkakahiwalay sa bawat isa; habang sa mas mataas na presyon, kukontrata sila at bawasan ang kanilang dami.

Samakatuwid, ang V _m ay nakasalalay sa P at T. Ethylene ay may isang geometry ng eroplano, kaya hindi maiisip na tiyak na eksakto at eksakto ang V _m nito at ang mitein, CH ₄ , ng tetrahedral geometry at may kakayahang ay kinakatawan ng isang globo at hindi isang ellipsoid.

Para sa mga likido at solido

Ang mga molekula o atomo ng likido at mga solido ay mayroon ding sariling V _m , na maaaring halos nauugnay sa kanilang density:

V _m = m / (dn)

Ang temperatura ay nakakaapekto sa dami ng molar para sa likido at solids nang higit pa sa presyon, hangga't ang huli ay hindi nagbabago nang bigla o labis na labis (sa pagkakasunud-sunod ng GPa). Gayundin, tulad ng nabanggit na may etilena, ang mga geometry at molekular na istruktura ay may malaking impluwensya sa mga halaga ng V _m .

Gayunpaman, sa ilalim ng normal na mga kondisyon napansin na ang mga densidad para sa iba't ibang mga likido o solido ay hindi nag-iiba-iba sa kanilang mga magnitude; ang parehong nangyayari sa mga molar volume nito. Tandaan na mas matindi ang mga ito, magiging mas maliit ang V _m .

Tungkol sa solids, ang kanilang dami ng molar ay nakasalalay din sa kanilang mga istruktura ng mala-kristal (ang dami ng kanilang cell cell).

Paano makalkula ang dami ng molar?

Hindi tulad ng mga likido at solido, para sa mga ideal na gas mayroong isang equation na nagbibigay-daan sa amin upang makalkula ang V _m bilang isang function ng P at T at ang kanilang mga pagbabago; ito ay, iyon ng mga perpektong gas:

P = nRT / V

Alin ang tinatanggap upang ipahayag ang V / n:

V / n = RT / P

V _m = RT / P

Kung gagamitin natin ang palagiang gas R = 0.082 L · atm · K ^-1 · mol ^-1 , kung gayon ang temperatura ay dapat ipahiwatig sa kelvin (K), at ang mga presyon sa mga atmospheres. Tandaan na narito na sinusunod kung bakit ang V _m ay isang masinsinang pag-aari: Ang T at P ay walang kinalaman sa masa ng gas ngunit sa dami nito.

Ang mga kalkulasyong ito ay may bisa lamang sa ilalim ng mga kondisyon kung saan ang mga gas ay kumikilos na malapit sa pagiging perpekto. Gayunpaman, ang mga halagang nakuha sa pamamagitan ng eksperimento ay may isang maliit na margin ng error na may kaugnayan sa mga teoretikal.

Mga halimbawa ng pagkalkula ng dami ng molar

Halimbawa 1

Mayroong gas Y na ang density ay 8.5 · 10 ^-4 g / cm ³ . Kung mayroon kang 16 gramo na katumbas ng 0.92 moles ng Y, hanapin ang dami ng molar.

Mula sa formula ng density maaari nating kalkulahin kung anong dami ng Y ang 16 na gramo na ito ay nasakop:

V = 16 g / (8.5 · 10 ^-4 g / cm ³ )

= 18,823.52 cm ³ o 18.82 L

Kaya ang V _m ay kinakalkula nang direkta sa pamamagitan ng paghati sa dami na ito sa bilang ng mga moles na ibinigay:

V _m = 18.82 L / 0.92 mol

= 20.45 L / mol o L mol ^-1 o dm ³ mol ^-1

Mag-ehersisyo 2

Sa nakaraang halimbawa ng Y, hindi ito tinukoy sa anumang oras kung ano ang temperatura na naranasan ng mga particle ng gas na iyon. Sa pag-aakalang si Y ay nagtrabaho sa presyon ng atmospera, kalkulahin ang temperatura na kinakailangan upang i-compress ito sa tinukoy na dami ng molar.

Ang pahayag ng ehersisyo ay mas mahaba kaysa sa paglutas nito. Ginagamit namin ang equation:

V _m = RT / P

Ngunit malulutas namin para sa T, at alam na ang presyon ng atmospera ay 1 atm, malulutas namin:

T = V _m P / R

= (20.45 L / mol) (1 atm) / (0.082 L atm / K mol)

= 249.39 K

Iyon ay, ang isang nunal ng Y ay magsasakop ng 20.45 litro sa isang temperatura na malapit sa -23.76 ºC.

Mag-ehersisyo 3

Kasunod ng mga nakaraang resulta, alamin ang V _m sa 0 ° C, 25 ° C at sa ganap na zero sa presyon ng atmospera.

Ang pagbabago ng mga temperatura sa kelvin, una nating nakuha ang 273.17 K, 298.15 K at 0 K. Namin malulutas nang diretso sa pamamagitan ng pagpapalit para sa una at pangalawang temperatura:

V _m = RT / P

= (0.082 L atm / K mol) (273.15 K) / 1 atm

= 22.40 L / mol (0 ºC)

= (0.082 L atm / K mol) (298.15 K) / 1 atm

= 24.45 L / mol (25ºC)

Ang halaga ng 22.4 litro ay nabanggit sa simula. Pansinin kung paano nadagdagan ang V _m sa temperatura. Kung nais nating gawin ang parehong pagkalkula nang may ganap na zero, tayo ay natitisod sa ikatlong batas ng thermodynamics:

(0.082 L atm / K mol) (0 K) / 1 atm

= 0 L / mol (-273.15 ºC)

Ang Gas Y ay hindi maaaring magkaroon ng isang walang umiiral na dami ng molar; nangangahulugan ito na ito ay nabago sa isang likido at ang nakaraang equation ay hindi na wasto.

Sa kabilang banda, ang posibilidad ng pagkalkula ng V _m sa ganap na zero ay sumusunod sa ikatlong batas ng thermodynamics, na nagsasabing imposible na palamig ang anumang sangkap sa temperatura ng ganap na zero.

Mga Sanggunian

1. Ira N. Levine. (2014). Mga Prinsipyo ng Physicalicochemistry. Ika-anim na edisyon. Mc Graw Hill.
2. Glasstone. (1970). Pakikitungo sa pisikal na kimika. Ikalawang edisyon. Aguilar.
3. Wikipedia. (2019). Dami ng molar. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Agosto 08, 2019). Kahulugan ng Molarong Dami sa Chemistry. Nabawi mula sa: thoughtco.com
5. BYJU'S. (2019). Molarami na Formula. Nabawi mula sa: byjus.com
6. González Monica. (Oktubre 28, 2010). Dami ng molar. Nabawi mula sa: quimica.laguia2000.com