Як знайти молярну масу повітря.

Молярна маса - це маса одного моля речовини, тобто величина, що показує, в якій кількості речовини міститься 6,022 * 10 (в ступені 23) часток (атомів, молекул, іонів). А якщо мова йде не про чистий речовині, а про суміші речовин? Наприклад, про життєво необхідному людині повітрі, адже він представляють собою суміш безлічі газів. Як вичислити його молярну масу?
Вам знадобиться
  • - точні лабораторні ваги;
  • - круглодонная колба з шліфом і краном;
  • - вакуумний насос;
  • - манометр з двома кранами та з'єднувальними шлангами;
  • - термометр.
Інструкція
1
Насамперед подумайте над допустимою похибкою обчислень. Якщо вам не потрібна висока точність, обмежтеся лише трьома самими «вагомими» компонентами: азотом, киснем і аргоном, і візьміть «округлені» величини їх концентрацій. Якщо ж необхідний більш точний результат, то використовуйте в розрахунках ще й вуглекислий газ і можете обійтися без округлення.
2
Припустимо, що вас влаштує перший варіант. Напишіть молекулярні маси цих компонентів і їх масові концентрації в повітрі: - азот (N2). Молекулярна маса 28, масова концентрація 75,50%; - кисень (О2). Молекулярна маса 32, масова концентрація 23,15%; - аргон (Ar). Молекулярна маса 40, масова концентрація 1,29%.
3
Для полегшення розрахунків, округлятимете величини концентрацій: - для азоту - до 76%; - для кисню - до 23%; - для аргону - до 1,3%.
4
Проведіть нескладне обчислення: 28 * 0,76 + 32 * 0,23 + 40 * 0, 013 = 29,16 грамів/моль.
5
Отримана величина дуже близька до тієї, яка вказана в довідниках: 28,98 грамів/моль. Розбіжність пояснюється округленням.
6
Можете визначити молярну масу повітря і за допомогою нескладного лабораторного досвіду. Для цього виміряйте масу колби з перебувають в ній повітрям.
7
Запишіть отриманий результат. Потім, приєднавши шланг колби до манометру, відкрийте кран і, включивши насос, почніть відкачувати повітря з колби.
8
Почекайте деякий час (щоб повітря в колбі нагрівся до кімнатної температури), запишіть показання манометра і термометра. Потім, закривши кран на колбі, від'єднайте її шланг від манометра, і зважте колбу з новим (зменшеним) кількістю повітря. Запишіть результат.
9
Далі вам на допомогу прийде універсальне рівняння Менделєєва-Клапейрона: PVm = MRT.Запішіте його в дещо зміненому вигляді:? PVm =? MRT, причому вам відомі і зміна тиску повітря? P і зміна маси повітря? M. Молярна маса повітря m обчислюється елементарно: m =? MRT/? PV.
Корисна порада
Рівняння Менделєєва-Клапейрона описує стан ідеального газу, яким повітря, звичайно ж, не є. Але при величинах тиску і температури, близьких до нормальних, похибки настільки незначні, що ними можна знехтувати.