Download Report

‫כימיה כללית ‪ -‬גיליון ‪3‬‬
‫‪ .1‬הלותאן הוא אחד החומרים המרדימים היחסית בטוחים לשימוש‪ .‬מהו המשקל המולקולארי של‬
‫הלותאן אם ‪ 456‬מיליגרם תופסים נפח של ‪ 52.8‬מיליליטר ב‪ 22 -‬מעלות צלזיוס ולחץ של ‪805‬‬
‫טור?‬
‫? ‪M .W . ‬‬
‫‪m  0.456 gr‬‬
‫‪V  0.0528L‬‬
‫‪T  22C  295 K‬‬
‫‪P  805 Torr  805 760 atm  1.059atm‬‬
‫נסתכל על משוואת המצב של הגזים האצילים‪:‬‬
‫‪m‬‬
‫‪RT‬‬
‫‪M .W‬‬
‫‪PV  nRT ‬‬
‫‪RT‬‬
‫‪0.082  295‬‬
‫‪ 0.456 ‬‬
‫‪ 197.23 gr mol‬‬
‫‪PV‬‬
‫‪1.059  0.0528‬‬
‫‪M .W  m‬‬
‫‪ .2‬בדוגמת אויר הנמצאת בתנאי ‪ STP‬היחס של מהירות הממוצעת הריבועית של חמצן למהירות‬
‫ממוצעת הריבועית של חנקן‪ ,‬כלומר ‪ U rms O2  U rms  N 2 ‬שווה ל‪-‬‬
‫‪M .W  N 2 ‬‬
‫‪14.007‬‬
‫‪‬‬
‫‪M .W O2 ‬‬
‫‪15.999‬‬
‫‪M .W  N 2 ‬‬
‫‪3RT‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪M .W O2 ‬‬
‫‪3RT‬‬
‫‪U rms O2  U rms  N 2  ‬‬
‫‪ 0.936‬‬
‫‪ .3‬המר לחץ של ‪ 780Torr‬ללחץ המתאים ביחידות של אטמוספרה‪.‬‬
‫‪780 Torr  780 760 atm  1.026atm‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪ 2.21mol‬של גז הליום‪ , He ,‬נמצאים בתוך מיכל בעל נפח קבוע של ‪ . 40.2L‬מחממים את‬
‫הגז עד שהוא מגיע ללחץ של ‪ . 4.2 atm‬מהי הטמפרטורה אליה מחומם הגז?‬
‫‪n  He   2.21mol‬‬
‫‪PV  nRT‬‬
‫‪‬‬
‫‪PV‬‬
‫‪4.2  40.2‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 931.68 K‬‬
‫‪nR 2.21  0.082‬‬
‫‪T‬‬
‫‪V  40.2 L‬‬
‫‪P  4.2atm‬‬
‫?‪T ‬‬
‫‪ 4.0 L .5‬של גז חנקן‪ , N 2 ,‬נמצא בלחץ של ‪ . 760mmHg‬דוחסים את הגז בטמפרטורה קבועה‬
‫עד כדי לחץ של ‪ . 3.2 atm‬מהו הנפח הסופי של הגז?‬
‫? ‪V2 ‬‬
‫‪V1  4 L‬‬
‫‪P2  3.2atm‬‬
‫‪P1  760mmHg  1atm‬‬
‫‪PV‬‬
‫‪1 1  PV‬‬
‫‪2 2‬‬
‫‪4  1  3.2  V2‬‬
‫‪V2  1.25L‬‬
‫‪ .6‬עפ"י התגובה הבאה‪( 2 Al s   6HCl aq  2 AlCl3aq  3H 2 g  :‬מאוזן)‬
‫בחר תשובה אחת‪:‬‬
‫על כל מול של ‪ Al‬שמגיב‪ ,‬נוצרים ‪ 1.5‬מול של ‪: H 2‬‬
‫‪PV  nRT‬‬
‫‪1.5  0.082  273‬‬
‫‪ 33.579 L‬‬
‫‪1‬‬
‫‪ STP ‬‬
‫‪‬‬
‫‪nRT‬‬
‫‪P‬‬
‫‪V‬‬
‫מכאן שתשובות א' ו‪-‬ב נפסלות‪.‬‬
‫‪m  Al   1mg  103 gr‬‬
‫‪103‬‬
‫‪gr‬‬
‫‪ 3.706  105 mol‬‬
‫‪26.982 gr mol‬‬
‫‪n  Al  ‬‬
‫‪3‬‬
‫‪ 3.706  105 mol  5.56  105 mol‬‬
‫‪2‬‬
‫‪nRT  STP  5.56  105  0.082  273‬‬
‫‪V‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 1.24103 L  1.24mL‬‬
‫‪P‬‬
‫‪1‬‬
‫‪ n  H2  ‬‬
‫תשובה נכונה‪ :‬כל על מיליגרם של ‪ Al‬שמגיב נוצרים ‪ 1.24‬מ"ל של ‪ H 2‬גזי‪ ,‬בתנאי ‪STP‬‬
‫‪ .7‬מהי מסת אדי המים אשר תופסים נפח של ‪ 54‬ליטר ב ‪ 200‬מעלות צלזיוס ו‪ 76 -‬טור בהנחת‬
‫התנהגות גז אידיאלי?‬
‫?‪m‬‬
‫‪V  54 L‬‬
‫‪T  200C  473 K‬‬
‫‪P  76 Torr  0.1atm‬‬
‫‪m‬‬
‫‪RT‬‬
‫‪M .W‬‬
‫‪PV  nRT ‬‬
‫‪PV‬‬
‫‪0.1  54‬‬
‫‪  2  16  ‬‬
‫‪ 2.506 gr‬‬
‫‪RT‬‬
‫‪0.082  473‬‬
‫‪m  M .W‬‬
‫‪ .8‬אם נפח גז מוכפל פי ‪ 2‬אך הטמפרטורה נשארת קבועה אז‪:‬‬
‫‪1) PV  nRT‬‬
‫‪2) P  2V   nRT‬‬
‫הלחץ הסופי שווה למחצית הלחץ לפני שינוי הנפח‪.‬‬
‫‪ .9‬דוגמה של ‪ 2.48L‬של גז ‪ He‬בלחץ ‪ 739Torr‬מעורבבת עם ‪ 6.08L‬של גז ‪ Ar‬בלחץ של‬
‫‪ . 325Torr‬שני הגזים הוכנסו לתוך מיכל בנפח של ‪ . 4.80L‬מהו השבר המולי של ‪? He‬‬
‫כל הלחצים נמדדו בטמפ' של ‪. 25C‬‬
‫‪T  298 K , V flask   4.80 L‬‬
‫‪V  He   2.48L , P  He   739Torr  0.972atm‬‬
‫‪V  Ar   6.08L , P  Ar   325Torr  0.427atm‬‬
‫‪PV 0.972  2.48‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 0.099mol‬‬
‫‪RT 0.082  298‬‬
‫‪PV 0.427  6.08‬‬
‫‪n  Ar  ‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 0.106mol‬‬
‫‪RT 0.082  298‬‬
‫‪n  He  ‬‬
‫‪Pi  He  n  He ‬‬
‫‪0.099‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 0.482‬‬
‫‪Ptot‬‬
‫‪ntot‬‬
‫‪0.099  0.106‬‬
‫‪ .10‬ע"פ התגובה הבאה‪( Fe2O3  3H 2  2Fe  3H 2O :‬מאוזן)‬
‫כמה מול ברזל ייוצרו אם יגיבו ‪ 17.4 L‬גז מימן בתנאי ‪?STP‬‬
‫? ‪n  Fe  ‬‬
‫‪V  H 2   17.4 L‬‬
‫‪PV  nRT‬‬
‫‪1  17.4‬‬
‫‪ 0.777mol‬‬
‫‪0.082  273‬‬
‫‪2‬‬
‫לפי היחס הסטוכיומטרי‪ ,‬ייווצרו‪ 0.777  0.518 :‬‬
‫‪3‬‬
‫מול של ברזל‪.‬‬
‫‪ STP ‬‬
‫‪‬‬
‫‪PV‬‬
‫‪RT‬‬
‫‪n‬‬