Расчёт по объёмному отношению газов
Расчёт по объёмному отношению газов — это определение объёмов газообразных реагентов или продуктов по коэффициентам химического уравнения. При одинаковых температуре и давлении объёмы газов относятся друг к другу так же, как их коэффициенты в уравнении реакции.
Сначала составляют и уравнивают реакцию, правильно расставляя коэффициенты уравнения реакции. Затем коэффициенты используют как отношение объёмов. Если в реакции участвуют только газы, это отношение можно записать непосредственно. Если среди веществ есть жидкость или твёрдое вещество, его объём обычно не учитывают.
Здесь \(V\) — объём газа, а \(\nu\) — его коэффициент в уравнении реакции. Чтобы найти неизвестный объём, составляют пропорцию: известный объём относят к его коэффициенту, а неизвестный — к коэффициенту соответствующего газа.
Рассмотрим реакцию: \(2\mathrm{H_2}+\mathrm{O_2}\rightarrow2\mathrm{H_2O}\). При одинаковых температуре и давлении объёмы водорода и кислорода относятся как \(2:1\). Если прореагировало \(6\ л\) водорода, объём кислорода равен \(6:2=V(\mathrm{O_2}):1\), поэтому \(V(\mathrm{O_2})=3\ л\). Объём водяного пара составил бы \(6\ л\), если вода образуется в газообразном состоянии.
Объёмное отношение применяют только к газам, находящимся при одинаковых температуре и давлении. Коэффициенты показывают не только отношение объёмов газов, но и отношение количеств вещества. Массы веществ относятся иначе, потому что зависят от молярных масс.
В реакции \(\mathrm{N_2}+3\mathrm{H_2}\rightarrow2\mathrm{NH_3}\) смешали \(2\ л\) азота и \(6\ л\) водорода. Какой объём аммиака образуется при одинаковых условиях?
Такие пропорции являются частью расчётов по уравнению реакции. Если газы взяты в разных условиях или один из реагентов дан с избытком, потребуется дополнительный анализ условий задачи.
Главное
- При одинаковых температуре и давлении объёмы газов относятся как коэффициенты уравнения.
- Сначала уравняйте реакцию, затем составьте пропорцию по коэффициентам.
- Массу, объём жидкости или твёрдого вещества нельзя приравнивать к объёмному отношению газов.