’ Katse arvutused Katse tulemused: m1 (Kolb+kork+õhk)=149,04g m2 (Kolb+kork+ CO2)= 149,16g Kuna kogu vesi korraga mõõtsilindrisse ei mahunud, mõõtsin kolvis oleva vee maht kahes jaos ja tulemused liitsin. V (õhu maht ; CO2 maht)=250ml+64ml=314ml to(temperatuur laboris)=20oC p(Õhurõhk laboris)=99,63KPa Kolvis oleva gaasi mahu normaaltingimustel arvutramine: Kus V0 on gaasi maht normaal- või standardtingimustel P0 – normaal- või standardtingimustele vastav rõhk(101325Pa) T0 – normaal- ja standardtingimustele vastav temperatuur kelvinites (273 K) P ja T – rõhk ja temperatuur, mille juures maht V on antud või mõõdetud. Õhu tiheduse normaaltingimustel ja selle õhu massi määramine: Õhu massi määramine: Kolvi ning korgi massi arvutamine: m3=m1 - mõhk m3=149,04g – 0,3710943g=148,669g CO2 massi arvutamine CO2 suhtelise tiheduse (D) arvutamine: CO2 molaarmassi arvutamine:
5) Kolvi sisse mahub 316ml vett. 6) Temperatuur laboris 21 kraadi, õhurõhk laboris on 99400 Pa Katse arvutused 1) Arvutan, milline on gaasi maht kolvis normaaltingimustel Esiteks teiseldan kraadid kelviniteks: T(K) = t(° C) + 273,15 T(K) = 21° C + 273,15 = 294,15K Ja nüüd arvutan gaasi mahu kolvis normaaltingimustel antud valemiga: V0 = (P * V * T0) / (P0 * T), [dm3] kus: V0 on gaasi maht normaal- või standardtingimustel; P0 normaal- või standardtingimustele vastav rõhk (sõltuvalt valitud ühikutest); T0 normaal- ja standardtingimustele vastav temperatuur kelvinites (273 K); P ja T rõhk ja temperatuur, mille juures maht V on antud või mõõdetud. V0 = (99400Pa * 0,316 dm3 * 273K) / (1000Pa * 273,15K) = 0,29dm3 V: gaasi maht normaaltingimustes on 0,29dm3 2) Kasutades gaaside tiheduse valemit ja teades õhu keskmist molaarmassi, leian õhu tiheduse normaaltingimustes ning selle kaudu õhu massi kolvis
Töö eesmärk: Töö eesmärgiks oli gaaside saamine laboratooriumis, seosed gaasiliste ainete mahu, temperatuuri ja rõhu vahel, gaasiliste ainete molaarmassi leidmine. Sissejuhatus 0 PV T 0 V = 0 PT kus V 0 on gaasi maht normaal- või standardtingimustel, P0 normaal- või standardtingimustele vastav rõhk (sõltuvalt valitud ühikutest), T 0 normaal- ja standardtingimustele vastav temperatuur kelvinites (mõlemal juhul 273 K), P ja T aga rõhk ja temperatuur, mille juures maht V on antud või mõõdetud. mõhk =ρ0 õhk∗V 0 Arvutada kolvi ning korgi mass (m3) vahest m3=m1 – mõhk ja CO2 mass (mCO2) vahest mCO =m2 – m3 2
Kui normaaltingimustel on 1,0 mooli gaasi maht ehk molaarruumala Vm = 22,4 dm3/mol, siis standardtingimustel Vm = 22,7 dm3/mol. Põhilised ideaalgaaside seadused: Boyle'i seadus: Konstantsel temperatuuril on kindla koguse gaasi maht (V) pöördvõrdelises sõltuvuses rõhuga (P). Charles'i seadus: Konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi maht võrdelises sõltuvuses temperatuuri-ga. Kombineerides saame seose, mida kasutatakse mahu viimiseks ühtedelt tingimustelt teistele, sh. ka normaal- ja standardtingimustele: kus V0 on gaasi maht normaal- või standardtingimustel, P0 normaal- või standardtingimustele vastav rõhk, T0 normaal- ja standardtingimustele vastav temperatuur kelvinites (mõlemal juhul 273 K), P ja T aga rõhk ja temperatuur, mille juures maht V on antud või mõõdetud. Ühe mooli gaasilise aine korral: PV/T = R , kus R on universaalne gaasikonstant. n mooli gaasi kohta kehtib seos PV = nRT (Clayperoni võrrand)
V V1 V2 ── = const ── = ── T T1 T2 Kombineerides saab P1 V1 P2 V2 P0 V0 ─── = ──── = ─── T1 T2 T0 Seda seost kasutatakse mahu viimiseks ühtedelt tingimustelt teistele, sealhulgas ka normaal- või standartingimustele. P - rõhk, mille juures antud maht (V) on mõõdetud T - temperatuur, mille juures antud maht (V) on mõõdetud V- gaasi maht V0- Normaal- või standardtingimustele vastav gaasi maht P0- normaal- või standardtingimustele vastav rõhk T0- normaal- või standardtingimustele vastav temperatuur (273,15 K) Clapeyroni võrrand P V= n R T m P V = ── R T M Universaalse gaasikonstandi väärtuse leidmine: P0 Vm0 101 325 Pa * 0,0224138 m3 R = ──── = ───────────────── = 8,314 J/mol * K T0 273,15 K * mol R = 0,082 atm * l * mol-1 * K-1 R = 62 400 mm Hg * cm3 * mol-1* K-1
sõltuvuses rõhuga (P). PV = const P1/P2 = V2/V1 2. Charles`i seadus Konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi maht võrdelises sõltuvuses temperatuuriga. V/T = const V1/T1 = V2/T2 Kombineerides saame: P1V 1 P2V 2 P0V 0 T1 = T2 = T0 Seda seost kasutatakse gaaside mahu viimiseks ühtedelt tingimustelt (rõhk P1, temperatuur T1) teistele (P2, T2), sealhulgas ka normaal- või standardtingimustele PVT 0 V0 = P0T kus V0 on gaasi maht normaal- või standardtingimustel, P0 normaal- või standardtingimustele vastav rõhk (sõltuvalt valitud ühikutest), T0 normaal- ja standardtingimustele vastav temperatuur kelvinites (mõlemal juhul 273 K), P ja T aga rõhk ja temperatuur, mille juures maht V on antud või mõõdetud. Ühe mooli gaasilise aine korral: PV T = const = R R - universaalne gaasikonstant n mooli gaasi kohta kehtib jargmine seos: P*V = n*R*T
Erinevalt tahketest ainetest ja vedelikest sõltub gaaside maht oluliselt temperatuurist ning rõhust. Gaasiliste ainete mahtu väljendatakse tavaliselt kokkuleppelistel nn normaaltingimustel, kus temperatuur on 273,15K ja rõhk 101 325 Pa (1,0 atm; 760 mm Hg). Gay- Lussac´i seadus- konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi maht võrdelises sõltuvuses temperatuuriga. Selles valemis tähistab V0 gaasi mahtu normaal- või standardtingimustel, P0 normaal- või standardtingimustele vastavat rõhku, T0 normaal- ja standardtingimustele vastavat temperatuuri kelvinites (mõlemal juhul 273 K), P ja T aga rõhku ja temperatuuri, mille juures maht V on antud või mõõdetud. Clapeyroni võrrand Gaasi suhteline tihedus on ühe gaasi massi suhe teise gaasi massi samadel tingimustel (V, P, T). Gaasi suhteline tihedus on ühikuta suurus ja näitab, mitu korda on antud gaas teisest raskem või kergem. D= = Suhtelist tihedust väljendatakse tavaliselt õhu suhtes
Erinevalt tahketest ainetest ja vedelikest sõltub gaaside maht oluliselt temperatuurist ning rõhust. Gaasiliste ainete mahtu väljendatakse tavaliselt kokkuleppelistel nn normaaltingimustel, kus temperatuur on 273,15K ja rõhk 101 325 Pa (1,0 atm; 760 mm Hg). Gay- Lussac´i seadus- konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi maht võrdelises sõltuvuses temperatuuriga. Selles valemis tähistab V0 gaasi mahtu normaal- või standardtingimustel, P0 normaal- või standardtingimustele vastavat rõhku, T0 normaal- ja standardtingimustele vastavat temperatuuri kelvinites (mõlemal juhul 273 K), P ja T aga rõhku ja temperatuuri, mille juures maht V on antud või mõõdetud. Clapeyroni võrrand Gaasi suhteline tihedus on ühe gaasi massi suhe teise gaasi massi samadel tingimustel (V, P, T). Gaasi suhteline tihedus on ühikuta suurus ja näitab, mitu korda on antud gaas teisest raskem või kergem. D= = Suhtelist tihedust väljendatakse tavaliselt õhu suhtes
Põhilised ideaalgaaside seadused Boyle'i seadus Konstantsel temperatuuril on kindla koguse gaasi maht (V) pöördvõrdelises sõltuvuses rõhuga (P). PV = const Gay Lussac'i seadus Konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi maht võrdelises sõltuvuses temperatuuriga. Kombineerides saab Seost 1.5 kasutatakse gaaside mahu viimiseks ühtedelt tingimustelt (rõhk P 1, temperatuur T1) teistele (P2, T2), sealhulgas ka normaal- või standardtingimustele kus V0 on gaasi maht normaal- või standardtingimustel, P0 normaal- või standardtingimustele vastav rõhk (sõltuvalt valitud ühikutest), T0 normaal- ja standardtingimustele vastav temperatuur kelvinites (mõlemal juhul 273 K), P ja T aga rõhk ja temperatuur, mille juures maht V on antud või mõõdetud. Daltoni seadus. Keemiliselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga
standardtingimustel Vm 22,7 dm 3 / mol Põhilised ideaalgaaside seadused: Boyle'i seadus: Konstantsel temperatuuril on kindla koguse gaasi maht (V) pöördvõrdelises P1 V2 sõltuvuses rõhuga (P). P2 V1 Charles'i seadus: Konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi maht võrdelises sõltuvuses temperatuuriga. Kombineerides saame seose, mida kasutatakse mahu viimiseks ühtedelt tingimustelt teistele, sh. ka normaal- ja standardtingimustele: PV T0 0 0 V0 0 , kus V on gaasi maht normaal- või standardtingimustel, P normaal- või p T 0 standardtingimustele vastav rõhk, T normaal- ja standardtingimustele vastav temperatuur kelvinites (mõlemal juhul 273 K), P ja T rõhk ning temperatuur, mille juures maht V on antud või mõõdetud. PV
kraade. Põhilised ideaalgaaside seadused Boyle´i seadus - konstantsel temperatuuril on kindla koguse gaasi maht pöördvõrdelises seoses rõhuga: Charles'i seadus konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi maht võrdelises sõltuvuses temperatuuriga: Ülaltoodud valemist saab tuletada, et Seda seost kasutatakse gaaside mahu viimiseks ühtedelt tingumustelt teistele, sealhulgas ka normaal- ja standardtingimustele kus V° on gaasi maht normaal- või standardtingimustel P° normaal- või standardtingimustele vastav rõhk (sõltuvalt valitud ühikutest), T° normaal- või standardtingimustele vastav temperatuur kelvinites (mõlemal juhul 273 K), P ja T aga rõhk ja temperatuur, mille juures maht V on antud või mõõdetud. Daltoni seadus - keemiliselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga
Ideaalgaaside võrrandites tuleb kasutada temperatuuriühikuna kelvinit. Boyle'i seadus: Konstantsel temperatuuril on kindla koguse gaasi maht (V) pöördvõrdelises sõltuvuses rõhuga (P). PV = const Charles'i seadus: Konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi maht võrdelises sõltuvuses temperatuuriga. Kombineerides saab Seost kasutatakse gaaside mahu viimiseks ühtedelt tingimustelt (rõhk P 1, temperatuur T1) teistele (P2, T2), sealhulgas ka normaal- või standardtingimustele. Gaasi suhteline tihedus on ühe gaasi massi suhe teise gaasi massi samadel tingimustel (V, P, T). Gaasi suhteline tihedus on ühikuta suurus ja näitab, mitu korda on antud gaas teisest raskem või kergem. Suhtelist tihedust väljendatakse tavaliselt õhu suhtes (õhu keskmine molaarmass, arvestades lämmastiku ja hapniku massivahekorda õhus on 28,96 29,0 g/mol) või vesiniku (MH2 = 2,0 g/mol) suhtes. Gaasi absoluutne tihedus normaaltingimustel ehk 1 kuupdetsimeetri gaasi mass
sõltuvuses rõhuga (P). P1 V 2 P∙ V =const = p2 V 1 Charles’i seadus: Konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi maht võrdelises sõltuvuses temperatuuriga. V V1 V2 =const = T T 1 T2 Kombineerides saame seose, mida kasutatakse mahu viimiseks ühtedelt tingimustelt teistele, sh. ka normaal- ja standardtingimustele: 0 P∙ V ∙T V = P0 ∙T kus V0 on gaasi maht normaal- või standardtingimustel, P0 normaal- või standardtingimustele vastav rõhk, T0 normaal- ja standardtingimustele vastav temperatuur kelvinites (mõlemal juhul 273 K), P ja T aga rõhk ja temperatuur, mille juures maht V on antud või mõõdetud. P∙V Ühe mooli gaasilise aine korral =const=R , kus R on universaalne gaasikonstant. T
temperatuuriga. V const T 1.3 V1 V2 T1 T2 1.4 Kombineerides saab: 2 P1V1 P2V2 P 0V 0 T1 T2 T0 , 1.5 seda seost kasutatakse gaaside mahu viimiseks ühtedelt tingimustelt (rõhk P 1, temperatuur T1) teistele (P2, T2), sealhulgas ka normaal- või standardtingimustele PVT 0 V 0 0 PT , 1.6 kus V0 on gaasi maht normaal- või standardtingimustel, P0 normaal- või standardtingimustele vastav rõhk (sõltuvalt valitud ühikutest), T0 normaal- ja standardtingimustele vastav temperatuur kelvinites (mõlemal juhul 273 K), P ja T aga rõhk ja temperatuur, mille juures maht V on antud või mõõdetud. Ühe mooli gaasilise aine korral PV const R T , 1.7
sõltuvuses rõhuga (P). P1 V 2 P V =const = p2 V 1 Charles'i seadus: Konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi maht võrdelises sõltuvuses temperatuuriga. V V1 V2 =const = T T 1 T2 Kombineerides saame seose, mida kasutatakse mahu viimiseks ühtedelt tingimustelt teistele, sh. ka normaal- ja standardtingimustele: 0 P V T V = P0 T kus V0 on gaasi maht normaal- või standardtingimustel, P0 normaal- või standardtingimustele vastav rõhk, T0 normaal- ja standardtingimustele vastav temperatuur kelvinites (mõlemal juhul 273 K), P ja T aga rõhk ja temperatuur, mille juures maht V on antud või mõõdetud. PV Ühe mooli gaasilise aine korral =const=R , kus R on universaalne gaasikonstant. T
Gaasiliste ainete mahtu väljendatakse tavaliselt kokkuleppelistel nn normaaltingimustel: · temperatuur 273,15 K (0 °C) · rõhk 101 325 Pa (1,0 atm; 760 mm Hg) Konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi maht võrdelises sõltuvuses temperatuuri-ga. PVT 0 V0 = P 0 T - Charles'i võrrand Selles valemis tähistab V0 gaasi mahtu normaal- või standardtingimustel, P0 normaal- või standardtingimustele vastavat rõhku, T0 normaal- ja standardtingimustele vastavat temperatuuri kelvinites (mõlemal juhul 273 K), P ja T aga rõhku ja temperatuuri, mille juures maht V on antud või mõõdetud. Gaasi suhteline tihedus on ühe gaasi massi suhe teise gaasi massi samadel tingimustel (V, P, T). Gaasi suhteline tihedus on ühikuta suurus ja näitab, mitu korda on antud gaas teisest raskem või kergem m1 M1 D= = m2 M2 Suhtelist tihedust väljendatakse tavaliselt õhu suhtes (õhu keskmine molaarmass, arvestades
korral aatomeid). Ideaalgaaside võrrandites tuleb kasutada temperatuuriühikuna kelvinit, mitte aga Celsiuse kraade. Boyle'i seadus .Konstantsel temperatuuril on kindla koguse gaasi maht (V) pöördvõrdelises sõltuvuses rõhuga (P). PV = const = Charles'i seadus .Konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi maht võrdelises sõltuvuses temperatuuriga. =const = Kombineerdes saab V°= kus V° on gaasi maht normaal- või standardtingimustel, P° normaal- või standardtingimustele vastav rõhk , T° normaal- ja standardtingimustele vastav temperatuur kelvinites, P ja T aga rõhk ja temperatuur, mille juures maht V on antud või mõõdetud. Ühe mooli gaasilise aine korral =const=R, kus R universaalne gaasikonstant n mooli gaasi kohta kehtib seos P V = n R T (Clayperoni võrrand) Daltoni seadus. Keemiliselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga. Osarõhk on rõhk, mida avaldaks gaas, kui teisi gaase segus poleks.
rõhust. Gaasiliste ainete mahtu väljendatakse tavaliselt kokkuleppelistel nn normaaltingimustel: temperatuur 273,15 K (0 °C) rõhk 101 325 Pa (0,987 atm;750 mmHg) Charles'i seadus Konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi maht võrdelises sõltuvuses temperatuuriga. PVT 0 V0 P0T kus V0 on gaasi maht normaal- või standardtingimustel, P0 normaal- või standardtingimustele vastav rõhk (sõltuvalt valitud ühikutest), T0 normaal- ja standardtingimustele vastav temperatuur kelvinites (mõlemal juhul 273 K), P ja T aga rõhk ja temperatuur, mille juures maht V on antud või mõõdetud. n mooli gaasi kohta kehtib seos m PV = =RT PV=nRT ehk M Clapeyroni võrrand R= 8,314 J/mol∙K
4 T 1 T2 Kombineerides saab P1 V 1 P2 V 2 P0 V 0 = = 0 1.5 T1 T2 T P1 Seost 1.5 kasutatakse gaaside mahu viimiseks ühtedelt tingimustelt (rõhk , temperatuur T1 P2 T2 ) teistele ( , ), sealhulgas ka normaal- või standardtingimustele 0 PV T 0 V = 0 1.6 PT kus V0 on gaasi maht normaal- või standardtingimustel, P0 normaal- või standardtingimustele vastav rõhk (sõltuvalt valitud ühikutest), T0 normaal- ja standardtingimustele vastav temperatuur kelvinites (mõlemal juhul 273 K), P ja T aga rõhk ja temperatuur, mille juures maht V on antud või mõõdetud. Ühe mooli gaasilise aine korral
sõltuvuses temperatuuriga (T). Gay Lussac'i seadus kehtib juhul, kui temperatuuri muutmisel gaas jääb täielikult gaasilisse olekusse. Charles'iseadus: Jääval mahul on antud gaasimassi rõhk võrdeline gaasi temperatuuriga Kombineerides valemeid saame: NB!Mõlemalpoolvõrdusmärkipeabkasutamaühtesidjasamurõhu-,mahu- jatemperatuuriühikuid. Seost kasutatakse gaaside mahu viimiseks ühtedelt tingimustelt (rõhk P, temperatuur T1 ) teistele(P2 ,T2 ) või siis ka normaal-või standardtingimustele kus V0 on gaasi maht normaal-või standardtingimustel; P0 normaal-või standardtingimustele vastav rõhk (sõltuvalt valitud ühikutest); T0 normaal-ja standardtingimustele vastav temperatuur kelvinites (273 K); P ja T rõhk ja temperatuur, mille juures maht V on antud või mõõdetud. Ühe mooli gaasilise aine korral kus R on universaalne gaasikonstant. n mooli gaasi kohta kehtib seos (MendelejevClapeyroni võrrand)
Charles'i seadus. Konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi maht (V) võrdelises sõltuvuses temperatuuriga (T). 0 P⋅V⋅T 0 V = Boyle'i ja Charles'i seadusi kombineerides saab valemi 0 P ⋅T , kus V0 on gaasi maht normaal- või standardtingimustel, P0 normaal- või standardtingimustele vastav rõhk (sõltuvalt valitud ühikutest), T0 normaal- ja standardtingimustele vastav temperatuur kelvinites (mõlemal juhul 273 K), P ja T aga rõhk ja temperatuur, mille juures maht V on antud või mõõdetud. Gaasi suhteline tihedus on ühe gaasi massi suhe teise gaasi massi samadel tingimustel (V, P, T). Gaasi suhteline tihedus on ühikuta suurus ja näitab, mitu korda on antud gaas teisest raskem või m1 M 1 kergem D= =
P2 V1 Gay-Lussac´i seadus Konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi maht võrdelises sõltuvuses temperatuuriga. V = const T V1 V2 = T1 T2 Kombineerides saab P1V1 PV P 0V 0 = 2 2 = T1 T2 T0 Seda seost kasutatakse gaaside mahu viimiseks ühtedelt tingimustelt (rõhk P 1, te-ur T2) teistele (P2, T2), sealhulgas ka normaal- või standartingimustele PVT 0 V0 = , P 0T kus V0- gaasi maht normaal-või standaarttingimustel P0- normaal- või standardtingimustele vastav rõhk (sõltuvalt valitud ühikutest) T0- normaal- või standardtingimustele vastav te-ur kelvinites P ja T- rõhk ja te-ur, mille juures maht V on antud või oli mõõdetud Ühe mooli gaasilise aine korral PV = const = R T n mooli gasi kohta kehtib seos PV = nRT ehk m PV = RT Clapeyroni võrrand M R- universaalne gaasikonstant Neid valemaid kasuatakse gaasi mahu leidmiseks temperatuuril T ja rõhul P, kui on teada gaasi moolide arv või mass.
võrdelises sõltuvuses temperatuuriga. = const = Kombineerides saab = = Seda seost kasutatakse gaaside mahu viimiseks ühtedelt tingimustelt (rõhk P1, temperatuur T1) teistele (P2, T2), sealhulgas ka normaal- või standardtingimustele V = Ühe mooli gaasilise aine korral = const = R R universaalne gaasikonstant n mooli gaasi kohta kehtib seos PV= nRT ehk PV = R T Clapeyroni võrrand Daltoni seadus. Keemiliselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga. Osarõhk on rõhk, mida avaldaks gaas, kui teisi
annaabi.ee 
