ЯК визначити масу кисню :: Природничі науки

Мабуть, неможливо знайти настільки ж необхідний для життя елемент, як кисень. Якщо без їжі людина може прожити кілька тижнів, без води кілька днів, то без кисню - всього кілька хвилин. Ця речовина знаходить широке застосування в різних галузях промисловості, у тому числі хімічної, а також як компонент ракетного палива (окислювач).

Інструкція

Часто виникає необхідність визначити масу кисню, що знаходиться в якомусь замкнутому обсязі, або виділився в результаті хімічної реакції. Наприклад: 20 грамів перманганату калію піддали термічному розкладанню, реакція пройшла до кінця. Скільки грамів кисню при цьому виділилося?

Насамперед, згадайте, що перманганат калію - він же калій марганцевокислий - має хімічну формулу KMnO4. При нагріванні він розкладається, утворюючи манганат калію - K2MnO4, основний оксид марганцю - MnO2, і кисень O2. Записавши рівняння реакції, і підібравши коефіцієнти, отримаєте:

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

Враховуючи, що приблизна молекулярна маса двох молекул перманганату калію - 316, а молекулярна маса молекули кисню, відповідно, 32, шляхом вирішення пропорції, обчисліть:

20 * 32/316 = 2,02
Тобто при термічному розкладанні 20 грамів перманганату калію, виходить приблизно 2,02 грама кисню. (Або округлено 2 грами).

Або, наприклад, потрібно визначити масу кисню, що знаходиться в замкнутому об'ємі, якщо відома його температура і тиск. Тут на допомогу приходить універсальне рівняння Менделєєва - Клапейрона, або по-іншому «рівняння стану ідеального газу». Воно має такий вигляд:

PVm = MRT
P - тиск газу,

V - його об'єм,

m - його молярна маса,

М - маса,

R - універсальна газова постійна,

Т - температура.

Ви бачите, що необхідну величину, тобто масу газу (кисню), після приведення всіх вихідних даних в одну систему одиниць (тиск - в Паскалі, температуру - в градуси Кельвіна і т.д.), легко можна обчислити за формулою:

M = PVm / RT

Зрозуміло, реальний кисень - це не ідеальний газ, для опису якого і було введено це рівняння. Але при величинах тиску і температури, близьких до нормальних, відхилення розрахункових величин від фактичних настільки незначні, що ними сміливо можна знехтувати.