Как вычислить массу одного моля водорода

Содержание:

1. Масса одного моля водорода
2. Универсальное правило
3. Расчет с использованием объема
4. Расчет с использованием таблицы Менделеева
5. Молярная масса водорода
6. Расчет с использованием уравнения Менделеева-Клапейрона
7. Расчет молярной массы

Масса одного моля водорода

Водород – легчайший газ, первый элемент таблицы Менделеева. Из него состоят звезды и он находит применение в промышленности. Возникает необходимость вычислить массу одного моля водорода.

Универсальное правило

Существует универсальное правило: один моль любого газа при близких к нормальным условиях занимает объем, равный 22,4 литрам. Пользуясь этим, можно определить массу одного моля водорода.

Расчет с использованием объема

Допустим, задача состоит в определении массы одного моля водорода при известном объеме. Если известно, что 44,8 кубических метров водорода весят 4 килограмма, то можно провести следующий расчет. В одном кубическом метре содержится 1000 литров, поэтому в 44,8 кубических метрах содержится 44800 литров.

Далее, разделив 44800 литров на 22,4 литра (объем одного моля газа), получим 2000 молей водорода. Из условий задачи известна их масса – 4 килограмма, то есть 4000 грамм. Поделив 4000 грамм на 2000 молей, получаем 2 грамма – это масса одного моля водорода.

Расчет с использованием таблицы Менделеева

Другой способ определить массу одного моля водорода – использовать таблицу Менделеева. В ней указаны молекулярные массы элементов, выраженные в атомных единицах массы. Молекулярная масса наиболее распространенного изотопа водорода протия составляет 1,008 а.е.м. Учитывая, что молекула водорода двухатомная, ее молекулярная масса будет равна 2,016 а.е.м, или округленно – 2 а.е.м.

Молярная масса водорода

Существует еще одно универсальное правило: молярная масса любого элемента численно равна его молекулярной массе, выраженной в граммах на моль. Следовательно, молярная масса водорода равна 2,016 грамма, округленно – 2 грамма.

Расчет с использованием уравнения Менделеева-Клапейрона

Также можно определить массу одного моля водорода с помощью уравнения Менделеева-Клапейрона: PV = MRT/m, где P – давление газа, V – объем, M – фактическая масса, R – универсальная газовая постоянная, T – температура, m – молярная масса.

Переписав уравнение, получаем: m = MRT/PV. Это уравнение справедливо для любого газа при условиях, близких к нормальным. В том числе, и для водорода.

Расчет молярной массы

Подставив в формулу известные значения давления, объема, массы, температуры и газовой постоянной (равной 8,31), можно рассчитать молярную массу водорода m.