2012 tavaszi félév 2. óra. Tananyag:

2011/2012 tavaszi félév 2. óra Tananyag: 2. Gázelegyek, gőztenzió Gázelegyek összetétele, térfogattört és móltört egyezősége Gázelegyek sűrűsége Relatív sűrűség Parciális nyomás és térfogat, Dalton-törvény, Amagatszabály Gőztenzió Relatív páratartalom Benkő Zoltán jegyzete: 4. fejezet Eredeti Veszprémi Tamás szerkesztette(digitálisan Csonka Gábor) jegyzet: III. fejezet (Gáztörvények)

Oláh Julianna ©

http://www.ch.bme.hu/oktatas/ejegyzet (Kémiai alapok) és http://web.inc.bme.hu/fpf

1

Fontosabb tudnivalók: • • • • •

• • • • • •

Általános gáztörvény: pV=nRT Gázelegyek esetén a térfogattört és a móltört azonos! Parciális nyomás: pi=xi*pösszes Parciális térfogat: Vi=xi*Vösszes Dalton törvény: egy adott gázelegyben a komponensek parciális nyomásának összege megadja a gázelegy össznyomását (pösszes). N-komponens esetén: pösszes=p1+p2+p3+…+pN. Amagat szabály: egy adott gázelegyben a komponensek parciális térfogatainak összege megadja a gázelegy össztérfogatát (Vösszes). N-komponens esetén: Vösszes=V1+V2+V3+…+VN. Gázok sűrűsége: r=p*Mw/RT Átlagos móltömeg: Mw,átlag=x1*Mw,1+x2*Mw,2+… Relatív sűrűség (pl. H2-re vonatkoztatva, ugyanabban az állapotban (p,T) számítva): rrel= rkérdés/rH2 Gőztenzió: folyadékkal vagy szilárd anyaggal egyensúlyban lévő telített gőz nyomása adott hőmérsékleten. Relatív páratartalom: a folyadékból keletkezett gőz nyomásának és az adott anyag azonos hőmérsékletén vett gőztenziójának a hányadosa. Általában százalékban fejezzük ki az értékét. j=p(T)/p(T)0

Oláh Julianna ©


2

Általános gáztörvény: pV=nRT Parciális nyomás és térfogat: pi=xi*pösszes Vi=xi*Vösszes pösszes=p1+p2+p3+…+pN. Vösszes=V1+V2+V3+…+VN. Gázelegy sűrűsége: r=p*Mw/RT Átlagos móltömeg: Mw,átlag=x1*Mw,1+x2*Mw,2+… Relatív sűrűség: Pl. rrel= rkérdés/rH2 Relatív páratartalom: j=p(T)/p(T)0

4.4. példa: (Benkő jegyzet) Egy 25,00 dm3 térfogatú gázpalackban a nyomás kezdeti értéke 5,000 MPa, a hőmérséklet pedig 300,0 K. A palackban található ideális gáz 30,0%-át kiengedjük, melynek során az palackban található gáz hőmérséklete 275,0 K-re csökken. Mekkora lett a palackban a nyomás? Megvárjuk, hogy a gáz visszamelegedjen 300,0 K-re. Mekkora lesz ekkor a nyomás a gázpalackban? A gázpalack hőtágulásától tekintsünk el!

R=8.314 J/molK Tömeg%=mkomponens/mösszes*100 Móltört: x=nkomponens/nösszes Mólok száma: n=m/Mw Oláh Julianna ©


3


4.7. példa: (Benkő jegyzet) Egy gázpalack térfogata 23,00 liter, 310,0 K hőmérsékleten a benne található héliumgáz nyomása 2000,0 kPa. Mekkora a héliumgáz tömege? A gázpalack legfeljebb 5,500 MPa nyomást bír ki. Maximálisan mekkora hőmérsékletre emelhetjük biztonságosan a hőmérsékletet? (Eközben a palack térfogata nem változik.)



4


4.8. példa: (Benkő jegyzet) Mekkora a nitrogéngáz (N2) sűrűsége 450,0 K hőmérsékleten és 1,010 bar nyomáson? Azonos nyomás mellett mekkora hőmérsékleten lenne a nitrogéngáz sűrűsége 1,000 g/dm3? Ar(N) = 14,00.



5


4.11. példa: (Benkő jegyzet) Állapítsuk meg a következő gázok sűrűségét 101 325 Pa nyomáson és 273,15 K hőmérsékleten, valamint számítsuk ki ezen gázok azonos állapotú nitrogéngázra vonatkoztatott sűrűségét is: NO2, NH3, NF3! Ar(N) = 14,00 Ar(O) = 16,00 Ar(H) = 1,00 Ar(F) = 19,00.



6


4.14. példa: (Benkő jegyzet) Egy oxigénből és argonból álló gázelegyben az oxigén anyagmennyisége 0,750 mól. A gázelegy térfogata 3750 cm3, össznyomása pedig 1662,8 kPa 300,0 K hőmérsékleten. Mekkora az oxigén parciális térfogata és parciális nyomása? Állapítsuk meg a keverék átlagos moláris tömegét! M(O2) = 32,00 g/mol M(Ar) = 40,00 g/mol.



7


4.18. példa: (Benkő jegyzet) Egy szoba méretei: 4,00 m *5,30 m *3,20 m. A szobában 101,31 kPa nyomású, 298,0 K hőmérsékletű száraz levegő (21,0 térfogat% O2, 79,0 térfogat% N2) van. Felmosás során legfeljebb mekkora térfogatú víz borulhat ki a padlóra, hogy annak teljes mennyisége el tudjon párologni? Mi lesz a szoba levegőjének mólszázalékos, illetve tömegszázalékos összetétele egyensúlyban, ha feltételezzük, hogy a szobából nem tud eltávozni sem levegő, sem vízpára? A víz gőztenziója 298 K hőmérsékleten: 3,17 kPa. Ar(N): 14,00; Ar(O): 16,00.



8

Általános gáztörvény: pV=nRT Parciális nyomás és térfogat: pi=xi*pösszes Vi=xi*Vösszes pösszes=p1+p2+p3+…+pN. Vösszes=V1+V2+V3+…+VN. Gázelegy sűrűsége: r=p*Mw/RT Átlagos móltömeg: Mw,átlag=x1*Mw,1+x2*Mw,2+… Relatív sűrűség: Pl. rrel= rkérdés/rH2 Relatív páratartalom: j=p(T)/p(T)0 R=8.314 J/molK Tömeg%=mkomponens/mösszes*100 Móltört: x=nkomponens/nösszes Mólok száma: n=m/Mw Oláh Julianna ©

Minta ZH_2009 A2-es feladat A. Egy nitrogen-oxigen gazelegyben a nitrogen (N2) parcialis nyomasa 120,0 kPa, az oxigene (O2) pedig 80,0 kPa. M(N2): 28,0; M(O2): 32,0. a. Mekkora az elegyben a nitrogen moltortje? x(N2): (4p) b. Mekkora a gazkeverek atlagos molaris tomege? Mátlag: (4p) c. Mekkora a fenti gazkeverek sőrősege, ha a hımerseklet 356 K? d: (4p) d. Mekkora 1,00 mol gazelegy terfogata 356 K-en a fenti nyomason? V: (4p) e. Hany K-en lesz 1,00 mol gazelegy terfogata 18,707 dm3, hogyha a parcialis nyomasok erteke nem valtozik ekozben? T: (4p)


9


Minta ZH_2009 A2-es feladat B. Egy 10,00 m3-es, legmentesen lezart tartalyban 340,0 K hőmérsékletű, vizgőzre telitett levegő van, a tartályban az össznyomás 101,0 kPa. Hány gramm cseppfolyós víz (M=18,0 g/mol) fog kicsapódni, ha a tartályban a hőmérsékletet 300,0 K-re csökkentjük? A folyamat során a tartály térfogata nem változik. A keletkező cseppfolyós víz térfogatát hanyagolja el! A víz gőztenziója 340 K-en 29,80 kPa, 300 Ken 2,60 kPa. m(H2O): (10p) Összesen: dddddddd (30p)



10

2012 tavaszi félév 2. óra. Tananyag:

Recommend Documents