مسائل محلولة على خواص الغازات Gas Properties – الجزء الأول

فى هذا الموضوع سوف نتطرق إلى (10) مسائل محلولة عن خواص الغازات بأفكار مختلفة وحلول بسيطة وطرق سهلة.

كما تم التطرق إلى (10) مسائل محلولة عن خواص الغازات – الجزء الثاني

مثال (1): 

احسب عدد مولات الهيدروجين الموجودة فى (18 L) من الغاز عند ضغط قدره (70 cm.Hg) ودرجة حرارة (27Co). علماً بأن (R = 0.0821 L. atm/K . mol)

الحل:

بتطبيق القانون العام للغازات المثالية:

مسائل محلولة على خواص الغازات

مثال (2):

 احسب وزن (10 L) من غاز النيتروجين في درجة حرارة (27 Co) وضغط (74 cm Hg) علماً بأن (R = 0.0821 L. atm/K . mol)

الحل:

بتطبيق القانون العام للغازات المثالية:

مسائل محلولة على خواص الغازات

مثال (3): 

خليط غازي يحتوى على (0.5 g) من النيتروجين (1.0 g) من الأكسجين موجود في أسطوانة حجمها (15 L) في درجة حرارة (25 Co) احسب:

(أ) عدد مولات كل غاز.

(ب) الضغط الجزئي لكل غاز.

(جـ) الضغط الكلي لخلیط الغازات.

الحل:(أ) عدد مولات كل غاز:مسائل محلولة على خواص الغازات

(ب) نحسب ضغط كل غاز على حدة بالتطبیق في القانون العام للغازات المثالیة:

مسائل محلولة على خواص الغازات

(جـ) الضغط الكلي لخلیط الغازات:

مثال (4):
احسب معدل الجدز التربيعى لسرعة جزئيات الأوكسجين
(O2) في درجة حرارة (27 Co) علماً بأن (R = 8.314 × 107 erg/molK) حيث (2(erg = 1g . cm2/s علماً بأن (AWO= 16)

الحل:

** بتطبيق القانون:
مسائل محلولة على خواص الغازات

حيث Mw هو الوزن الجزیئي للغاز وتعتمد وحدته على وحدة ثابت الغازات (R)

** فإذا كانت وحدة (R = 8.314 J/mol K = 8.314 kg m2/s2 mol K) فإن وحدة الوزن الجزيئي (Mw) تكون Kg/mol  لأن الثابت R به وحدة Kg

 
** في المسألة فإن قيمة R المعطاة هي:
 
8.314 × 107 erg/mol K = 8.314 × 107 g.cm2/s2 mol K
 
وبالتالي فأن وحدة الوزن الجزيئي في القانون السابق هي الوحدة المعروفة والمتبعة دائماً (g/mol) وبالتالي فإن وحدة السرعة تكون  :cm/s

مسائل محلولة على خواص الغازات

مثال (5): 

احسب معدل الجذر التربيعى لسرعة الهيدروجين في الظروف القياسية. علماً بأن: (R = 8.314 J/mol K) ، (AwH= 1) وكثافة الزئبق dHg = 13.59 g/cm3
 
الحل:
 
بتطبيق العلاقة:

حيث أن Mw هو الوزن الجزيئي ويكون بوحدة Kg/mol واختيار هذه الوحدة بسبب أن قيمة الثابت  (R)المعطاة هي:

(R = 8.314 J/mol K = 8.314 kg m2/s2 mol K)
 
مسائل محلولة على خواص الغازات
طريقة حل أخرى:
 ** من العلاقة:

يمكن التعويض عن قيمة (RT) بالقيمة (PV) لتصبح العلاقة:

 لكن المشكلة تكمن في معرفة الوحدات الصحيحة لقيم V , P من أجل التعويض بها في العلاقة للحصول على وحدة للسرعة تساوى cm/s أو m/s

 
حجم الغاز في الظروف القیاسیة (الحجم المولاري):
 
Vm = 22.4 L = 22400 cm3
 
 والضغط في الظروف القیاسیة:

وبالتالي نعوض بقیمة الوزن الجزیئي بالوحدة (g/mol):

مثال (6):

 احسب معدل الجذر التربيعي لسرعة النيتروجين (N2) في درجة حرارة (27 Co) وضغط (70 cm Hg) حيث:
(R = 8.314 J/mol K = 8.314 kg m2/s2)
8.314 × 107 erg/mol K = 8.314 × 107 g.cm2/s2 mol K 
علماً بأن (AwN= 14)
 
الحل:
 
یمكن حساب الجذر التربیعي لمتوسط (معدل) سرعة النیتروجین بإحدى العلاقتین التالیتین:

وبتطبیق العلاقة:

وإذا عوضنا بقيمة:

R= 8.314 Kg ms-2 mol-1 K-1
 
فأن الوزن الجزيئي يعبر عنه بوحدة (kg mol-1):

طريقة أخرى للحل:

ویمكن حل المسألة بالقانون:

مثال (7):

 احسب وزن:

(أ) جزيء واحد من غاز الأكسجین (O2)

(ب) جزيء واحد من غاز ثاني أكسید الكربون (CO2)

علماً بأن الكتل الذرية : (O= 16 , C= 12) وعدد أفوجادرو NA= 6.023 × 1023

الحل:
 

مثال (8):

 إذا كانت سرعة جزيئات غاز الأكسجين (O2) تساوي (4.25 × 104 cm/s) عند درجة حرارة صفر درجة مئوية فكم ستكون سرعة جزيئات غاز ثانى اكسيد الكربون (CO2) عند نفس الدرجة الحرارية.
(علماً بأن الكتل الذرية: (O=16 , C=12
 
الحل:
 
عند نفس درجة الحرارة فإن سرعة انتشار غازین تخضع لقانون جراھام للإنتشار:

مثال (9): 

إذا علمت أن سرعة جزیئات غاز الأكسجین عند درجة الصفر المئوي ھي (3.62 × 104 cm/s) فاحسب سرعة جزیئات غاز الأكسجین عند درجة حرارة (25 Co)
 
الحل:
 
من النظریة الحركیة الجزیئیة للغازات فإن الطاقة الحركیة (KE) تتناسب مع درجة الحرارة لذلك:

 

مثال (10): 

احسب معدل مربع سرعة جزیئات النیون (Ne) عند درجة حرارة (25 Co) إلى تلك التي للآرجون (Ar) في نفس الدرجة الحراریة.
 
الحل:
 
بتطبيق العلاقة:

 



المراجع:  أسس الكيمياء العامة والفيزيائية – الجزء الأول.عمر بن عبد الله الهزازي ، قسم الكيمياء- كلية العلوم – جامعة أم القرى – المملكة العربية السعودية.

شاهد أيضاً

أنواع قوى التجاذب بين جزئيات السائل Intermolecular Forces

هناك قوى تجاذب بين جزئيات السائل. قوى التجاذب بين جزئيات السائل أضعف بكثير من الرابطة …

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *