Готовые ответы по школьным предметам
333 просмотров
МОЛЯРНАЯ МАССА АЗОТА
от в категории Физика | 333 просмотров

2 Ответы

0 интересует 0 не интересует

Молярная масса азота

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Отношение массы (m) вещества к его количеству (n) называют молярной массой вещества:

M = m / n.

Молярную массу обычно выражают в г/моль, реже в кг/кмоль. Поскольку в одном моле любого вещества содержится одинаковое число структурных единиц, то молярная масса вещества пропорциональная массе соответствующей структурной единицы, т.е. относительной атомной массе данного вещества (Mr):

M = κ × Mr,

где κ – коэффициент пропорциональности, одинаковый для всех веществ. Относительная молекулярная масса – величина безразмерная. Её вычисляют, используя относительные атомные массы химических элементов, указанных в Периодической системе Д.И. Менделеева.

Относительная атомная масса атомарного азота равна 14,0067 а.е.м. Его относительная молекулярная масса будет равна 14,0064, а молярная масса:

M(N) = Mr (N) × 1 моль = 14,0067 г/моль.

Известно, что молекула азота двухатомна – N2, тогда, относительная атомная масса молекулы азота будет равна:

Ar(N2) = 14,0067 × 2 = 28,0134 а.е.м.

Относительная молекулярная масса молекулы азота будет равна 28,0134, а молярная масса:

M(N2) = Mr (N2) × 1 моль = 28,0134 г/моль или просто 28 г/моль.

Азот представляет собой бесцветный газ, не обладающий ни запахом, ни вкусом (схема строения атома представлена на рис. 1), плохо растворимый в воде и других растворителях с очень низкими значениями температур плавления (-210oC) и кипения (-195,8oC).

Строение атома азота и его молярная масса

Рис. 1. Строение атома азота.

Известно, что в природе азот может находиться в виде двух изотопов 14N (99,635%) и 15N (0,365%). Эти изотопы характеризуются различным содержанием нейтронов в ядре атома, а значит и молярной массой. В первом случае она будет равна 14 г/моль, а во втором – 15 г/моль.

Молекулярную массу вещества в газообразном состоянии можно определить, используя понятие о его молярном объеме. Для этого находят объем, занимаемый при нормальных условиях определенной массой данного вещества, а затем вычисляют массу 22,4 л этого вещества при тех же условиях.

Для достижения данной цели (вычисление молярной массы) возможно использование уравнения состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона):

pV = mRT / M,

где p – давление газа (Па), V – объем газа (м3), m – масса вещества (г), M – молярная масса вещества (г/моль), Т – абсолютная температура (К), R – универсальная газовая постоянная равная 8,314 Дж/(моль×К).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1
ЗаданиеАзот можно получить термическим разложением нитрита аммония:

NH4NO2 = N2↑ + 2H2O.

Определите, какой объем газа, приведенный к нормальным условиям, образуется при разложении нитрита аммония массой 16 г.

РешениеЗапишем уравнение реакции:

NH4NO2 = N2↑ + 2H2O.

Рассчитаем количество вещества нитрита аммония (молярная масса равна – 64,06 г/моль):

n = m / M;

n(NH4NO2) = m(NH4NO2) / M(NH4NO2);

n(NH4NO2) = 16 / 64,06 = 0,25моль.

Согласно уравнению реакции n(NH4NO2) :n(N2) = 1:1, т.е. n(NH4NO2) = n(N2) = 0,25 моль. Рассчитаем объем выделившегося азота:

V = n×Vm;

V(N2) = n (N2) ×Vm;

V(N2) = 0,25 × 22,4 = 5,6л.

ОтветОбъем азота равен 5,6 л.
от
0 интересует 0 не интересует

Азот относится к 15-й группе (по старой классификации – к главной подгруппе 5-ой группы), 2-го периода под 7 атомным номером в периодической системе химических элементов и обозначен символом N. Молярная масса азота равна 14 кг/моль. Азот как простое вещество представляет собой в нормальных условиях инертный двухатомный газ, не имеющий ни цвета, ни вкуса, ни запаха. Из этого газа частично состоит атмосфера Земли. Молекулярная масса азота равна 28. Слово «азот» в переводе с греческого языка означает «безжизненный». В природе молекулы газа состоят из стабильных изотопов, в которых молярная масса азота составляет 14кг/моль (99.635%) и 15кг/моль (0.365%). За пределами земной атмосферы он обнаружен в составе газовых туманностей, в атмосфере Солнца, межзвездном пространстве, на планетах Нептун, Уран и так далее. Он является четвертым в Солнечной системе по распространению после таких элементов, как водород, гелий, кислород. Искусственно получены радиоактивные изотопы, в которых молярная масса азота – от 10кг/моль и до 13кг/моль, а также от 16кг/моль и до 25кг/моль. Они все относятся к короткоживущим элементам. Самый стабильный из изотопов, в котором молярная масса азота составляет 13кг/моль, имеет десятиминутный период полураспада. Биологическая роль этого газа огромна, ведь он является одним из основных элементов, из которых складываются нуклеиновые кислоты, белки, нуклеопротеиды, хлорофилл, гемоглобин и другие важные вещества. Оба стабильных изотопа и молярная масса азота в 14кг/моль и в 15кг/моль участвует в азотном обмене. По этой причине колоссальное количество связанного азота содержат живые организмы, «мертвая» органика и дисперсное вещество океанов и морей. А в дальнейшем, как результат процессов разложения и гниения органики, содержащей азот, образовываются залежи азотсодержащей органики такой, как, например, селитра. Азот из атмосферы способны связать и превратить в усваиваемые формы, например, соединения аммония, около 160 видов микроорганизмов, в основном состоящие в симбиотической связи с высшими растениями, обеспечивая их азотными удобрениями, и дальше по пищевой цепочке попадает к травоядным организмам и хищникам. В лабораторных условиях азот получают при помощи реакции разложения аммония нитрита. В результате получают смесь газа с аммиаком, кислорода и оксида азота (I). Его очистку производят, пропуская полученную смесь вначале через раствор серной кислоты, потом сульфата железа (II), а потом над раскаленной медью. Другой способ получения его в лаборатории заключается в пропускании над оксидом меди (II) аммиака при температуре около 700 градусов Цельсия. В промышленных масштабах азот получают, пропуская воздух над раскаленным коксом, но образуется не чистый продукт, а опять-таки смесь, но уже с благородными газами и углекислым газом, так называемый «воздушный» или «генераторный» газ. Он является сырьем для химического синтеза и топливом. Также из «генераторного» газа можно выделять азот, для этого проводят поглощение оксида углерода. Второй способ получения азота в промышленности – фракционная перегонка жидкого воздуха. Есть также такие методы, как мембранное и адсорбционное газоразделение. Возможно получение атомарного азота, он намного активнее, чем молекулярный, способен, к примеру, реагировать при обычных условиях с фосфором, серой, мышьяком, металлами. Азотные соединения широко применяются в промышленности, из них делают удобрения, взрывчатку, медикаменты, красители и так далее. В нефтехимической промышленности им продувают трубопроводы, проверяют их работу под давлением. В горнодобывающем комплексе с его помощью создают внутри шахт взрывобезопасную среду, распирают им пласты породы. В электронике им обдувают сборки, в которых недопустимо малейшее окисление кислородом, который содержится в воздухе. 

от

Похожие вопросы

2 ответов
спросил 16 Сен, 19 от аноним в категории Физика
2 ответов
спросил 16 Сен, 19 от аноним в категории Химия
2 ответов
1,696 вопросов
11,836 ответов
78,164 пользователей