Для того чтобы рассчитать количество вещества, массу и объем для 12 × 10²³ молекул азота, нужно пройти через несколько этапов. Давайте разберем их по порядку.
- Количество вещества (в молях):
Молекула азота (N₂) состоит из двух атомов азота. Для того чтобы определить количество вещества, нужно использовать число Авогадро (Na), которое равно приблизительно 6.022 × 10²³ молекул/моль.
Количество вещества (n) можно найти по формуле:
[ n = \frac{N}{N_a} ]
где:
- ( N ) — количество молекул,
- ( N_a ) — число Авогадро.
Подставим значения:
[ n = \frac{12 \times 10^{23}}{6.022 \times 10^{23}} \approx 1.993 \, моль ]
- Масса вещества (в граммах):
Чтобы найти массу вещества, нужно знать молярную массу азота (N₂). Молярная масса одного атома азота (N) равна приблизительно 14 г/моль, соответственно, молярная масса молекулы азота (N₂) будет:
[ M(N_2) = 2 \times 14 \, г/моль = 28 \, г/моль ]
Массу вещества (m) можно найти по формуле:
[ m = n \times M ]
где:
- ( n ) — количество вещества в молях,
- ( M ) — молярная масса.
Подставим значения:
[ m = 1.993 \, моль \times 28 \, г/моль \approx 55.804 \, г ]
- Объем газа (в литрах) при нормальных условиях:
При нормальных условиях (0°C и 1 атм) один моль идеального газа занимает объем 22.4 литра.
Объем (V) можно найти по формуле:
[ V = n \times V_m ]
где:
- ( V_m ) — молярный объем газа при нормальных условиях, который равен 22.4 л/моль.
Подставим значения:
[ V = 1.993 \, моль \times 22.4 \, л/моль \approx 44.8032 \, л ]
Итак, для 12 × 10²³ молекул азота:
- Количество вещества: приблизительно 1.993 моль,
- Масса: приблизительно 55.804 грамма,
- Объем при нормальных условиях: приблизительно 44.8032 литра.