Сколько молекул фосфина (PH3) содержится при нормальных условиях (н.у.) в 72,62 литрах? Какова масса этого газа?

Puma

41

Чтобы решить эту задачу, нам нужно учесть несколько факторов. Во-первых, нам нужно знать количество вещества фосфина, выраженное в молекулах. Во-вторых, нам нужно найти массу этого газа. Для начала найдем количество молекул фосфина при н.у.

Перед тем, как продолжить, давайте вспомним основные понятия химии. Количество вещества (обозначается как \(n\)) измеряется в молях (моль). Моль – это единица измерения, которая позволяет измерять количество атомов, ионов, молекул и других частиц. Она показывает, сколько различных частиц содержится в данном количестве вещества.

Важным понятием также является число Авогадро (обозначается как \(N_A\)), которое равно приблизительно \(6.022 \times 10^{23}\) частиц в одном моле. Это число позволяет связать между собой количество вещества, количество молекул и массу образца.

Итак, давайте приступим к решению задачи. Сначала найдем количество молекул фосфина в 72,62 литрах при н.у.

Шаг 1: Найдем количество вещества фосфина в молях.
Для этого воспользуемся уравнением состояния газовой фазы:
\[V = n \times V_m\]
где \(V\) - объем газа (в нашем случае 72,62 литра), \(n\) - количество вещества (в молях), \(V_m\) - молярный объем газа при н.у. (известно, что \(V_m\) равен приблизительно 22,4 литра/моль).

Решая уравнение относительно \(n\), получаем:
\[n = \frac{V}{V_m} = \frac{72,62}{22,4} \approx 3,245\]
Таким образом, количество вещества фосфина при н.у. равно примерно 3,245 моль.

Шаг 2: Найдем количество молекул фосфина.
Для этого умножим количество вещества в молях на число Авогадро:
\[N = n \times N_A = 3,245 \times 6.022 \times 10^{23} \approx 1,955 \times 10^{24}\]
Таким образом, количество молекул фосфина при н.у. составляет примерно \(1,955 \times 10^{24}\).

Теперь давайте перейдем ко второй части задачи и найдем массу фосфина.

Шаг 3: Найдем молярную массу фосфина.
Молярная масса фосфина (обозначается как \(M\)) равна сумме атомных масс компонентов фосфина, в данном случае фосфора (P) и водорода (H). Молярная масса фосфора составляет приблизительно 31, и молярная масса водорода составляет примерно 1. Получаем:
\[M = 31 + 3 \times 1 = 34\]
Молярная масса фосфина равна примерно 34 г/моль.

Шаг 4: Найдем массу фосфина.
Для этого умножим количество вещества фосфина в молях на молярную массу фосфина:
\[m = n \times M = 3,245 \times 34 \approx 110,33\]
Таким образом, масса фосфина при н.у. составляет примерно 110,33 г.

Итак, ответ на задачу:
Количество молекул фосфина при нормальных условиях в 72,62 литрах составляет примерно \(1,955 \times 10^{24}\), а масса этого газа составляет примерно 110,33 г.