¿Cuánto volumen en STP ocupa 1 g de hidrógeno?

En muchos libros de texto debes haber leído la declaración,

“Un mol de cualquier gas ideal ocupa 22.4 L en STP”.

Bueno, no desde 1982. La declaración anterior fue precisa hasta 1982, ya que se derivó de la Ley del Gas Ideal utilizando la definición de STP hasta entonces. En 1982, la definición de STP se modificó ligeramente: en lugar de usar la presión como 1 atm o [matemática] 1.01325 \ veces10 ^ 5 [/ matemática] Pa, ahora usamos exactamente [matemática] 10 ^ 5 [/ matemática] Pa.

Ahora el volumen es de aproximadamente 22.8 L.

A ver por nosotros mismos.

1 g de [matemáticas] H [/ matemáticas] = 1 mol de [matemáticas] H [/ matemáticas] = 0,5 mol de [matemáticas] H_2 [/ matemáticas]

Según la definición actual, STP o Temperatura y presión estándar es,

Presión [matemática] P = 10 ^ 5 Pa = 10 ^ 5 \ dfrac {N} {m ^ 2} [/ matemática] [matemática] [/ matemática]

Temperatura [matemática] T = 273.15 K [/ matemática]

Empecemos con lo básico;

La Ley del Gas Ideal o la Ecuación del Estado establece que:

[matemáticas] PV = nRT [/ matemáticas],

donde [math] V [/ math] es el volumen que necesitamos encontrar,

[matemática] n = [/ matemática] el recuento molar [matemática] = .5 [/ matemática] mol

y [matemática] R = [/ matemática] Constante de gas universal [matemática] = 8.314 JK ^ {- 1} .mol ​​^ {- 1} [/ matemática]

Así podemos reescribir la ecuación de estado para

[matemáticas] V = \ dfrac {nRT} {P} [/ matemáticas]

Ahora sustituyendo los factores por sus valores que obtenemos,

[matemáticas] V = \ dfrac {.5 \ veces (8.314) \ veces (273.15)} {10 ^ 5} m ^ 3 [/ matemáticas]

[matemáticas] \ implica V = 0.0114 m ^ 3 [/ matemáticas]

Como sabemos que [matemática] 1 m ^ 3 = 10 ^ 3 litros [/ matemática] o [matemática] 10 ^ 3 [/ matemática] L

[matemáticas] \ implica V = 11.4 [/ matemáticas] L (ANS)

Por lo tanto, podemos decir que 1 mol del gas ocupará 22.8 L.

PS Intente usar [math] P = 1.01325 \ times10 ^ 5 [/ math] Pa y vea que el volumen para 1 mol de gas será 22.4 L, que es un valor obsoleto.

Es posible que tus maestros no lo hayan notado porque están demasiado ocupados enseñándote ciencia al igual que se enseña religión o cuando un animal está entrenado para circo.

1 g de hidrógeno gaseoso ocupa 11,2 litros de espacio.

Un mol de cualquier gas ocupa 22.4 litros de volumen.

Un lunar es equivalente a [matemáticas] 6 × 10 ^ 23 [/ matemáticas] átomos o moléculas de una sustancia.

Pero si por casualidad dices, por ejemplo:

1 mole de mochilas escolares. Eso significa [matemáticas] 6 × 10 ^ 23 [/ matemáticas] mochilas escolares.

Del mismo modo, suponiendo que con su pregunta se refería a 1 mol de moléculas de hidrógeno, que es una molécula diatómica, quiere decir 6 × 10 ^ 23 moléculas de hidrógeno gaseoso (H2).

Ahora, un mol de moléculas de una sustancia es equivalente al gramo de peso molecular de esa sustancia, que es de 2 g para el hidrógeno gaseoso.

Por lo tanto, un mol de hidrógeno gaseoso pesa 2 g.

Ahora, como un mol de cualquier gas ocupa 22.4 litros de volumen a STP, 1 mol de Hidrógeno ocupa 22.4 litros.

Por lo tanto, 2 g de hidrógeno ocupan 22,4 litros de volumen.

Por lo tanto, es bastante obvio que 1 g de gas de hidrógeno ocupa 11.2 litros a STP.

Tenga en cuenta que aquí estamos hablando de 1 g de gas de hidrógeno, pero si tiene que calcular lo mismo para los átomos de hidrógeno, la respuesta podría variar.

1 mol de átomos de hidrógeno tiene una masa de 1 gm porque son monoatómicos. Entonces, 1 g de átomos de hidrógeno también ocuparía 22.4 litros de espacio.

PD

Solo los gases ideales exhiben la propiedad de ocupar 22.4 litros de volumen por mol en STP. Recuerde, no puede aplicar esta lógica a sólidos o líquidos ya que las fuerzas intermoleculares en ellos son muy altas, lo que organiza los átomos de estos elementos entre sí, a diferencia de un gas en STP.

De acuerdo con la ley de Avogadro, un mol de gas en STP ocupa 22.4L.

Un mol de gas hidrógeno es 2.016g

2.016g → 22.4L

1g → y

Calcule y .

y = (1 x 22.4) / 2.016

y = 11.11L

En STP, el hidrógeno existe como H2.

Por lo tanto, peso molecular de Gram = 2 g

Peso dado = 1g

Por lo tanto, no de moles = 1/2 = 0.5

Ahora no de moles = volumen ocupado / 22.4 litros en STP.

De ahí el vol. Ocupado = 0.5 × 22.4 lit. = 11.2 litros

1 g de gas de hidrógeno (H2) = 0,5 moles de gas de hidrógeno desde 2 g. es la masa molar de dihidrógeno!

Ahora por la Ley de Avogadro,
1 mol de cualquier gas en STP ocuparía 22.7 litros de volumen.

Por lo tanto, 0.5 moles ocuparían la mitad de este volumen, es decir, ¡11.35 L!

Por lo tanto, la respuesta requerida de su pregunta es: 11.35 litros 🙂

Espero que haya ayudado 🙂

No. de moles = peso. En gm./molecular wt.

No de moles = vol. De gas / 22.4

Al igualar ambos … obtenemos …

Vol. De gas = {1 ÷ 2} × 22.4 = 11.2 litros

De acuerdo con la ley de Avegadro, un mol de gas en STP ocupa un volumen de 22.4 litros. 1 g de hidrógeno contiene 0,5 moles de moléculas de hidrógeno. Entonces el volumen que ocupa es 11.2 litros.

Usa la fórmula

Masa / masa molar = volumen / 22,4 litros

Masa de hidrógeno = 1 g

La masa molar de H2 es de 2 u

Ponga estos valores en la fórmula obtendrá Volumen = 11.2 litros

Dado que la masa molecular del hidrógeno es de 2 gm, sabemos que la masa molecular de cualquier molécula tiene un volumen de 22,4 litros.

Por método unitario podemos encontrar fácilmente que el hidrógeno de 1 g tiene un volumen de 11,2 litros

De acuerdo con la constante de gas universal, 1 mol de CUALQUIER gas en STP ocupa 22.4 L de espacio, y dado que la masa molar de Hidrógeno es de 1 g, podemos decir que 1 g de Hidrógeno = un mol de Hidrógeno, entonces 1 g de Hidrógeno ocupa 22.4 L de espacio.

1 g de gas H2 = 0,5 mol de gas H2

1 mol ocupa 22.4L

0.5 mol ocupa 11.2L

Espero que esto ayude.