Valaki segít kémiából?

Az ilyen feladatokat mindig úgy kell elkezdeni, hogy nem baj, ha nem látod át rögtön a megoldásmenetet, de megnézed, hogy milyen adatok vannak megadva, felidézed magadban a képleteket (most itt a mennyiségek között összefüggést teremtő képletekre gondolok, tehát például ezt: m=n*M, ahol m a tömeg, n az anyagmennyiség, és M a moláris tömeg), és akkor végiggondolod, hogy mely képletekkel tudsz elindulni valamerre, és megnézed, hogy a kapott részeredményekből, egy másik képlettel tovább tudsz-e menni, és akkor így lépésről-lépésre próbálgatva "felgöngyölíted" a feladatot, mint a rendőrség egy bűnügyet. Tehát a megadott adatok:

mo=10 kg

m/m°%=0,4%

A gáz, amivel számolunk a kén-hidrogén: H2S

Ennek moláris tömege a képletben szereplő indexek, és a periódus rendszerben szereplő moláris tömegekből adódóan:

M(H2S)=2*M(H)+M(S)= 2*1 g/mol + 32 g/mol = 34 g/mol

V=80 dm^3

t=25°C

p=0,12 MPa

Na miből tudunk kiindulni. Először is, a tömegszázalék definíciós képletével és a megadott oldat tömeggel (mo) ki tudjuk számítani tisztán az oldott anyag tömegét (moa):

moa=mo*((m/m%)/100%)= 10 kg * (0,4%/100%) = 10 kg * 0,004 = 0,04 kg = 40 g.

A mértékegység átváltás már a következő lépés miatt kell, mivel a moláris tömeg képletében gramm szerepel, és nem kilogramm, de itt említeném meg, hogy általánosságban is igaz a mérőszám és a mértékegység közötti FORDÍTOTT ARÁNYOSSÁG, vagyis hogy ha csökkented a mértékegységet, -mint ebben a feladatban is, hiszen a gramm az kisebb mértékegység a kilogrammnál- akkor a mérőszámot növelni kell, és ha pedig a mértékegységet kell növelned, akkor a mérőszámot csökkentened kell. És persze mindig ugyanazzal a számmal kell szoroznod a mérőszámot, amivel a mértékegységet osztottad (itt ez a szám az 1000), vagy fordítva, ugyanazzal kell osztanod a mérőszámot, amivel a mértékegységet szoroztad. Vagy ha nem szeretsz osztani, akkor azt is csinálhatod, hogy mindig csak szorzásban gondolkozol, de akkor ha szorzod a mértékegységet vagy a mérőszámot, akkor a másikat az adott szám reciprokával kell szoroznod, vagyis az 1000-rel való osztás helyett szorozhatsz 1/1000-rel vagyis 0,001-gyel is, akkor is ugyanaz lesz az eredményt, mintha osztottad volna 1000-re. Ezt ha mindig tudatosan végiggondolod, akkor nem fogod elrontani. Na de nézzük a következő lépést.

Tudjuk a gáz tömegét, és a moláris tömegét is, ebből a két adatból, a legelőször említett képlettel az anyagmennyiségét is ki tudod már számolni:

m=n*M /:M (persze a fontos képleteket tudni kell fejből, és átrendezni is tudni kell őket sajna)

n=m/M= 40 g / (34 g/mol) = 1,176 mol

Most már tudjuk a gáz anyagmennyiségét is,úgyhogy ebből már ki tudjuk számolni ennek a gáznak a térfogatát is.

V=n*Vm= 1,176 mol * 24,5 dm^3/mol = 28,82 dm^3.

(Persze ezt a képletet is tudni kell fejből, és azt is, hogy a gáz moláris térfogata (Vm-je) standard állapotban (25°C, 0,1 MPa) 24,5 dm^3/mol. A másik amit még tudnod kell az a normál állapot, ami 0°C-on van, de ugyanúgy légköri vagyis 0,1 MPa nyomáson, ott a gáz moláris térfogata kicsit kisebb (ugye a hőtágulásból adódóan logikus is, hogy a melegebb gáz a nagyobb térfogatú), és 22,41 dm^3/mol-lal egyenlő.)

Most van egy kis probléma. Nem tudom, hogy mennyire lényeges ez a részletkérdés, de a standard állapot, az 0,1 MPa nyomásra vonatkozik, a feladatban meg egy picivel nagyobb a gáz nyomása, mert 0,12 MPa. Ezt a kis eltérét lehet el is lehetne hanyagolni, de ha precízek vagyunk, akkor a gáz térfogata picit kisebb lesz ezen a picit nagyobb nyomáson (itt is logikus, hogy a nagyobb nyomás kisebb helyre préseli össze ugyanazt a gázt), és akkor az előző részeredményt csökkenteni kell, vagyis egy olyan törttel kell beszorozni, ami 1-nél kisebb, vagyis a számlálója kisebb, mint a nevezője, vagyis a számlálóba kerül a kisebb nyomás, a nevezőbe a nagyobb, vagyis:

V2=V1*(0,1/0,12)= 28,82 dm^3 * (0,833333...) = 24,02 dm^3. És látjuk, hogy viszonylag nem elhanyagolhtó a térfogatcsökkenés, úgyhogy ezt a lépést nem hagyhatjuk ki. Emögött az van egyébként, hogy a gáz térfogata -állandó hőmérsékleten- fordítottan arányos a nyomással, vagyis minél nagyobb a nyomás, annál kisebbre préselődik össze, és minél kisebb a nyomás, annál nagyobbra tágul. Vagyis amennyiszer nagyobb a nyomás (0,12/0,1) annak a reciprokaszor kisebb (0,1/0,12) lesz a térfogat.

És akkor látjuk, hogy a 80 dm^3 gázból eltávozott 24,02 dm^3 gáz, vagyis megmaradt: 80 dm^3 - 24,02 dm^3 = 55,98 dm^3 gáz, de ez kitágul a teljes 80 dm^3-es gazométer térfogatára, és akkor a nyomása ezzel fordított arányban lecsökken, vagyis 55,98/80-ad részére csökken a 0,12 MPa, vagyis p2=p1*(V2/V1)=0,12 MPa * (55,98 dm^3 / 24,02 dm^3) = 0,12 Mpa * 0,7 = 0,084 MPa.

Remélem érthető voltam, ha nem, kérdezz nyugodtan, ha igen, lécci pontozz fel.