p = 1013 hPa
V = 1 m3 = 1000 dm3
T = 273 K
pV = nRT
1013 • 1000 = n • 83,1 • 273
1013000 = 22686,3 • n / : 22686,3
n = 44,65 [mol]
Zawartość argonu w powietrzu = 0,93%
0,93% z 44,65 mol = 0,93% • 44,65 mol : 100% = 0,415 mol
mAr = 40 g/mol
40 g — 1 mol
x — 0,415 mol
x = 0,415 • 40 : 1 = 16,6 [g]
Odpowiedź: Masa argonu w 1 m3 powietrza w warunkach normalnych to 16,6 g.
Krok 1: Aby rozwiązać tego typu zadania, musimy skorzystać z równania Clapeyrona. Równanie to obrazuje zależności między ilością gazu (w molach), objętością a warunkami (ciśnieniem i temperaturą):
p ∙ V = n ∙ R ∙ T, gdzie:
n — liczba moli gazu
P — ciśnienie [hPa]
V — objętość [dm3]
R — stała gazowa
T — temperatura [K]
Krok 2: Warunki normalne dla gazów to takie, w których ciśnienie wynosi 1013 hPa, a temperatura to 293 K, czyli 0°C. Musimy dopasować jednostki do tych, które potrzebne są we wzorze. Przeliczamy objętość na dm3 (1 m3 to 1000 dm3).
p = 1013 hPa
V = 1 m3 = 1000 dm3
T = 273 K
Krok 3: Wszystkie dane podstawiamy do wzoru i rozwiązujemy równanie.
pV = nRT
1013 • 1000 = n • 83,1 • 273
1013000 = 22686,3 • n / : 22686,3
n = 44,65 [mol]
Krok 4: Uwzględnienie zawartości argonu w powietrzu. Zawartość argonu w powietrzu to 0,93%.
0,93% z 44,65 mol = 0,93% • 44,65 mol : 100% = 0,415 mol
Krok 5: Przeliczenie moli argonu na gramy. Jeden mol argonu to 40 gramów.
40 g — 1 mol
x — 0,415 mol
x = 0,415 • 40 : 1 = 16,6 [g]