Kolika je zapremina 100 mola žive? Dva načina za rješavanje problema

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 05:19

Tipičan zadatak u fizici je izračunavanje volumena različitih supstanci pod određenim vanjskim uvjetima. Jedna od ovih supstanci je živa - metal sa jedinstvenim fizičkim svojstvima. U ovom članku ćemo razmotriti načine za rješavanje sljedećeg zadatka u fizici: koju zapreminu zauzima 100 molova žive?

Šta je živa?

Ovo je hemijski element ispod 80. broja u periodnom sistemu. Njegov susjed s lijeve strane je zlatan. Merkur je označen simbolom Hg (hydrargyrum). Latinski naziv može se prevesti kao "tečno srebro". Zaista, na sobnoj temperaturi, element postoji kao tečnost, koja ima srebrnastu boju.

Element u pitanju je jedini tečni metal. Ova činjenica je zbog jedinstvene elektronske strukture njegovih atoma. Izuzetno je stabilan zbog potpuno ispunjenih elektronskih ljuski. U tom smislu, živa je slična inertnim plinovima. Stabilnost atomadovodi do poteškoća da se elektron odvoji od njega. Ovo posljednje znači da ne postoji metalna veza između Hg atoma, oni međusobno djeluju samo zbog slabih van der Waalsovih sila.

Merkur se već topi na -39 ^oC. Dobijena tečnost je veoma teška. Njegova gustina je 13,546 kg/m^{3, što je 13,5 puta više od destilovane vode. Ova vrijednost gustine je zbog velike vrijednosti atomske mase elementa, koja iznosi 200,59 a.m.u.}

Dalje u članku ćemo odgovoriti na pitanje koliku zapreminu zauzima 100 mola žive. Ovaj problem se može riješiti na dva različita načina.

Rješenje problema na prvi način

Da biste odgovorili na pitanje: "Kolika je zapremina 100 mola žive?", treba se pozvati na relevantne eksperimentalne podatke. Radi se o molarnom volumenu. Takvi podaci se mogu naći u referentnoj literaturi. Dakle, u jednoj od tabela nalazimo da je na 293 K (20 ^oC) molarni volumen dotičnog tečnog metala 14,81 cm³ /mol. Drugim riječima, 1 mol Hg atoma zauzima zapreminu od 14,81 cm^{3. Da biste odgovorili na pitanje zadatka, dovoljno je ovaj broj pomnožiti sa 100.}

Tako dobijamo odgovor: zapremina 100 mola žive jednaka je 1481 cm3, što praktično odgovara 1,5 litara.

Imajte na umu da smo koristili vrijednost molarne zapremine za 20 oC. Međutim, dobijeni odgovor neće se mnogo promijeniti ako se živa uzme u obzir pod bilo kojim drugimtemperatura jer je njen koeficijent termičke ekspanzije veoma mali.

Drugo rješenje

Odgovorite na pitanje koliko zapremine zauzima 100 molova žive koristeći drugačiji pristup od prethodnog. Da bismo to učinili, moramo koristiti podatke o gustoći i molarnoj masi za dotični metal.

Početna formula za rješavanje problema bit će sljedeći izraz:

ρ=m/V.

Gdje mogu izraziti vrijednost V:

V=m/ρ.

Masa n=100 mola supstance je definisana na sledeći način:

m=nM.

Gdje je M masa jednog mola žive. Tada će se radna formula za određivanje zapremine napisati na sljedeći način:

V=nM/ρ.

Vrijednost molarne mase koju smo već dali gore, numerički je jednaka atomskoj masi, samo izražena u gramima po molu (M=200, 59 g/mol). Gustina žive je 13,546 kg/m³ ili 13,546 g/cm^{3. Zamijenimo ove vrijednosti u formulu, dobijemo:}

V=nM/ρ=100200, 59/13, 546=1481 cm3.

Kao što vidite, dobili smo potpuno isti rezultat kao u prethodnoj metodi rješavanja problema.