100 mol cıvanın hacmi nedir? Sorunu çözmenin iki yolu

2024 Yazar: Angel Austin | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 05:44

Fizikte tipik bir görev, belirli dış koşullar altında çeşitli maddelerin hacimlerini hesaplamaktır. Bu maddelerden biri, benzersiz fiziksel özelliklere sahip bir metal olan cıvadır. Bu yazıda, fizikte şu görevi çözmenin yollarını ele alacağız: 100 mol cıva hangi hacmi kaplar?

Cıva nedir?

Bu, periyodik tablodaki 80. sayının altındaki kimyasal bir elementtir. Soldaki komşusu altındır. Cıva, Hg (hidrargyrum) sembolü ile gösterilir. Latince adı "sıvı gümüş" olarak çevrilebilir. Gerçekten de, oda sıcaklığında element gümüşi bir renge sahip bir sıvı olarak bulunur.

Söz konusu element tek sıvı metaldir. Bu gerçek, atomlarının benzersiz elektronik yapısından kaynaklanmaktadır. Tamamen doldurulmuş elektron kabukları nedeniyle son derece kararlıdır. Bu bakımdan cıva, inert gazlara benzer. atom kararlılığıondan bir elektron koparma zorluğuna yol açar. İkincisi, Hg atomları arasında metalik bağ olmadığı, birbirleriyle yalnızca zayıf van der Waals kuvvetleri nedeniyle etkileştiği anlamına gelir.

Merkür zaten -39 ^oC'de eriyor. Ortaya çıkan sıvı çok ağırdır. Yoğunluğu 13,546 kg/m^{3 olup, damıtılmış suyun 13,5 katıdır. Bu yoğunluk değeri, 200.59 a.m.u. olan elementin atom kütlesinin büyük değerinden kaynaklanmaktadır.}

Yazının devamında 100 mol civanın ne kadar hacim kapladığı sorusuna cevap vereceğiz. Bu sorun iki farklı şekilde çözülebilir.

Sorunun birinci yoldan çözümü

"100 mol civanın hacmi nedir?" sorusuna cevap vermek için ilgili deneysel verilere başvurulmalıdır. Molar hacimle ilgili. Bu tür veriler referans literatüründe bulunabilir. Tablolardan birinde, 293 K'da (20 ^oC) söz konusu sıvı metalin molar hacminin 14.81 cm³ olduğunu bulduk. /mol. Başka bir deyişle, 1 mol Hg atomu 14.81 cm^{3 hacim kaplar. Problemin sorusunu cevaplamak için bu sayıyı 100 ile çarpmanız yeterlidir.}

Böylece cevabı alıyoruz: 100 mol civanın hacmi 1481 cm3'ye eşittir, bu da pratikte 1,5 litreye tekabül eder.

20 oC için molar hacim değerini kullandığımıza dikkat edin. Ancak, cıva başka herhangi bir madde kapsamında ele alınırsa, alınan cevap çok fazla değişmeyecektir.sıcaklık, çünkü termal genleşme katsayısı çok küçüktür.

İkinci çözüm

100 mol civanın ne kadar hacim kapladığı sorusuna öncekinden farklı bir yaklaşımla cevap verin. Bunu yapmak için, söz konusu metal için yoğunluk ve molar kütle verilerini kullanmamız gerekiyor.

Problemi çözmenin ilk formülü şu ifade olacaktır:

ρ=m/V.

V'nin değerini nerede ifade edebilirim:

V=m/ρ.

Bir maddenin kütlesi n=100 mol aşağıdaki gibi tanımlanır:

m=nM.

M, bir mol cıvanın kütlesidir. Daha sonra hacmi belirlemek için çalışma formülü şu şekilde yazılacaktır:

V=nM/ρ.

Yukarıda verdiğimiz molar kütlenin değeri, sayısal olarak atom kütlesine eşittir, sadece mol başına gram olarak ifade edilir (M=200, 59 g/mol). Civanın yoğunluğu 13,546 kg/m³ veya 13,546 g/cm^{3'dir. Bu değerleri formülde yerine koyarız, şunu elde ederiz:}

V=nM/ρ=100200, 59/13, 546=1481 cm3.

Gördüğünüz gibi, önceki problem çözme yöntemiyle tamamen aynı sonucu elde ettik.