§ 19. МОЛЯРНЫЙ ОБЪЁМ ГАЗОВ
Амедео Авогадро сформулировал закон: в равных объёмах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул. Обратная формулировка: одинаковое число молекул разных газов при одинаковых условиях занимает одинаковый объём.
Следствием закона Авогадро является то, что 1 моль любого газа при нормальных условиях (н. у.: температура 0 °C и давление 760 мм рт. ст.) занимает один и тот же объём. Этот объём называют молярным объёмом газа и обозначают Vm.
Молярный объём газа при нормальных условиях равен:
Vm = 22,4 л/моль.
Объём газа связан с количеством вещества соотношением:
n = V / Vm,
где n — количество вещества, V — объём газа, Vm — молярный объём.
Используются также кратные и дольные величины:
• киломолярный объём — 22,4 м³/кмоль;
• миллимолярный объём — 22,4 мл/ммоль.
Из закона Авогадро следует, что массы равных объёмов разных газов при одинаковых условиях относятся как их молярные массы. На этом основании вводят понятие относительной плотности газа.
Относительная плотность газа — это отношение молярной массы данного газа к молярной массе другого газа. Она не имеет размерности и показывает, во сколько раз один газ тяжелее или легче другого.
Чаще всего относительную плотность рассчитывают:
• по водороду: D(H₂) = M(газа) / 2;
• по кислороду: D(O₂) = M(газа) / 32;
• по воздуху: D(возд) = M(газа) / 29.
Средняя молярная масса сухого воздуха принимается равной 29 г/моль.
Относительную плотность газа по воздуху используют при выборе способа его собирания в лаборатории:
• если молярная масса газа меньше 29, его собирают вытеснением воздуха в перевёрнутый сосуд;
• если молярная масса газа больше 29, его собирают вытеснением воздуха в сосуд, стоящий дном вниз.