Ang isang karaniwang gawain sa pisika ay ang kalkulahin ang mga volume ng iba't ibang mga sangkap sa ilalim ng ilang mga panlabas na kondisyon. Ang isa sa mga sangkap na ito ay mercury - isang metal na may natatanging pisikal na katangian. Sa artikulong ito, isasaalang-alang natin ang mga paraan upang malutas ang sumusunod na gawain sa pisika: anong volume ang sinasakop ng 100 moles ng mercury?
Ano ang mercury?
Ito ay isang kemikal na elemento sa ilalim ng ika-80 na numero sa periodic table. Ang katabi nito sa kaliwa ay ginto. Ang Mercury ay tinutukoy ng simbolong Hg (hydrargyrum). Ang Latin na pangalan ay maaaring isalin bilang "likidong pilak". Sa katunayan, sa temperatura ng silid, ang elemento ay umiiral bilang isang likido, na may kulay na kulay-pilak.
Ang pinag-uusapang elemento ay ang tanging likidong metal. Ang katotohanang ito ay dahil sa kakaibang elektronikong istruktura ng mga atomo nito. Ito ay lubos na matatag dahil sa ganap na napuno na mga shell ng elektron. Sa bagay na ito, ang mercury ay katulad ng mga inert gas. Katatagan ng atomhumahantong sa kahirapan sa pagtanggal ng isang elektron mula dito. Nangangahulugan ang huli na walang metal na bono sa pagitan ng mga Hg atoms, nakikipag-ugnayan sila sa isa't isa dahil lamang sa mahinang puwersa ng van der Waals.
Natutunaw na ang Mercury sa -39 oC. Ang nagresultang likido ay napakabigat. Ang density nito ay 13,546 kg/m3, na 13.5 beses kaysa sa distilled water. Ang halaga ng density na ito ay dahil sa malaking halaga ng atomic mass ng elemento, na 200.59 a.m.u.
Sa karagdagang artikulo, sasagutin natin ang tanong kung gaano karaming volume ang sinasakop ng 100 moles ng mercury. Maaaring malutas ang problemang ito sa dalawang magkaibang paraan.
Solusyon sa problema sa unang paraan
Upang masagot ang tanong na: "Ano ang dami ng 100 moles ng mercury?", dapat sumangguni sa nauugnay na data ng pang-eksperimento. Ito ay tungkol sa molar volume. Ang nasabing datos ay matatagpuan sa sangguniang literatura. Kaya, sa isa sa mga talahanayan nakita namin na sa 293 K (20 oC) ang molar volume ng likidong metal na pinag-uusapan ay 14.81 cm3 /mol. Sa madaling salita, ang 1 mole ng Hg atoms ay sumasakop sa volume na 14.81 cm3. Upang masagot ang tanong ng problema, sapat na upang i-multiply ang numerong ito sa 100.
Kaya, nakuha natin ang sagot: ang dami ng 100 moles ng mercury ay katumbas ng 1481 cm3, na halos katumbas ng 1.5 litro.
Tandaan na ginamit namin ang molar volume value para sa 20 oC. Gayunpaman, ang sagot na natanggap ay hindi magbabago kung ang mercury ay isasaalang-alang sa ilalim ng anumang iba patemperatura dahil napakaliit ng coefficient ng thermal expansion nito.
Ikalawang solusyon
Sagutin ang tanong kung gaano kalaki ang dami ng 100 moles ng mercury gamit ang ibang diskarte kaysa sa nauna. Para magawa ito, kailangan nating gamitin ang data ng density at molar mass para sa metal na pinag-uusapan.
Ang unang formula para sa paglutas ng problema ay ang sumusunod na expression:
ρ=m/V.
Saan ko maipapahayag ang halaga ng V:
V=m/ρ.
Ang masa n=100 mol ng isang substance ay tinukoy bilang mga sumusunod:
m=nM.
Kung saan ang M ay ang masa ng isang mole ng mercury. Pagkatapos ang gumaganang formula para sa pagtukoy ng lakas ng tunog ay isusulat tulad ng sumusunod:
V=nM/ρ.
Ang halaga ng molar mass na naibigay na natin sa itaas, ayon sa numero, ito ay katumbas ng atomic mass, na ipinahayag lamang sa gramo bawat mol (M=200, 59 g/mol). Ang density ng mercury ay 13,546 kg/m3 o 13.546 g/cm3. Pinapalitan namin ang mga halagang ito sa formula, nakukuha namin ang:
V=nM/ρ=100200, 59/13, 546=1481 cm3.
Tulad ng nakikita mo, nakuha namin ang eksaktong parehong resulta tulad ng sa nakaraang paraan ng paglutas ng problema.
