El volumen molar. La ley de Avogadro
Magnitudes que caracterizan a una muestra de sustancia Masa: m (X) Volumen: V (X) Cantidad de sustancia: n (X)
La masa molar es una magnitud constante para cada sustancia. m(X) n(X) M(X)= (g mol-1) La masa molar es una magnitud constante para cada sustancia. Ejemplos: M(H2) = 2 g mol-1 M(O2)= 32 g mol-1
Si relacionamos el volumen y la cantidad de sustancia de una muestra: V(X) n(X) (L mol-1) Vm = Volumen molar
V(X) n(X)= Vm Vm = V(X) n(X) V(X)= n(X) Vm
a 25 ºC y 100kPa (TPEA) magnitudes O3 Cl2 V(X) /L 12,4 49,6 198,4 2,48 n(X) /mol 0,5 2 8 0,1 Vm /L• mol-1 24,8 muestras
El volumen molar: 1- Es un valor constante e igual para todas las sustancias gaseosas, si se encuentran en igualdad de condiciones de presión y temperatura.
2- A la temperatura de 25 ºC y a la presión de 100 k Pa tiene un valor de 24,8 L· mol-1.
Si tenemos diferentes muestras de sustancias gaseosas en igualdad de presión y de temperatura: Cl2 N2 H2. V(X) Vm = V(X) = 1 L n(X) n(X) Es la misma
N2 n(X) = N(X) NA N(X) n(X) • = NA Cl2 O2 H2. N(X) Es el mismo NA = 6,02 • 1023 mol-1 (constante de Avogadro)
Amadeo Avogadro(1776-1856)
Ley de Avogadro Volúmenes iguales de gases diferentes, en igualdad de condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas.
N(X) n(X) • NA = Si n(X) = 1mol N(X) 1mol • = 6,02 • 1023 mol-1 N(X) = 6,02 • 1023 En 1mol de cualquier sustancia hay 6,02 • 1023 partículas.
Ejercicio: 1- El volumen de una muestra de dioxígeno es 20 L a TPEA. Determina la cantidad de sustancia de la muestra.
V(O2) Vm = n(O2) - Incógnita y datos n(O2) = ? V(O2) = 20 L Vm = 24,8 L· mol-1 - ecuación de definición V(O2) n(O2) Vm =
- despeje V(O2) n(O2) = Vm - sustitución 20 L n(O2) = 24, 8 L· mol-1
- cálculo n(O2) = 0,80 mol - respuesta La cantidad de sustancia de la muestra es 0,80 mol.
2-¿Qué volumen ocupa una muestra de 0,5 mol de H2 a TPEA ? V(H2) = X n(H2) = 0,5 mol Vm = 24,8 L· mol-1
V(H2) n(H2) Vm = V(H2) = n(H2) · Vm V(H2) = 0,5 mol ·24,8 L·mol-1 V(H2) = 12,4 L El volumen que ocupa la muestra es 12,4 L.
3- A partir de las ecuaciones de definición de M(X) y Vm, demuestra que: V(X) = Vm