Một nhiệm vụ điển hình trong vật lý là tính toán thể tích của các chất khác nhau trong các điều kiện bên ngoài nhất định. Một trong những chất này là thủy ngân - một kim loại có tính chất vật lý độc đáo. Trong bài này, chúng ta sẽ xem xét các cách giải quyết nhiệm vụ sau trong vật lý: 100 mol thủy ngân chiếm thể tích bao nhiêu?
Thủy ngân là gì?
Đây là nguyên tố hóa học dưới số 80 trong bảng tuần hoàn. Hàng xóm bên trái của nó là vàng. Thủy ngân được ký hiệu bằng ký hiệu Hg (hydrargyrum). Tên Latinh có thể được dịch là "bạc lỏng". Thật vậy, ở nhiệt độ phòng, nguyên tố tồn tại dưới dạng chất lỏng, có màu bạc.
Nguyên tố được đề cập là kim loại lỏng duy nhất. Thực tế này là do cấu trúc điện tử độc đáo của các nguyên tử của nó. Nó cực kỳ ổn định do các lớp vỏ electron được lấp đầy hoàn toàn. Về mặt này, thủy ngân tương tự như khí trơ. Sự ổn định nguyên tửdẫn đến khó tách một electron khỏi nó. Điều sau nghĩa là không có liên kết kim loại giữa các nguyên tử Hg, chúng chỉ tương tác với nhau do lực van der Waals yếu.
Thủy ngân đã tan chảy ở -39oC. Chất lỏng tạo thành rất nặng. Tỷ trọng của nó là 13.546 kg / m3, gấp 13,5 lần so với nước cất. Giá trị mật độ này là do giá trị lớn của khối lượng nguyên tử của nguyên tố, là 200,59 a.m.u.
Tiếp theo trong bài viết, chúng tôi sẽ trả lời câu hỏi 100 mol thủy ngân chiếm bao nhiêu thể tích. Vấn đề này có thể được giải quyết theo hai cách khác nhau.
Giải pháp của vấn đề theo cách thứ nhất
Để trả lời câu hỏi: "Thể tích của 100 mol thủy ngân là bao nhiêu?", Người ta nên tham khảo các dữ liệu thực nghiệm có liên quan. Đó là về thể tích mol. Dữ liệu như vậy có thể được tìm thấy trong tài liệu tham khảo. Vì vậy, trong một trong các bảng, chúng ta thấy rằng ở 293 K (20oC) thể tích mol của kim loại lỏng trong câu hỏi là 14,81 cm3/ mol. Nói cách khác, 1 mol nguyên tử Hg chiếm thể tích 14,81 cm3. Để trả lời câu hỏi của bài toán, chỉ cần nhân số này với 100 là đủ.
Như vậy, chúng ta nhận được câu trả lời: thể tích của 100 mol thủy ngân bằng 1481 cm3, thực tế tương ứng với 1,5 lít.
Lưu ý rằng chúng ta đã sử dụng giá trị thể tích mol cho 20oC. Tuy nhiên, câu trả lời nhận được sẽ không thay đổi nhiều nếu xem xét thủy ngân dưới bất kỳnhiệt độ vì hệ số giãn nở nhiệt của nó rất nhỏ.
Giải pháp thứ hai
Trả lời câu hỏi 100 mol thủy ngân chiếm bao nhiêu thể tích bằng cách tiếp cận khác với cách trước. Để làm điều này, chúng ta cần sử dụng dữ liệu về khối lượng riêng và khối lượng mol của kim loại được đề cập.
Công thức ban đầu để giải bài toán sẽ là biểu thức sau:
ρ=m / V.
Tôi có thể thể hiện giá trị của V ở đâu:
V=m / ρ.
Khối lượng n=100 mol của một chất được xác định như sau:
m=nM.
Trong đó M là khối lượng của một mol thủy ngân. Sau đó, công thức làm việc để xác định khối lượng sẽ được viết như sau:
V=nM / ρ.
Giá trị của khối lượng mol mà chúng ta đã cung cấp ở trên, về mặt số học, nó bằng khối lượng nguyên tử, chỉ được biểu thị bằng gam trên mol (M=200, 59 g / mol). Khối lượng riêng của thủy ngân là 13,546 kg / m3hoặc 13,546 g / cm3. Chúng tôi thay thế các giá trị này vào công thức, chúng tôi nhận được:
V=nM / ρ=100200, 59/13, 546=1481 cm3.
Như bạn có thể thấy, chúng tôi đã nhận được kết quả chính xác như trong phương pháp giải quyết vấn đề trước đó.
