الدرس: 3-4-4 : حساب حجوم الغازات

كيف يمكن حساب حجوم الغازات المجهولة لأية مادة متفاعلة أو ناتجة في معادلة التفاعل من حجم غاز معلوم لمادة أخرى معلومة في المعادلة الكيميائية الموزونة؟

• الحالة الأولى: إذا كانت جميع المواد المتفاعلة والناتجة مواد متجانسة جميعها غازات فيمكن إيجاد الحجم المجهول لأي مادة متفاعلة أو ناتجة من الحجم المعلوم لأي مادة في معادلة التفاعل بصورة مباشرة
• الحالة الثانية: إذا كانت جميع المواد المتفاعلة والمواد الناتجة هي مواد غير متجانسة (ليست جميعها غازات)، فيمكن إيجاد الحجم المجهول لأي مادة متفاعلة أو ناتجة من الحجم المعلوم لأي مادة في معادلة التفاعل حسب الخطوات التالية:

الخطوة (1): نحسب عدد مولات المادة التي كتلتها معلومة في المعادلة

الخطوة (2): نحسب عدد المولات المجهولة للمادة الأخرى من المولات المعلومة في الخطوة 1 (كما مر معنا سابقاً):

الخطوة (3): نحسب الحجم المجهول للمادة الأخرى ويمكن تلخيص ما سبق كما يلي:

تمرين (3- 9):

يتفاعل الفسفور (P₄) مع الهيدروجين لتكوين غاز الفوسفين PH₃ حسب المعادلة الآتية:

₍P_4s+ 6H_2(g)null4PH_3(g

احسب حجم PH₃ الناتج من تفاعل H₂ 0.42 L

n_H2 = $\frac{V}{22.4}\to \frac{0.42}{22.4}$ = 0.01875 mol H₂

نحسب عدد مولات PH₃ الناتج من التفاعل باستخدام النسب المولية:

n_PH3 = n mol H₂ × $\frac{4}{6}$ = 0.0125 mol

نحول عدد المولات PH₃ إلى الحجم باستخدام:

V_L = n mol × 22.4 (L/mol)

V_L = 0.0125 × 22.4 = 0.28 L PH₃

تمرين (3- 10):

يحترق الهيدرازين N₂H₄ المستخدم كوقود للصاروخ حسب المعادلة الآتية:

₍N₂H_4(l)+O_2(g)$\to$N_2(g)+2H₂O_(g

احسب حجم N₂ تحت (STP) الناتج من تفاعل 1.0kg من N₂H₄ مع كمية كافية من الأوكسجين.

$N_2{H}_4 + O_2 \to N_2 + 2H_{2}O$

نحول 1Kg من N₂H₄ إلى مولات حيث نحول وحدة Kg إلى g أولاً

m_g = m_(kg) × $\frac{1000}{1}$= 1000

نجد الكتلة المولية لـ N₂H₄

M N₂H₄ = 2 × 14 + 4 × 1 = 32 g/mol

n_mol = $\frac{mg}{M}\to \frac{1000}{32}$ = 31.25 mol N₂H₂

نحول عدد المولات إلى الحجم بوحدة L

V_(L) = n mol × 22.4 (L/mol)

V_L = 31.2 × 22.4 = 700L

تمرين (3- 11):

تتفكك نترات الأمونيوم NH₄NO₃ بالحرارة العالية حسب المعادلة الآتية:

₍2NH₄NO_3(s)$\to$2N_2(g)+4H₂O_(g)+O_2(g

احسب الحجم الكلي للغازات مقاس تحت (STP) والناتجة من تفكك 34g من NH₄NO₃

عدد مولات 2NH₄NO₃ الموجودة في 34 g منها

M(2NH₄NO₃) = 1 × 14 + 4 × 1 + 1 × 14 + 3 × 16 = 80 g/mol

n = $\frac{m}{M}=\frac{34}{80}$ = 0.425 mol 2NH₄NO₃

نحسب عدد المولات الناتجة من الغازات باستخدام النسب المولية.

n_N2 = n_NH4No3 × $\frac{2mol N_2}{2 mol N{H}_{4}N{O}_3}$

n_N2 = 0.425 × $\frac{2}{2}$= 0.425 mol

وكذلك

n_H2O = n_mol NH₄No₃ × $\frac{4 mol H_{2}O}{2 mol N{H}_{4}N{O}_3}$

n_H2O = 0.425 × $\frac{4}{2}$ = 0.85 mol H₂O

ومن ثم

n_O2 = 0.425 × $\frac{1}{2}$ = 0.213

ثم نحول عدد المولات للغازات إلى حجومها باللتر باستخدام العلاقة

V = n × 22.4 L

V_N2 =0.425 × 22.4 = 9.52 L N₂

وبنفس الطريقة:

V_H2O = 0.85 ×22.4 = 19.04 L H₂O

V_O2 = 0.213 × 22.4 = 4.77 L O₂

V_L = V_N2 + V_H2O + V_O2 = 9.52 +19.04 + 4.77 = 33.33 L