Оглавление 15 16 17 18 19 — — — 270 
Определение молекулярного веса газообразных веществ. На законе Авогадро основан важнейший метод определения мо­лекулярных весов газообразных веществ. Но прежде чем гово­рить об этом методе, следует напомнить, в каких единицах выра­жаются молекулярные и атомные веса.
При вычислениях атомных весов первоначально принимали за единицу вес атома водорода, как самого легкого элемента, и по отношению к нему вычисляли атомные веса других элементов. Но так как для большинства элементов атомные веса опреде­ляются из их кислородных соединений, то фактически вычисле­ния производились по отношению к атомному весу кислорода, который считался равным 16. Отношение между атомными ве­сами кислорода и водорода принималось равным 16:1. Впослед­ствии более точные исследования показали, что это отношение равно 15,88 : 1, или 16 : 1,008. Следовательно, если считать атом­ный вес водорода равным 1, атомный вес кислорода будет 15,88. Из практических соображений было решено оставить для кисло­рода атомный вес 16, приняв для водорода атомный вес 1,008.

Таким образом, в настоящее время единицей веса атомов яв­ляется 1/16часть веса атома кислорода. Эта единица получила название«кислородной един ицы». Вес атома водорода равен 1,008 кислородной единицы, вес атома серы — 32,06 кисло­родной единицы и т, д.

Атомным весом элемента называется вес его атома, выра­женный в кислородных единицах.
Так как вес молекулы любого вещества равен сумме весов образующих ее атомов, то понятно, что молекулярные веса должны выражаться в тех же единицах, что и атомные веса. Например, вес молекулы водорода, состоящей из двух атомов, равен 2,016 кислородной единицы; вес молекулы кислорода, также состоящей из двух атомов, равен 32 кислородным еди­ницам; вес молекулы воды, содержащей два атома водорода и один атом кислорода, равен 16 + 2,016=18,016 кислородной единицы и т. д.
Молекулярным весом простого или сложного вещества назы­вается вес его молекулы, выраженный в кислородных единицах.
Посмотрим теперь, как определяются молекулярные веса газообразных веществ.
По закону Авогадро, равные объемы газов, взятых при одина­ковом давлении и одинаковой температуре, содержат равное число молекул. Отсюда следует, что веса равных объемов двух газов должны относиться друг к другу, как их молекулярные веса.
Возьмем например, по одному литру двух различных газов. Пусть в каждом из них содержится по N молекул. Обозначим вес литра первого газа через g, а второго через g1. Молекулярные веса газов обозначим соответственно через М и M1. Так как вес литра газа равен сумме весов находящихся в нем молекул, то
g = NM и g1=NM1 Разделив первое равенство на второе, получим: (1)
20160309-214649
Отношение веса данного газа к весу того же объема дру­гого газа, взятого при той же температуре и том же давлении, называется плотностью первого газа по второму. Например, 1 луглекислого газа весит 1,98 г, а 1 л водорода при тех же условиях 0,09 г, откуда плотность углекислого газа по водороду будет 1,98:0,09 = 22.
Обозначив плотность газа буквой D, перепишем уравнение (1):
45383c384f-2
откуда
M = DM1 (2)
Молекулярный вес газа равен его плотности по отношению к другому газу, умноженной на молекулярный вес второго газа.
Очень часто плотности различных газов определяют по отно­шению к водороду как самому легкому из всех тазов. Так как молекулярный вес самого водорода равен 2,016, то в этом слу­чае формула для расчета молекулярных весов принимает вид:
 М = 2,016 • D
или, если округлить молекулярный вес водорода до 2:
 М = 2 D
Вычисляя, например, по этой формуле молекулярный вес угле­кислого газа, плотность которого по водороду, как указано выше, равняется 22, находим:
  М = 2 • 22 = 44
Нередко также вычисляют молекулярный вес газа, исходя из его плотности по воздуху. Хотя воздух представляет собой смесь нескольких газов, все же мы можем говорить о среднем мо­лекулярномвесе воздуха, определяемом из плотности воздуха по водороду. Найденный таким путем молекулярный вес воздуха равен 29.
Обозначив плотность исследуемого газа по воздуху через D1получим следующую формулу для вычисления молекулярных весов:
 М = 29•D1
Число 29 полезно запомнить, так как его часто применяют при расчетах.
Практически определение молекулярного веса сводится к из­мерению веса и объема некоторого количества исследуемого газа и последующему вычислению его плотности, после чего молеку­лярный вес находят прямопо формуле. Плотность газа может быть вычислена по отношению к любому другому газу, молеку­лярный вес которого и вес единицы объема известны. Но так как в справочниках указываются веса газов при нормальных усло­виях, а на опыте обычно приходится измерять вес и объем иссле­дуемого газа при других условиях, то для вычисления плотности газа нужно предварительно привести измеренный объем газа к нормальным условиям (0° и 760 мм давления).
Приведение к нормальным условиям производится на основа­нии уравнения, объединяющего газовые законы Бойля-Мариотта и Геи-Люссака:
газовые законы Бойля-Мариотта и Геи-Люссака
где р и υ — соответственно давление и объем газа в условиях опыта; Р0нормальное давление; υ0— объем газа при нормаль­ных условиях; Т — абсолютная температура газа.
Определяя из этого уравнения υ0, получаем формулу для вычисления объема газа при 0° и 760 мм давления:
формула для вычисления объема газа
Пример расчета молекулярного веса. Из опыта найдено, что 380 мл газа при температуре 27° и давлении 800 мм рт. ст. весят 0,455 г. Определить молекулярный вес газа, если известно, что 1 л воздуха при нормальных условиях весит 1,293 г.
Приводим найденный объем газа к нормальным условиям. Получаем:
объем газа к нормальным условиям
Определяем теперь вес 1 л этого газа (g) при нормальных условиях:
SAM_1594-3
Так как 1 л воздуха весит 1,293 г, то плотность нашего газа по воздуху
SAM_1594-4
а молекулярный вес
М = 29 • 0,97 ≈ 28
Заметим, что для определения молекулярного веса газа ука­занным способом совершенно не требуется знать химический со­став газа, надо знать только его плотность.
Вы читаете, статья на тему Определение молекулярного веса