Химия. 11 класс

Газообразные вещества, в отличие от твёрдых и жидких, занимают весь предоставленный им объём. Поэтому в одном и том же сосуде может находиться разное количество газа. От этого количества будет зависеть давление в системе.

Определение количества газа и его доли в газовой смеси важно для разных практических целей. Например, следует выяснить, опасен ли для жизни уровень содержания метана или угарного газа в воздухе, пригоден ли для дыхания воздух в помещении с большим количеством углекислого газа или воздух на высоте 10 км, взрывоопасна ли данная смесь воздуха с водородом, в каком соотношении пары бензина должны смешиваться с воздухом в двигателе внутреннего сгорания.

Для решения подобных задач в качестве количественной характеристики используют молярную концентрацию газообразного вещества, которая показывает количество данного газообразного вещества в единице объёма.

Молярная концентрация газообразного вещества — величина, равная отношению его количества к объёму, который этот газ занимает:

«math class=¨wrs_chemistry¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi mathvariant=¨bold-italic¨»c«/mi»«mo mathvariant=¨bold¨»(«/mo»«mi mathvariant=¨bold¨»X«/mi»«mo mathvariant=¨bold¨»)«/mo»«mo mathvariant=¨bold¨»=«/mo»«mfrac»«mrow»«mi mathvariant=¨bold-italic¨»n«/mi»«mo mathvariant=¨bold¨»(«/mo»«mi mathvariant=¨bold¨»X«/mi»«mo mathvariant=¨bold¨»)«/mo»«/mrow»«mrow»«mi mathvariant=¨bold-italic¨»V«/mi»«mo mathvariant=¨bold¨»(«/mo»«mi mathvariant=¨bold¨»X«/mi»«mo mathvariant=¨bold¨»)«/mo»«/mrow»«/mfrac»«mo».«/mo»«/math»

Молярная концентрация газов измеряется в моль/дм³.

Например, молярная концентрация СО₂ при нормальных условиях составляет:

«math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨ class=¨wrs_chemistry¨»«mi»c«/mi»«mo»(«/mo»«msub»«mi»CO«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mo»)«/mo»«mo»=«/mo»«mfrac»«mrow»«mi»n«/mi»«mo»(«/mo»«msub»«mi»CO«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mo»)«/mo»«/mrow»«mrow»«mi»V«/mi»«mo»(«/mo»«msub»«mi»CO«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mo»)«/mo»«/mrow»«/mfrac»«mo»=«/mo»«mfrac»«mrow»«mn»1«/mn»«mo»§#160;«/mo»«mi»§#1084;§#1086;§#1083;§#1100;«/mi»«/mrow»«mrow»«mn»22«/mn»«mo»,«/mo»«mn»4«/mn»«mo»§#160;«/mo»«msup»«mi»§#1076;§#1084;«/mi»«mn»3«/mn»«/msup»«/mrow»«/mfrac»«mo»§#8776;«/mo»«mn»0«/mn»«mo»,«/mo»«mn»0446«/mn»«mo»§#160;«/mo»«mi»§#1084;§#1086;§#1083;§#1100;«/mi»«mo»/«/mo»«msup»«mi»§#1076;§#1084;«/mi»«mn»3«/mn»«/msup»«mo».«/mo»«/math»

Из приведённой выше формулы следует, что количество газообразного вещества в сосуде есть произведение молярной концентрации газа на объём сосуда, так как газ заполняет весь объём:

«math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨ class=¨wrs_chemistry¨»«mi»n«/mi»«mo»(«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»X«/mi»«mo»)«/mo»«mo»=«/mo»«mi»c«/mi»«mo»(«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»X«/mi»«mo»)«/mo»«mo»§#183;«/mo»«mi»V«/mi»«mo»(«/mo»«mi»§#1089;§#1086;§#1089;§#1091;§#1076;§#1072;«/mi»«mo»)«/mo»«mo».«/mo»«/math»

Понятие молярной концентрации газообразного вещества сходно с понятием молярной концентрации растворённого вещества, с которым вы ознакомились в курсе химии 8-го класса:

«math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨ class=¨wrs_chemistry¨»«mi»c«/mi»«mo»(«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»X«/mi»«mo»)«/mo»«mo»=«/mo»«mfrac»«mrow»«mi»n«/mi»«mo»(«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»X«/mi»«mo»)«/mo»«/mrow»«mrow»«mi»V«/mi»«mo»(«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#1088;«/mi»«mo»-«/mo»«mi»§#1088;§#1072;«/mi»«mo»)«/mo»«/mrow»«/mfrac»«mo».«/mo»«/math»

Причиной сходства является то, что растворённое вещество равномерно распределяется во всём объёме раствора, как и газообразное — во всём объёме сосуда.